一种集搅拌、除尘、冷凝、清洗功能于一体的液-固反应设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种液-固反应设备，具体涉及一种内部集搅拌、除尘、冷凝、清洗功能于一体的液-固反应设备，该液-固反应设备适用于反应过程中固体易板结、液体汽化量大的反应。


背景技术：

2.在石化、医药及环保等行业，某些物料之间反应会放出大量的热，过多的热量会使液相反应物大量蒸发、固相反应物表面板结，导致反应不充分。为使反应充分进行，需尽可能的防止固体反应物板结、反应液汽化。传统处理方式主要采用内置搅拌器防止固体板结，通过外夹套或外部冷凝器移出反应热量。但反应釜尺寸会受到限制，且反应釜中液相反应物流量无法准确调控，上升气相中会夹带着固体反应物颗粒，反应不易控制。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对传统的液-固两相反应器存在的缺陷，提供一种集搅拌、除尘、冷凝、清洗功能于一体的液-固反应设备，适用于反应放热量大、反应物易板结的液固反应。
4.本实用新型的目的通过以下技术方案实现的：
5.一种集搅拌、除尘、冷凝、清洗功能于一体的液-固反应设备，包括筒体，筒体包括夹套筒体2、分别位于夹套筒体2上、下端的下封头1、椭圆上封头3；在所述的筒体下部安装有搅拌刮料器4，在筒体底部设有出料口11；在所述的夹套筒体2下端设有第一冷却水入口12，夹套筒体2上端设有第一冷却水出口13；在所述的夹套筒体2内部由下至上依次设有除尘器5、换热器6、分布器8、换热管9、喷淋器10，在所述的除尘器5下方设有固体投料口14，所述的换热管9固定在分布器8上表面，使用时分布器8液层高度高于换热管；所述的喷淋器10与进液口20相连；所述的椭圆上封头3设有出气口22。
6.所述的夹套筒体2的高径比为1～50，优选为1.5～15。
7.所述的夹套筒体2与下封头1采用法兰连接；所述的夹套筒体2与椭圆上封头3通过焊接固定。
8.所述的下封头1为锥形封头或平底封头。固体下料较多时，采用锥形封头；无固体下料时，可采用平底封头。
9.所述的搅拌刮料器4为上推式的螺带式搅拌刮料器或上翻式的浆式搅拌器。
10.所述的螺带式搅拌刮料器包括由变频电机带动的搅拌轴26、横隔柱27、螺带28和刮刀 29；所述的横隔柱27等距离设在搅拌轴26上，相邻横隔柱27在水平方向呈垂直交叉分布；所述的螺带28沿搅拌轴26螺旋式分布，并固定在横隔柱27的其中一端，所述的刮刀 29固定在横隔柱27的另一端。
11.相邻横隔柱27的间距为200mm。
12.所述的刮刀29距离筒壁5mm。
13.所述的除尘器5设于搅拌刮料器4上方；所述的除尘器5为旋流板式除尘器(即旋流板) 或振动筛袋式除尘器。
14.所述的换热器6为直管式换热器或绕管式换热器；当液-固反应设备中上升气体含固量较多时，优选采用直管式换热器，上升气体含固量较少时，优选采用绕管式换热器。
15.所述的换热器6设有冷媒入口15、冷媒出口16，冷媒自冷媒入口15进入换热器，从下往上穿过换热器6与进入换热器的气相换热使其冷凝回落至筒体底部。
16.所述的分布器8为管盘式液体分布器；所述的分布器8中上升气相管的管径为15～ 200mm，优选为50～150mm，通过控制上升气相管的管径在本实用新型范围内，可有效避免管径过小，气相阻力增大，系统超压，管径过大，影响传热效果；所述的分布器8的液体分布密度为5～500点/m2，优选为50～300点/m2，通过控制分布器的液体分布密度在本实用新型范围内，可以避免液体分布密度过大，下液孔易堵塞，避免液体分布密度过小，达不到分布效果。
17.所述的分布器上液层高度大于换热管9高度10～100mm，优选为30～60mm，保证换热管9充分淹没在液层内，避免液层过高，气相阻力增大，也能避免液层过低，换热效果差。
18.在所述的分布器8下方设有第一清洗球7，第一清洗球7与第一清洗液入口17相连。清洗球可实现360度清洗。
19.在所述的分布器8上方与下方分别设有第一压力表口23、第二压力表口24用于安装压力表，通过监测分布器上、下压表，及时使用清洗球清洗分布器、换热器防止堵塞。
20.所述的换热管9设有第二冷却水入口18、第二冷却水出口19。
21.所述的喷淋器10的液体分布密度(每平方米上下落液相点数)为5～100点/m2，优选 10～30点/m2。
22.在所述的椭圆上封头3顶部设有第二清洗球25，第二清洗球25与第二清洗液入口21 相连。
23.本实用新型液-固反应设备用于放热量较少的反应时，优选筒体夹套与分布管组合移热方式；用于放热量较大的反应时，优选筒体夹套、换热器与分布管组合移热方式。
24.本实用新型液-固反应设备产品以气相出料时，通过出气口22排出；以液相出料时，通过出料口11排出。
25.使用本实用新型液-固反应设备时，从固体投料口14投入固体反应原料，经搅拌刮料器 4，由下至上翻动，通过进液口20输入液体反应原料，经喷淋器10均匀喷洒至分布器8 上，液体反应原料进分布器8进一步分布均匀下落至换热器6中，经除尘器5下落的液体反应原料与固体反应原料充分接触，释放出的反应热使反应物料蒸发，上升气相带出少量固体反应原料，由除尘器5阻挡固体反应原料，通过下落的液相物料清洗并发生反应，继续上升的气相经换热器6，由冷媒介质移除大部分反应热，将气相中反应液相冷凝下来，回落至底部与固体反应原料继续反应，剩余的气相产物经分布器8与换热管9继续冷却，经出气口 22排出。
