一种反应裂解器的制作方法

文档序号:13432105阅读:380来源:国知局
一种反应裂解器的制作方法

本发明涉及环保设备技术领域,具体涉及一种反应裂解器。



背景技术:

四氯化碳(ccl4)是一种人工合成的低沸点有机氯代烃(比重1.591g/cm3,沸点77℃),微溶于水。国外研究表明:四氯化碳属于典型的肝脏毒物,高浓度时,首先是影响中枢神经系统,随后影响肝、肾。它在环境中具有持久性、长期残留性和生物蓄积性,因此自1979年被美国epa列入了“含四氯化碳地下水中优先控制的污染物”,也被我国列入了68种“水中优先控制的污染物”名单。

上个世纪七十年代由于大量制造和使用农药,造成了一些地区地下水被四氯化碳污染,如美国的密西根含水层和加拿大渥太华附近的含水层均受到过四氯化碳的污染(在含水层中它多以非水相(napl)存在)。

目前,各种用于四氯化碳处理的设备不断涌现。反应裂解器作为一个重要的四氯化碳处理的设备也得到了一定的发展。但是现有的用于反应裂解器处理的燃烧器体积大、结构不合理、紧凑度不高,其对气态的四氯化碳处理效果不理想,不适用于四氯化碳系统化的处理。



技术实现要素:

针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种反应裂解器,该反应裂解器体积小、结构合理、紧凑度高,其对氯化碳的处理效果理想,适用于四氯化碳系统化的处理。

为了实现上述目的,本发明提供一种反应裂解器,包括呈漏斗型的进气罩、呈筒形的裂解器炉壁,和温度感测器,所述进气罩的大口端朝左地设置在裂解器炉壁内腔的左端,进气罩大开口端与裂解器炉壁的左端连接;所述裂解器炉壁内腔由左到右依次固定设置有连通室、非线性孔板、氮裂解反应器、裂解热力环形管、火焰喷熔头、缓冲板、媒促反应填料和超声波震荡板;

所述连通室呈中空管状结构,其左端与进气罩的小口端固定连接,其右端与所述非线性孔板的左端面固定连接,非线性孔板的表面遍布地设置有非线性孔道;

所述氮裂解反应器的小口端固定连接在非线性孔板的中心区域,氮裂解反应器的小口端对应在连通室的外围区域,氮裂解反应器的大口端朝向裂解热力环形管的方向设置;

所述氮裂解反应器包括电机、加压氮气管、氮气释放器、圆台状的外罩、所述加压氮气管由裂解器炉壁的外部穿入,并且其里端通过氮气支管与缓冲室连接,加压氮气管的里端设置有加热器,其外端与氮气瓶连接;所述外罩内的轴心线上设置有筒形的转轴,外罩小口端的外侧设置有固定连接于连通室内部的缓冲室,缓冲室的里端套设在转轴里端的外部,所述电机位于连通室内部,且与缓冲室的外端固定连接,电机的输出轴穿过缓冲室伸入转轴的里端并通过径向调置的多个连杆与与转轴固定连接,转轴的两端各固定连接有一个可在外罩内转动的圆形支架,所以圆形支架由位于外圈的环形空心管路和连接环形空心管路与转轴内腔的连通管路组成,且位于外罩大开口端一侧的圆形支架的环形空心管路的外径大于位于外罩小开口端一侧的圆形支架的环形空心管路的外径;多个所述氮气释放器环绕转轴地设置,且氮气释放器为空心的柱状结构,氮气释放器的两端分别与两个圆形支架的环形空心管路贯通连接;氮气释放器的表面设有若干与其内腔相连通的通孔;

所述裂解热力环形管固定连接有与其内腔连通的燃气供应管路,燃气供应管路延伸到裂解器炉壁的外部;多个所述火焰喷熔头周向均匀地固定连接在裂解热力环形管的右端面上;

所述缓冲板为板状结构,缓冲板遍布其表面地设置有左右贯通的通孔;

