一种高活性多聚磷酸盐的大型反应器的制作方法

本发明涉及属于化学反应装置，具体涉及一种高活性多聚磷酸盐的大型反应器。

背景技术：

1、多聚磷酸盐生产的关键技术是缩合反应，物料在缩合反应器中，需要在特定的气体氛围及温度条件下发生缩合反应。由于缩合反应过程中可能发生副反应的概率大、类型多，缩合温度及反应器内气体氛围的微小变化均会对其合成率、活性及产品的质量造成很大的影响。因此，该反应对缩合反应器的性能及设计要求很高。

2、原有生产工艺的缩合反应多是采用电热马弗炉直接加热或烟道气窑炉间接加热。电热马弗炉直接加热工艺耗电量大，能耗高，缩合反应过程每吨产品需要耗电1500kwh，在产品成本中占的比例相当大，并且单台炉每次只能生产300-400公斤产品(每年产量最大只有250吨)，产品合成率在80％左右，较低的合成率无法满足出口产品的质量要求，而过高的能耗则限制了单炉产能扩大。

3、烟道气窑炉间接加热工艺需将烟道气热能通过换热管传递给炉内空间，使炉内温度达到缩合反应所需温度。该工艺为保证传热速率，需要将进炉烟道气温度提高至600-700℃(远超缩合反应温度)，窑炉烟道气排放温度280℃左右，大量的热风排放导致热量损耗多、耗煤量大，同时还产生环保问题；如果进行回收，则要增加设备及投资，回收效益差、技术难度也大；另外，为了确保传热效果，换热管结构设计复杂，故障率高，导致设备制造和维护费用高；炉内温度需要通过改变烟道气进出口管道阀门的开启度来间接控制，延迟滞后，无法实现实时精准调控温度。

技术实现思路

1、针对现有缩合反应装置无法精准控温、无法调节反应气体氛围、合成率低、副反应多、产品失活、热量损失多、能耗大、产量低、无法大型化等问题，本发明提供一种高活性多聚磷酸盐的大型反应器。

2、为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种高活性多聚磷酸盐的大型反应器，包括：壳体、衬体、密封门装置、加热系统、控温控湿系统、外循环系统、台车、托盘及托盘架；所述反应器外形有壳体，所述壳体与反应器内壁之间填充衬体；所述密封门装置设置在反应器的一侧，所述台车设置在反应器的底部；所述加热系统由风机、导流罩、带绕片的w型不锈钢发热管和导风板组成，所述风机采用顶部插入式安装在反应器顶部，所述导流罩安装在反应器内壁顶部，所述导风板悬挂在反应器内壁内侧的固定杆上；所述控温控湿系统由温度及湿度探头、温度及湿度控制器接线和plc控制器组成，所述温度及湿度探头设置在反应器内部，通过温度及湿度控制器接线与plc控制器相连；所述外循环系统由外循环风机、外循环风管和酸雾处理装置组成，所述外循环风机设置在反应器外左后侧顶部，酸雾处理装置设置在反应器外右前侧顶部，外循环风管连接反应器、外循环风机和酸雾处理装置。

4、进一步地，所述的衬体采用硅酸铝陶瓷耐火纤维为原料，制成300mm×300mm×300mm的规格。

5、进一步地，所述的台车由车架、车面钢板、耐火纤维衬体、车轮、台车牵引机构组成。

6、进一步地，所述的台车采用自动迷宫式结构和软接触双密封。

7、进一步地，所述的密封门装置由密封门、密封门升降装置和密封门压紧装置组成。

8、进一步地，所述的密封门的壳体由型钢与板材焊接而成，结构框架牢固，两层壳体间填充硅酸铝陶瓷耐火纤维。

9、进一步地，所述的密封门采用弹簧式压紧结构。

10、进一步地，所述的密封门升降装置为电动卷扬机及钢丝绳。

11、进一步地，所述的密封门升降装置设置有硬性限位块。

12、进一步地，所述的导流罩配置有分流槽。

13、本发明与现有技术相比，具有以下技术优势：

14、(1)本发明的反应器内部温度、湿度能实现分区分段精准控制，可编程式升温、控温、控湿，内部温度一致性高，内部气体氛围可随反应进程需要调节，有利于缩合反应稳定进行，副反应少，杂质少活性高，产品合成率达到90％以上。

15、(2)本发明的反应器采用一体式超节能结构、多重保温措施、内外循环系统，可控温控湿除酸，热风不外排，热量不损失，使反应器能耗降低60％；设备可大型化，单台单批次产能提高至10吨。