26.本实用新型的有益效果：
27.1、本实用新型液-固反应设备在内部增加搅拌刮料器，可有效避免固体物料长时间反应表面板结化，阻碍反应的进行。
28.2、本实用新型液-固反应设备在内部采用除尘器，可有效阻止固体反应原料被上
升气相大量带出，减少原料损耗，提高产品质量。
29.3、本实用新型液-固反应设备在内部设置换热器，可将气化反应液相有效冷凝回流下来，继续与固体反应原料反应，减少损耗，方便控制，并利用冷媒介质回收反应热，与其他介质热耦合，达到节能的目的。
30.4、本实用新型液-固反应设备在内部采用分布器与换热管的组合，可更好的控制气相产物出口温度与反应液体的分布效果。
31.5、本实用新型液-固反应设备在内部分布器上、下方分别设置清洗球，通过监测压差及时清洗分布器、换热器，防止堵塞。
附图说明
32.图1为本实用新型集搅拌、除尘、冷凝、清洗功能于一体的液-固反应设备的结构示意图；
33.图2为本实用新型集搅拌、除尘、冷凝、清洗功能于一体的液-固反应设备中分布器与换热管布置图。
34.图中，1-下封头，2-夹套筒体，3-椭圆上封头，4-搅拌刮料器，5-除尘器，6-换热器，7
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第一清洗球，8-分布器，9-换热管，10-喷淋器，11-出料口，12-第一冷却水入口，13-第一冷却水出口，14-固体投料口，15-冷媒入口，16-冷媒出口，17-第一清洗液入口，18-第二冷却水入口，19-第二冷却水出口，20-进液口，21-第二清洗液入口，22-出气口，23-第一压力表口，24-第二压力表口，25-第二清洗球，26-搅拌轴，27-横隔柱，28-螺带，29-刮刀。
具体实施方式
35.下面结合具体实施方式和附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
36.如图1和图2所示，包括筒体，筒体包括夹套筒体2、分别位于夹套筒体2上、下端的下封头1、椭圆上封头3；在所述的筒体下部安装有搅拌刮料器4，在筒体底部设有出料口 11；在所述的夹套筒体2下端设有第一冷却水入口12，夹套筒体2上端设有第一冷却水出口13；在所述的夹套筒体2内部，位于搅拌刮料器4上方，由下至上依次设有除尘器5、换热器6、分布器8、换热管9、喷淋器10；在所述的旋流板5下方设有固体投料口14，所述的换热管9固定在分布器8上表面，使用时分布器8液层高度高于换热管，所述的换热管9 设有第二冷却水入口18、第二冷却水出口19；在所述的分布器8下方设有第一清洗球7，第一清洗球7与第一清洗液入口17相连，在分布器8上方与下方分别设有第一压力表口 23、第二压力表口24用于安装压力表；所述的喷淋器10与进液口20相连；所述的椭圆上封头3设有出气口22；在椭圆上封头3顶部设有第二清洗球25，第二清洗球25与第二清洗液入口21相连。
37.所述的夹套筒体2与下封头1采用法兰连接；所述的夹套筒体2与椭圆上封头3通过焊接固定。
38.所述的下封头1为锥形封头，适用于固体下料较多的反应。
39.所述的搅拌刮料器4为上推式的螺带式搅拌刮料器；螺带式搅拌刮料器包括由变频电机带动的搅拌轴26、横隔柱27、螺带28和刮刀29；所述的横隔柱27等距离设在搅拌轴26 上，相邻横隔柱27的间距为200mm，相邻横隔柱27在水平方向呈垂直交叉分布；所述的螺带28沿搅拌轴26螺旋式分布，并固定在横隔柱27的其中一端，所述的刮刀29固定在横隔柱27
的另一端，刮刀29距离筒壁5mm。
40.所述的除尘器5为旋流板。
41.所述的换热器6为直管式换热器或绕管式换热器；当液-固反应设备中上升气体含固量较多时，优选采用直管式换热器，上升气体含固量较少时，优选采用绕管式换热器。
42.所述的换热器6设有冷媒入口15、冷媒出口16，冷媒自冷媒入口15进入换热器，从下往上穿过换热器6与进入换热器的气相换热使其冷凝回落至筒体底部。
43.所述的分布器8为管盘式液体分布器；所述的分布器8中上升气相管的管径为100mm；所述的分布器8的液体分布密度为200点/m2。
44.所述的分布器上液层高度大于换热管9高度45mm。
45.所述的喷淋器10的液体分布密度为20点/m2。
46.使用本实用新型液-固反应设备时，从固体投料口14投入固体反应原料，经搅拌刮料器 4，由下至上翻动，通过进液口20输入液体反应原料，经喷淋器10均匀喷洒至分布器8 上，液体反应原料进分布器8进一步分布均匀下落至换热器6中，经旋流板下落的液体反应原料与固体反应原料充分接触，释放出的反应热使反应物料蒸发，上升气相带出少量固体反应原料，由旋流板阻挡固体反应原料，通过下落的液相物料清洗并发生反应，继续上升的气相经换热器6，由冷媒介质移除大部分反应热，将气相中反应液相冷凝下来，回落至底部与固体反应原料继续反应，剩余的气相产物经分布器8与换热管9，由冷却水继续冷却，严格控制气体温度，经出气口22排出。反应过程中的反应热经夹套筒体2、换热器6和换热管9 共同移出。当分布器8上下压差过大时，通过清洗液入口喷入不参与反应的清洗液，通过清洗球对分布器8、换热器6清洗。