所述温度感测器位于媒促反应填料的下方;

所述超声波震荡板遍布其表面的设置有多个通孔,其内部设置有超声波振子和超声波发生器;

裂解器炉壁的右端开口设有出气口。

在该技术方案中,进气罩的喇叭口型的汇聚作用能将含四氯化碳废气聚集并通过连通室,随后穿过非线性孔板,进入到中氮裂解反应器;通过加压氮气管能引入高压氮气,并能在加热器的作用下进行加热;电机带动位于外罩中的氮气释放器旋转,能使经过加热的高压氮气均匀地释放,并能与四氯化碳进行充分的接触并反应,在高温的作用下,生成重氮甲烷气体(h2cnn)和氯气(cl2),从而能对四氯化碳形成有效的处理。火焰喷熔头的设置能将残余的四氯化碳进行点燃以进一步的处理。缓冲板能将未被燃烧分解的四氯化碳气体形成多股气流引入媒促反应填料中,以将四氯化碳进行吸附处理,处理后的气体经过超声波震荡板,超声波震荡板能通过高频振动促进残余的四氯化碳进一步分解,该反应裂解器体积小、结构合理、紧凑度高,其对氯化碳的处理效果理想,适用于四氯化碳系统化的处理。

进一步,为了促进四氯化碳能够高效降解,所述媒促反应填料由以下组分按重量份数配比组成:

去钠离子水252~477份,脂肪酰胺聚氧乙烯醚44~86份,二羟基琥珀酸47~156份,n-乙基邻/对甲苯磺酰胺43~60份,n,o-双三甲硅基乙酰胺46~103份,1-氨基-9,10-二氢代-4-[(2-甲苯基)氨基]-9,10-二氧代-2-蒽磺酸钠盐49~110份,1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸46~69份,3,5-二氨基苯甲酸43~88份,镝纳米微粒51~106份,1-氨基-2-氯-4-羟基蒽醌44~86份,2-[(4-氯-硝基苯基)偶氮]-n-(2,4-二甲基苯基)-3-氧代丁酰胺34~77份,三十烷醇磷酸酯钾35~71份,n-[(5-甲基-1h-苯并三唑-1-基)甲基]二乙醇胺46~86份,3-甲基四氢呋喃与1,3-二异氰酸根合甲苯和四氢呋喃的2-羟乙基丙烯酸酯封端的聚合物53~97份,质量浓度为43ppm~310ppm的单烷基磷酸酯钾盐76~130份。

进一步,为了促进四氯化碳能够高效降解,所述镝纳米微粒的粒径为51.3μm~61.1μm。

进一步,为了得到一种处理效果好,性能优良的媒促反应填料,所述媒促反应填料由以下步骤制备而成:

第1步:在搅拌式反应器中,加入去钠离子水和脂肪酰胺聚氧乙烯醚,启动搅拌式反应器中的搅拌机,设定转速为45rpm~91rpm,启动搅拌式反应器中的重复加热器,使温度升至60.4℃~61.4℃,加入二羟基琥珀酸搅拌均匀,进行卤化酰基化反应37~48分钟,加入n-乙基邻/对甲苯磺酰胺,通入流量为36.6m3/min~77.2m3/min的氙气0.4~0.1小时;之后在搅拌式反应器中加入n,o-双三甲硅基乙酰胺,再次启动搅拌式反应器中的重复加热器,使温度升至77.4℃~110.4℃,保温37~48分钟,加入1-氨基-9,10-二氢代-4-[(2-甲苯基)氨基]-9,10-二氧代-2-蒽磺酸钠盐,调整搅拌式反应器中溶液的ph值为4.8~8.9,保温37~277分钟;