16、(3)本发明精准的炉内气氛控制系统，可控温度、湿度、酸雾浓度，大幅减少副反应。

17、(4)本发明独创的内外循环风机和酸雾处理装置，可除湿除酸防腐蚀。

18、(5)本发明的双层嵌套式的反应器结构，可解决设备在大型化过程中的热胀冷缩效应，避免温差较大引发的结构破坏。

19、(6)本发明采用密闭的整体结构，可节能降耗。

20、(7)本发明解决了现有的电加热式三聚磷酸铝缩合反应装置和烟道气加热式三聚磷酸铝缩合反应装置存在无法精准控温、无法调节反应气体氛围、合成率低、热量损失大、能耗高、难以扩大产能的问题。

技术特征：

1.一种高活性多聚磷酸盐的大型反应器，其特征在于，包括：壳体、衬体、密封门装置、加热系统、控温控湿系统、外循环系统、台车、托盘及托盘架；所述反应器外形有壳体，所述壳体与反应器内壁之间填充衬体；所述密封门装置设置在反应器的一侧，所述台车设置在反应器的底部；所述加热系统由风机、导流罩、带绕片的w型不锈钢发热管和导风板组成，所述风机采用顶部插入式安装在反应器顶部，所述导流罩安装在反应器内壁顶部，所述导风板悬挂在反应器内壁内侧的固定杆上；所述控温控湿系统由温度及湿度探头、温度及湿度控制器接线和plc控制器组成，所述温度及湿度探头设置在反应器内部，通过温度及湿度控制器接线与plc控制器相连；所述外循环系统由外循环风机、外循环风管和酸雾处理装置组成，所述外循环风机设置在反应器外左后侧顶部，酸雾处理装置设置在反应器外右前侧顶部，外循环风管连接反应器、外循环风机和酸雾处理装置。

2.根据权利要求1所述的高活性多聚磷酸盐的大型反应器，其特征在于，所述的衬体采用硅酸铝陶瓷耐火纤维为原料，制成300mm×300mm×300mm的规格。

3.根据权利要求1所述的高活性多聚磷酸盐的大型反应器，其特征在于，所述的台车由车架、车面钢板、耐火纤维衬体、车轮、台车牵引机构组成。

4.根据权利要求3所述的高活性多聚磷酸盐的大型反应器，其特征在于，所述的台车采用自动迷宫式结构和软接触双密封。

5.根据权利要求1所述的高活性多聚磷酸盐的大型反应器，其特征在于，所述的密封门装置由密封门、密封门升降装置和密封门压紧装置组成。

6.根据权利要求5所述的高活性多聚磷酸盐的大型反应器，其特征在于，所述的密封门的壳体由型钢与板材焊接而成，结构框架牢固，两层壳体间填充硅酸铝陶瓷耐火纤维。

7.根据权利要求5所述的高活性多聚磷酸盐的大型反应器，其特征在于，所述的密封门采用弹簧式压紧结构。

8.根据权利要求5所述的高活性多聚磷酸盐的大型反应器，其特征在于，所述的密封门升降装置为电动卷扬机及钢丝绳。

9.根据权利要求5所述的高活性多聚磷酸盐的大型反应器，其特征在于，所述的密封门升降装置设置有硬性限位块。

10.根据权利要求1所述的高活性多聚磷酸盐的大型反应器，其特征在于，所述的导流罩配置有分流槽。

技术总结
本发明公开了一种高活性多聚磷酸盐的大型反应器，包括：壳体、衬体、密封门装置、加热系统、控温控湿系统、外循环系统、台车、托盘及托盘架；所述的密封门装置由密封门、密封门升降装置和密封门压紧装置组成；所述加热系统由风机、导流罩、带绕片的W型不锈钢发热管和导风板组成；所述控温控湿系统由温度及湿度探头、温度及湿度控制器接线和PLC控制器组成；所述外循环系统由外循环风机、外循环风管和酸雾处理装置组成。本发明的反应器内部温度、湿度能实现分区分段精准控制，可编程式升温、控温、控湿，内部温度一致性高，内部气体氛围可随反应进程需要调节，有利于缩合反应稳定进行，副反应少，杂质少活性高，产品合成率达到90％以上。

技术研发人员：韦毅,黄春雷,黄科林,陆泰榕,潘凯,陆黎明,张鹏鹏,文志朋,侯向华,林良军,韦妮妮,吴巧茹
受保护的技术使用者：广西产研院新型功能材料研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12