本发明涉及一种反应器，特别地，涉及一种通过二氧化碳法生产白炭黑的反应器。
背景技术：
二氧化碳法生产的白炭黑(即，沉淀二氧化硅产品)是一种新的白炭黑生产工艺。采用纯度较高的二氧化碳气体和水玻璃进行反应，并通过蒸汽加热升温来生产各种不同型号的白炭黑。目前一吨白炭黑需要消耗约1.2吨水玻璃，一般生产过程中消耗的是浓度为25～35％的液体硅酸钠。
二氧化碳法生产二氧化硅的反应器一般为搅拌鼓泡釜式反应器，二氧化碳和水玻璃之间为气液相反应，通过搅拌器将反应物混合均匀。但是如果反应器中二氧化碳气体分布不均，会影响最终的产品品质。
技术实现要素：
针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可以使待反应物进行充分反应的反应器。
为实现上述目的，本发明提供了一种反应器，包括：设置在反应器的罐体内部的气体分布器，气体分布器位于罐体底部并与罐体的内部底壁相间隔，其中，气体分布器的气体进口设置于罐体的侧壁处。
根据本发明，反应器还包括：伸入罐体的搅拌轴，其中，搅拌轴划分成连接轴段和位于罐体内部的搅拌轴段，连接轴段连接有电动机，搅拌轴段固定有搅拌叶片。
根据本发明，气体分布器表面开设有气孔，气孔朝向罐体的内部底壁。
根据本发明，反应器还包括：夹套，夹套为由第一套部和第二套部构成的整体件，其中，第一套部包覆罐体的外部底壁，第二套部包覆罐体的外周壁，其中，夹套的载热介质进口开设于第一套部，夹套的载热介质出口开设于第二套部。
根据本发明，罐体与夹套之间的空间设置有螺旋导流板，其中，螺旋导流板沿相反于搅拌轴的旋转方向螺旋盘绕于上述空间中，并将载热介质进口与载热介质出口连通。
根据本发明，罐体顶部开设有进料口，罐体的外部底壁开设有出料口。
根据本发明，罐体的顶部还开设有排气口。
根据本发明，搅拌轴的连接轴段和搅拌轴段通过联轴器相连接。
根据本发明，电动机与搅拌轴的连接轴段之间还连接有减速机。
根据本发明，减速机通过机架固定于罐体的外侧顶部，其中，机架与罐体的外侧顶部之间设置有密封件，搅拌轴的连接轴段从外部贯穿密封件伸入罐体。
本发明的有益技术效果在于：
(1)在本发明的反应器中，由于其罐体内部底部设置有气体分布器，气体分布器可以将诸如二氧化碳的气体注入至罐体中，以与罐体中的反应液进行充分反应和混合，从而可以制得品质更高的白炭黑产品。
(2)进一步，在气体分布器对反应器中进行注气以促进反应器中待反应物反应的同时，罐体内部的搅拌轴带动搅拌叶片在对待反应物进行搅拌，因此可以使得待反应物混合更加均匀，进一步促进了二氧化碳气体和罐体中反应液的充分反应。
(3)此外，气体分布器表面开设的气孔朝向罐体的内部底壁，在反应器中进行反应时，反应液的流向是从罐体顶部进入然后流至罐体底部，经搅拌叶片搅拌后再从罐体底部回流至罐体顶部。即，反应液在罐体中是以一种沿搅拌轴轴向流动的方式与二氧化碳反应。所以气体分布器开设的气孔方向是与反应液的流向一致的，因此增加了反应器中待反应物浓度的均一性，即，反应液与二氧化碳以接近全混流的状态在反应器中反应，可以进一步提高白炭黑产品的品质。
(4)另外，反应器罐体的外部底壁和外周壁包覆有夹套，夹套内可以注入诸如蒸汽或导热油的载热介质，从而对整个罐体进行加热升温。这种整体包覆罐体外部的夹套结构加热升温效果更好，可以促进反应器内的反应。
附图说明
图1是本发明反应器的结构示意图。
具体实施方式
现参照附图描述本发明的反应器。图1示出的是反应器的结构示意图，其包括设置在反应器罐体8内部的气体分布器17，气体分布器17位于罐体8底部并与罐体8的内部底壁相间隔。另外，气体分布器17的气体进口21设置于罐体8的侧壁处。进一步，气体分布器17可以将诸如二氧化碳的气体注入至罐体8中，以与罐体8中的反应液进行充分反应和混合，从而可以制得品质更高的白炭黑产品。
继续参照图1，本发明的反应器还包括伸入罐体8的搅拌轴10，搅拌轴10被划分成连接轴段和位于罐体8内部的搅拌轴段。其中，连接轴段连接有电动机1，搅拌轴段固定有搅拌叶片15。
在气体分布器17对反应器中进行注气以促进反应器中待反应物(例如可以是二氧化碳气体和作为反应液的液体硅酸钠)反应的同时，罐体8内部的搅拌轴10带动搅拌叶片15在对待反应物进行搅拌，因此可以使得待反应物混合更加均匀，进一步促进了诸如二氧化碳气体和罐体中反应液的充分反应。