第2步:另取镝纳米微粒,将镝纳米微粒在功率为5.773kw~11.218kw下超声波处理0.4~0.1小时;将镝纳米微粒加入到另一个搅拌式反应器中,加入质量浓度为47.9ppm~277.2ppm的1-氨基-2-氯-4-羟基蒽醌分散镝纳米微粒,启动搅拌式反应器中的重复加热器,使溶液温度在4.86×10℃~8.94×10℃之间,启动搅拌式反应器中的搅拌机,并以4.84×102rpm~8.97×102rpm的速度搅拌,调整ph值在4.8~8.9之间,保温搅拌0.5~1.1小时;之后停止反应静置5.7×10~11.2×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入n-[(5-甲基-1h-苯并三唑-1-基)甲基]二乙醇胺,调整ph值在1.6~2.2之间,形成沉淀物用去钠离子水洗脱,通过离心机在转速4.129×103rpm~9.635×103rpm下得到固形物,在2.22×102℃~3.79×102℃温度下干燥,研磨后过500~620目筛,备用;

第3步:另取1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和第2步处理后镝纳米微粒,混合均匀后采用α辐射反射辐照,α辐射反射辐照的能量为34.527mev~62.184mev、剂量为82.558kgy~122.856kgy、照射时间为46~71分钟,得到性状改变的1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合物;将1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合物置于另一搅拌式反应器中,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定温度45℃~91℃,启动搅拌式反应器中的搅拌机,转速为37rpm~432rpm,ph调整到4.8~8.9之间,脱水46~60分钟,备用;

第4步:将第3步得到的性状改变的1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的搅拌式反应器中,流加速度为182.8ml/min~910.9ml/min;启动搅拌式反应器搅拌机,设定转速为51rpm~91rpm;搅拌4~8分钟;再加入2-[(4-氯-硝基苯基)偶氮]-n-(2,4-二甲基苯基)-3-氧代丁酰胺,启动搅拌式反应器中的重复加热器,升温至81.3℃~118.5℃,ph调整到4.8~8.9之间,通入氙气通气量为36.4m3/min~77.9m3/min,保温静置71~101分钟;再次启动搅拌式反应器搅拌机,转速为46rpm~91rpm,加入三十烷醇磷酸酯钾,使其反应液的亲水-亲醇酯阈值为5~11,并使得ph调整到4.8~8.9之间,保温静置70~110分钟;

第5步:启动搅拌式反应器中的搅拌机,设定转速为43rpm~110rpm,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定搅拌式反应器内的温度为4.625×102℃~9.620×102℃,保温70~110分钟后,加入3-甲基四氢呋喃与1,3-二异氰酸根合甲苯和四氢呋喃的2-羟乙基丙烯酸酯封端的聚合物,卤化酰基化反应37~48分钟;之后加入单烷基磷酸酯钾盐,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定搅拌式反应器内的温度为121.6℃~177.6℃,ph调整至4.8~8.9之间,压力为0.435mpa~0.448mpa,反应时间为0.4~0.9小时;之后降压至0mpa,降温至54.4℃~59.4℃出料、入注模型机,即得到媒促反应填料。

进一步,所述进气罩大开口端直径为10~20cm:进气罩为不锈钢材质;连通室为不锈钢材质,其直径为5~10cm。

进一步,所述温度感测器型号为pt100。

进一步,为了使气流呈现多股旋转式涡流,且从圆周到圆心,其流速依次增加,形成特定的气流通过氮裂解反应器,所述非线性孔板表面的非线性孔道的数量为10~30个,非线性孔道内部的孔径为5~10mm,且非线性孔道按照sine-gordon非线性方程布局。

进一步,所述氮裂解反应器的大口端的直径为10~20cm;裂解热力环形管的直径为10~20cm;所述火焰喷熔头的数量为10~20个。

进一步,缓冲板为耐高温陶瓷圆板结构;超声波震荡板为圆盘结构,其直径为10~20cm,其厚度10~20m,其上部通孔直径2~10mm;超声波震荡板表面通孔的直径为2~10mm。

附图说明

图1是本发明中的结构示意图;

图2是本发明中的非线性孔道的结构示意图;

