一种采用绿色生产工艺的减水剂联合反应生产系统的制作方法

本发明涉及一种反应釜，特别涉及一种采用绿色生产工艺的减水剂联合反应生产系统。

背景技术：

自20世纪开始，混凝土逐渐成为当今世界用量最大、用途最广的人造工程材料之一。随着21世纪混凝土工程的大型化、多功能化、施工与应用环境的复杂化、应用领域的扩大化以及资源与环境的优化，人们对传统的混凝土材料提出了更高的要求，混凝土材料的高性能化和多功能化已成为21世纪混凝土材料科学与工程技术的重点和方向。减水剂是混凝土外加剂中最重要的一族。而高效减水剂对水泥有强烈的分散作用，能大大提高水泥拌合物的流动性和混凝土的坍落度，同时大幅度降低用水量，显著改善混凝土工作性。减水剂分为改性木质素磺酸盐类(LS)、芳香族多环缩合物磺酸盐系(主要萘磺酸甲醛缩合物，NS)、蜜胺甲醛树脂磺酸盐系(三聚氰胺系或蜜胺系，MS)、氨基芳香族磺酸盐苯酚甲醛缩合物(氨基磺酸系，AS)四类高效减水剂和聚羧酸(PC)一类高性能减水剂。虽然上述高性能减水剂得到广泛应用，但现有减水剂生产存在的生产成本高、耗能大、污染大等技术问题却不容小视。

目前，如何合理安全消纳劣质原材料制备高效减水剂已成为低品位资源利用领域的研究热点。因此，深入研究高效减水剂优化合成反应工艺，以生产高减水分散性能和低残留或无残留游离苯酚或甲醛的绿色产品为目标，或者用无毒或低毒的物质取代或部分取代苯酚或甲醛来生产高效减水剂，来减少或消除生产和使用过程中对环境所产生的污染具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种采用绿色生产工艺的减水剂联合反应生产系统，以解决现有反应釜反应速度慢、自动化程度低、易造成设备腐蚀、产能低、保温性能差、不适宜大规模生产需要等技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种采用绿色生产工艺的减水剂联合反应生产系统，包括储存罐，其特征是所述系统还包括聚合反应釜，浓缩反应釜，其中聚合反应釜顶部左右两侧分别设有进料口和输碱口，所述进料口上设有进料阀门，所述输碱口上设有输碱阀门，聚合反应釜底部设有出料口；

所述浓缩反应釜主要由内罐、外罐构成，其中内罐的顶端设有进料口和空气循环弯管，进料口与穿过外罐的进料导管连接，内罐内设有电热盘管，内罐的上部设有循环喷头，循环喷头喷头底部设有多个微孔，内罐的底端设有出料口，所述循环喷头通过上导液管与循环泵连接，上导液管上设有加料三向阀，加料三向阀的第三相进料口与加料罐连接，所述循环泵通过下导液管、排料三向阀与排液口连接，下导液管上的排料三向阀的第三相出口是反应产物出口，所述外罐底端设有污水口；

所述聚合反应釜出料口通过进料导管与浓缩反应釜进料口连接，所述反应产物出口通过计量泵与储存罐连接；

所述外罐的罐壁上设有冷却管进口和冷却管出口，该冷却管进口和冷却管出口分别与冷却系统连接，所述冷却系统包括冷风室和冷风机、冷却循环泵，其中冷风室内设有三道无纺布湿帘，冷风室右侧与冷风机相连，无纺布湿帘顶部设有喷头，喷头与冷却管出口连接，无纺布湿帘底部设有集水管，集水管通过冷却循环泵与冷却管进口连接。

作为优选，所述聚合反应釜顶部设置有搅拌电动机，搅拌电动机输出轴与减速器输入轴连接，减速器输出轴与聚合反应釜内的陶瓷套管连接，陶瓷套管上设置有搅拌叶片，所述聚合反应釜底部还设有超声波发生器，该超声波发生器包括超声波换能器，所述超声波换能器与伸入聚合反应釜内的变幅杆连接，所述陶瓷套管上下部各设有一个轴承，所述变幅杆插在入陶瓷套管并套置在轴承中。