更具体地，气体分布器17的表面还开设有用于使得冲入气体分布器17的二氧化碳气体排放至罐体8内的气孔，气孔朝向罐体8的内部底壁开设。
在反应器中进行反应时，反应液的流向是从罐体8顶部进入然后流至罐体8底部，经搅拌叶片15搅拌后再从罐体8底部回流至罐体8顶部。即，反应液在罐体8中是以一种沿搅拌轴10轴向流动的方式与二氧化碳反应。所以气体分布器17开设的气孔方向是与反应液的流向一致的，因此增加了反应器中待反应物浓度的均一性，即，反应液与二氧化碳以接近全混流的状态在反应器中反应，可以进一步提高白炭黑产品的品质。优选地，气体分布器17与最下部的搅拌叶片15之间的距离，为该最下部的搅拌叶片15与罐体8内部底壁之间距离的1/4～1/3。在此距离范围内时，反应器中待反应物浓度的均一性最佳。当然应当理解，以上距离的范围可以根据具体使用情况而定，本发明不局限于此。
进一步，反应器还包括夹套11，夹套11为由第一套部和第二套部构成的整体件。其中，第一套部包覆罐体8的外部底壁，第二套部包覆罐体8的外周壁。而夹套11的载热介质进口20可以开设于第一套部，载热介质出口12可以开设于第二套部。换句话说，夹套11的载热介质进口20位于罐体8的外部底壁，而夹套11的载热介质出口12位于罐体8的外周壁。
在具体使用中时，可以由夹套11的载热介质进口20注入诸如蒸汽或导热油的载热介质，从而对整个罐体8进行加热升温。这种整体包覆罐体8外部的夹套11的结构加热升温效果更好，可以促进反应器内的反应。
此外，在罐体8与夹套11之间的空间内还可以设有螺旋导流板14，其沿相反于搅拌轴10的旋转方向L螺旋盘绕于上述空间中，即，螺旋导流板14沿方向M盘绕于上述空间中，并且将载热介质进口20和载热介质出口12连通。
继续参照图1，罐体8的顶部开设有用于注入反应液的进料口6，罐体8外部底壁开设有用于输出所制得的白炭黑产品的出料口19。另外，罐体8顶部还可以开设排气口7，在罐体8中未反应的二氧化碳剩余气体可以从排气口7排出并收集，然后进一步提纯后可以再次注入气体进口21以进行重复利用。
可选地，搅拌轴10的连接轴段和搅拌轴段之间可以通过联轴器9相连接。而电动机1和搅拌轴10的连接轴段之间还可以连接有减速机2。更具体地，减速机2可以通过机架3固定于罐体8的外侧顶部，而机架3与罐体8的外侧顶部之间可以设置有密封件5。搅拌轴10的连接轴段可以从外部贯穿密封件5并伸入罐体8内。
在图1所示的反应器中，罐体8的外侧顶部还可以设置人孔4，操作员可以从该人孔4对反应器内部进行监控和检修。另外，罐体8的内部侧壁还可以固定有挡板13，挡板13可以对在罐体8中进行反应的待反应物进行阻挡和导流，以使待反应物在罐体8中流速更加平稳，并且流向更加稳定，从而使待反应物在罐体8中实现充分反应。
举例而言在具体使用中，反应开始时首先将一定量的25～35％的液体硅酸钠由进料口6注入到反应器的罐体8中，然后打开反应器的搅拌叶片15。此时，由载热介质进口20注入蒸汽或导热油来对整个反应器进行加热升温。需要指出的是，在一个可选的实施例中，除了利用夹套11来对反应器进行加热，还可以在罐体8的内部底部再加设一个气体分布器，利用该气体分布器可以向罐体8内通入用于加热的蒸汽从而来对反应器加热。当然应当理解，对反应器进行加热的方式可以根据具体使用情况而定，本发明并不局限于此。
当反应器加热至72℃～80℃(优选为74℃～78℃)时，将纯度40％以上的二氧化碳气体引入反应器中，二氧化碳气体通过气体分布器11形成大量细小气泡，并由气孔排入罐体8，在搅拌叶片15的强制搅拌作用下，细小气泡会被打碎成更为细小的气泡，通过这种方式二氧化碳气泡和液体硅酸钠之间的接触面积更大，从而使得反应更均一、快速。然后，在反应器中发生如下反应：
nSiO 2×Na 2O+CO 2＝nSiO 2↓+Na 2CO 3
反应后的白炭黑成品从出料口19排出，在罐体8中未反应的二氧化碳剩余气体可以从排气口7排出并收集，然后进一步提纯后可以再次注入气体进口21以进行重复利用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。