图3是本发明中氮裂解反应器的结构示意图。

图中:6-1、进气罩,6-2、连通室,6-3、非线性孔板,6-3-1、非线性孔道,6-3-2、涵道轨迹,6-4、氮裂解反应器,6-4-1、电机,6-4-3、加热器,6-4-4、氮气支管,6-4-5、氮气释放器,6-4-6、转轴,6-4-7、圆形支架,6-4-8、外罩,6-4-9、缓冲室,6-5、裂解热力环形管,6-6、火焰喷熔头,6-7、缓冲板,6-8、温度感测器,6-9、超声波震荡板,6-10、裂解器炉壁,6-11、出气口,6-12、加压氮气管,6-13、媒促反应填料。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

如图1所示,一种反应裂解器,包括呈漏斗型的进气罩6-1、呈筒形的裂解器炉壁6-10,和温度感测器6-8,所述进气罩6-1的大口端朝左地设置在裂解器炉壁6-10内腔的左端,进气罩6-1大开口端与裂解器炉壁6-10的左端连接;所述裂解器炉壁6-10内腔由左到右依次固定设置有连通室6-2、非线性孔板6-3、氮裂解反应器6-4、裂解热力环形管6-5、火焰喷熔头6-6、缓冲板6-7、媒促反应填料6-13和超声波震荡板6-9;

所述连通室6-2呈中空管状结构,其左端与进气罩6-1的小口端固定连接,其右端与所述非线性孔板6-3的左端面固定连接,如图2所示,非线性孔板6-3的表面遍布地设置有非线性孔道6-3-1;

所述氮裂解反应器6-4的小口端固定连接在非线性孔板6-3的中心区域,氮裂解反应器6-4的小口端对应在连通室6-2的外围区域,氮裂解反应器6-4的大口端朝向裂解热力环形管6-5的方向设置;

如图3所示,所述氮裂解反应器6-4包括电机6-4-1、加压氮气管6-12、氮气释放器6-4-5、圆台状的外罩6-4-8、所述加压氮气管6-12由裂解器炉壁6-10的外部穿入,并且其里端通过氮气支管6-4-4与缓冲室6-4-9连接,加压氮气管6-12的里端设置有加热器6-4-3,其外端与氮气瓶连接,加压氮气管6-12用于从外部引入高压氮气,加热器6-4-3将引入的氮气加热至86℃~92℃,缓冲室6-4-9将输入的氮气在其内部进行缓冲;所述外罩6-4-8内的轴心线上设置有筒形的转轴6-4-6,外罩6-4-8小口端的外侧设置有固定连接于连通室6-2内部的缓冲室6-4-9,缓冲室6-4-9的里端套设在转轴6-4-6里端的外部,所述电机6-4-1位于连通室6-2内部,且与缓冲室6-4-9的外端固定连接,电机6-4-1的输出轴穿过缓冲室6-4-9伸入转轴6-4-6的里端并通过径向调置的多个连杆与与转轴6-4-6固定连接,电机6-4-1的输出轴的外径小转轴6-4-6内部空腔的内径,二者之间可以通过径向设置的固定连杆连接,二者之间留有供气流通过的通道,电机6-4-1以10~50rpm低速带动旋转;转轴6-4-6的两端各固定连接有一个可在外罩6-4-8内转动的圆形支架6-4-7,所以圆形支架6-4-7由位于外圈的环形空心管路和连接环形空心管路与转轴6-4-6内腔的连通管路组成,且位于外罩6-4-8大开口端一侧的圆形支架6-4-7的环形空心管路的外径大于位于外罩6-4-8小开口端一侧的圆形支架6-4-7的环形空心管路的外径;多个所述氮气释放器6-4-5环绕转轴6-4-6地设置,且氮气释放器6-4-5为空心的柱状结构,氮气释放器6-4-5的两端分别与两个圆形支架6-4-7的环形空心管路贯通连接;氮气释放器6-4-5的表面设有若干与其内腔相连通的通孔;氮气释放器6-4-5的断面呈椭圆形,氮气释放器6-4-5将加热氮气通过通孔释放,进而高温氮气与四氯化碳反应,生成重氮甲烷气体h2cnn和氯气cl2;