作为优选，作为优选，所述聚合反应釜由内层不锈钢内胆和外层不锈钢外罩合围而成，所述不锈钢内胆和不锈钢外罩之间形成夹层，所述夹层与真空泵排气口连接。

作为优选，所述陶瓷套管上设置有上、中、下三个搅拌叶片，该搅拌叶片上设有扰流孔。

作为优选作为优选，所述循环喷头呈圆盘状，循环喷头底部设有多个微孔。

本发明具有设计合理，自动化程度高，产能高，工艺环保等特点。系统采用聚合反应釜，浓缩反应釜协同反应，反应效率极高。系统中的聚合反应釜由内胆和外罩合围而成，形成夹层，夹层与真空抽气泵相连，使夹层形成真空状态，保证反应釜内的温度保持在稳定的状态。聚合反应釜中心陶瓷套管内设有超声波发生器，可以对釜内物料快速、均匀的进行超声波熟化、催化，因而大大提高了生产效率，加速了反应进程。系统中的浓缩反应釜不同温度环境使蒸发的水蒸气迅速凝结而不容易回流到内层罐。反应釜物料经过循环泵多层次循环，从而得到的聚羧酸减水剂品质高、浓度高，可以广泛的应用在高铁、大型桥梁、隧道等对混凝土质量要求严格的建筑工程中，因此本系统进一步的推广应用比将具有极高的经济效益和广泛的市场前景。

附图说明

图1所示是本发明系统的结构示意图；

图2所示是超声波发生器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1所示，采用绿色生产工艺的减水剂联合反应生产系统包括聚合反应釜1，浓缩反应釜51，聚合反应釜1出料口通过进料导管5310与浓缩反应釜51进料口连接。其中聚合反应釜1由内层304号不锈钢内胆2和外层304号不锈钢外罩3合围而成；所述不锈钢内胆2和不锈钢外罩3之间形成夹层4，夹层4与真空泵排气口15连接，真空泵排气口15经真空泵抽出气体，使夹层4处于真空状态，真空具有良好的隔热效果，可以确保釜体内的温度保持在稳定的状态；聚合反应釜1顶部左右两侧分别设有进料口9和输碱口10，进料口上设有进料阀门7，输碱口10上设有输碱阀门8，聚合反应釜1底部设有出料口13。

聚合反应釜1顶部设置有搅拌电动机5。搅拌电动机5包括电动机21，电动机21输出轴与减速器22输入轴连接，减速器22输出轴与陶瓷套管23连接，陶瓷套管23上设置有搅拌叶片16，搅拌叶片16上设置有扰流孔17。

聚合反应釜1底部设有超声波发生器4，由图2进一步可知，超声波发生器4包括超声波换能器41，超声波换能器41与伸入聚合反应釜内的变幅杆42连接，变幅杆42插入陶瓷套管23中。超声波发生器可以对釜内物料进行超声波催化，加速反应进程。

内胆2内部设有多个温度探头11，实时监测釜体内的温度变化情况，以确保进料时的温度达到要求值，内胆2底部设有pH值检测探头12，实时监测釜内反应液的pH值，根据釜体内的pH值变化来控制补碱的速度。

如图1所示，浓缩反应釜51主要由内罐53、外罐52构成，内罐的顶端设有进料口510和空气循环弯管5100，还设有穿过外罐的视察镜525。进料口510与穿过外罐52的进料导管5310连接。内罐的上部设有循环喷头530，循环喷头喷头底部设有多个微孔531，内罐的底端设有出料口513，内罐53的循环喷头530通过上导液管519与循环泵520连接，循环泵520通过下导液管54、排料三向阀522与出料口513连接，循环泵520将反应液从内罐53内循环抽出，进入循环喷头530后，反应液沿循环喷头530底部的微孔531淌流而下，反应液经电热盘管518加温，这样可以加速反应液水份地蒸发。

上导液管519上还串联有加料三向阀58，该加料三向阀58的第三相出口581与加料罐59连接，加料罐59可以稳定的为反应提供辅助原料，保证反应的持续进行，

下导液管上的三向阀522的第三相出口5220是反应产物出口，当反应结束后，排料三向阀522的循环泵端关闭，三向阀522与出料口513的连接端打开；合成后的反应液经反应物出口5220流出,进入计量泵5122内，通过计量泵泵入储存罐5101保存。

外罐53的冷却管进口57和冷却管出口56分别与冷却系统连接，冷却系统包括冷风室516和冷风机512、冷却循环泵5121，冷风室516底部设有集水管5160，集水管5160通过冷却循环泵5121与冷却管进口57连接，冷风室516内设有三道无纺布湿帘511，冷却循环泵5121将集水管5160的水循环抽入外罐53内，由于冷却管出口56位置低于冷却管进口57，外罐53内的水通过冷却管出口56经过冷却管517到达冷风室516，经过三道无纺布湿帘511自由流下，冷风机512吹出的风经过三道湿帘511，将外罐53送过来的热水进行降温冷却，这样可以带走反应产生的热量，为反应液的进一步浓缩提供了必要条件。外罐底端设有污水口，可以将冷却水中沉降的水垢排除。以下是采用本装置生产的聚羧酸高效减水剂性能指标。

本装置生产的聚羧酸高效减水剂性能指标

最后，应当指出，以上具体实施方式仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述具体实施方式。凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。