所述裂解热力环形管6-5固定连接有与其内腔连通的燃气供应管路,燃气供应管路延伸到裂解器炉壁6-10的外部;多个所述火焰喷熔头6-6周向均匀地固定连接在裂解热力环形管6-5的右端面上;火焰喷熔头6-6产生火焰将残余四氯化碳气体燃烧;

所述缓冲板6-7为板状结构,缓冲板6-7遍布其表面地设置有左右贯通的通孔;火焰喷熔头6-6产生的高温气体通过缓冲板6-7,缓慢的进入媒促反应填料6-13;

所述温度感测器6-8位于媒促反应填料6-13的下方;

所述超声波震荡板6-9遍布其表面的设置有多个通孔,其内部设置有超声波振子和超声波发生器;超声波振子为现有技术产品,其型号为ks-2155-51k,由东莞市科森电子塑胶有限公司生产;超声波发生器为现有技术产品,其型号为aft-60w型,由深圳市艾伏特超声波设备有限公司生产。超声波震荡板6-9通过高频振动促进四氯化碳分解。

裂解器炉壁6-10的右端开口设有出气口6-11。

加压氮气管的设置能便捷地将外部的氮导入,导入的氮气不仅能增加混沌混合器内的压力,而且能作为进入混沌混合器中的四氯化碳的载体,以促进四氯化碳均匀分散地通过非均匀分布系统型栅栏,进而能促进四氯化碳在氮裂解反应器中均匀分散;裂解势力环形管及其上部的火焰喷熔口的设置,能够在燃气燃烧时提供高温的火焰,从而能对经过的四氯化碳进行有效的裂解;缓冲板的设置能使未被裂解的四氯化碳经过其通孔时,通过超声波使四氯化碳迅速降解。媒促反应填料能促进四氯化碳被填料所吸附,超声波震荡板的设置,能实现超声波的回反,从而能促进四氯化碳的进一步降解。

为了促进四氯化碳高效降解的填料,所述媒促反应填料6-13由以下组分按重量份数配比组成:

去钠离子水252~477份,脂肪酰胺聚氧乙烯醚(faeo)44~86份,二羟基琥珀酸47~156份,n-乙基邻/对甲苯磺酰胺43~60份,n,o-双三甲硅基乙酰胺46~103份,1-氨基-9,10-二氢代-4-[(2-甲苯基)氨基]-9,10-二氧代-2-蒽磺酸钠盐49~110份,1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸46~69份,3,5-二氨基苯甲酸43~88份,镝纳米微粒51~106份,1-氨基-2-氯-4-羟基蒽醌44~86份,2-[(4-氯-硝基苯基)偶氮]-n-(2,4-二甲基苯基)-3-氧代丁酰胺34~77份,三十烷醇磷酸酯钾35~71份,n-[(5-甲基-1h-苯并三唑-1-基)甲基]二乙醇胺46~86份,3-甲基四氢呋喃与1,3-二异氰酸根合甲苯和四氢呋喃的2-羟乙基丙烯酸酯封端的聚合物53~97份,质量浓度为43ppm~310ppm的单烷基磷酸酯钾盐76~130份。

为了促进四氯化碳高效降解的填料,所述镝纳米微粒的粒径为51.3μm~61.1μm。

为了得到一种工艺简单,且适用于工业化生产的媒促反应填料的制造方法,所述媒促反应填料6-13由以下步骤制备而成:

第1步:在搅拌式反应器中,加入去钠离子水和脂肪酰胺聚氧乙烯醚(faeo),启动搅拌式反应器中的搅拌机,设定转速为45rpm~91rpm,启动搅拌式反应器中的重复加热器,使温度升至60.4℃~61.4℃,加入二羟基琥珀酸搅拌均匀,进行卤化酰基化反应37~48分钟,加入n-乙基邻/对甲苯磺酰胺,通入流量为36.6m3/min~77.2m3/min的氙气0.4~0.1小时;之后在搅拌式反应器中加入n,o-双三甲硅基乙酰胺,再次启动搅拌式反应器中的重复加热器,使温度升至77.4℃~110.4℃,保温37~48分钟,加入1-氨基-9,10-二氢代-4-[(2-甲苯基)氨基]-9,10-二氧代-2-蒽磺酸钠盐,调整搅拌式反应器中溶液的ph值为4.8~8.9,保温37~277分钟;

第2步:另取镝纳米微粒,将镝纳米微粒在功率为5.773kw~11.218kw下超声波处理0.4~0.1小时;将镝纳米微粒加入到另一个搅拌式反应器中,加入质量浓度为47.9ppm~277.2ppm的1-氨基-2-氯-4-羟基蒽醌分散镝纳米微粒,启动搅拌式反应器中的重复加热器,使溶液温度在4.86×10℃~8.94×10℃之间,启动搅拌式反应器中的搅拌机,并以4.84×102rpm~8.97×102rpm的速度搅拌,调整ph值在4.8~8.9之间,保温搅拌0.5~1.1小时;之后停止反应静置5.7×10~11.2×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入n-[(5-甲基-1h-苯并三唑-1-基)甲基]二乙醇胺,调整ph值在1.6~2.2之间,形成沉淀物用去钠离子水洗脱,通过离心机在转速4.129×103rpm~9.635×103rpm下得到固形物,在2.22×102℃~3.79×102℃温度下干燥,研磨后过500~620目筛,备用;

第3步:另取1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和第2步处理后镝纳米微粒,混合均匀后采用α辐射反射辐照,α辐射反射辐照的能量为34.527mev~62.184mev、剂量为82.558kgy~122.856kgy、照射时间为46~71分钟,得到性状改变的1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合物;将1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合物置于另一搅拌式反应器中,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定温度45℃~91℃,启动搅拌式反应器中的搅拌机,转速为37rpm~432rpm,ph调整到4.8~8.9之间,脱水46~60分钟,备用;

第4步:将第3步得到的性状改变的1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的搅拌式反应器中,流加速度为182.8ml/min~910.9ml/min;启动搅拌式反应器搅拌机,设定转速为51rpm~91rpm;搅拌4~8分钟;再加入2-[(4-氯-硝基苯基)偶氮]-n-(2,4-二甲基苯基)-3-氧代丁酰胺,启动搅拌式反应器中的重复加热器,升温至81.3℃~118.5℃,ph调整到4.8~8.9之间,通入氙气通气量为36.4m3/min~77.9m3/min,保温静置71~101分钟;再次启动搅拌式反应器搅拌机,转速为46rpm~91rpm,加入三十烷醇磷酸酯钾,使其反应液的亲水-亲醇酯阈值为5~11,并使得ph调整到4.8~8.9之间,保温静置70~110分钟;

第5步:启动搅拌式反应器中的搅拌机,设定转速为43rpm~110rpm,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定搅拌式反应器内的温度为4.625×102℃~9.620×102℃,保温70~110分钟后,加入3-甲基四氢呋喃与1,3-二异氰酸根合甲苯和四氢呋喃的2-羟乙基丙烯酸酯封端的聚合物,卤化酰基化反应37~48分钟;之后加入单烷基磷酸酯钾盐,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定搅拌式反应器内的温度为121.6℃~177.6℃,ph调整至4.8~8.9之间,压力为0.435mpa~0.448mpa,反应时间为0.4~0.9小时;之后降压至0mpa,降温至54.4℃~59.4℃出料、入注模型机,即得到媒促反应填料6-13。

以下实施例进一步说明本发明的内容,但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换,均属于本发明的范围。若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

按照以下步骤制备本发明所述媒促反应填料6-13,并按重量份数计:

第1步:在搅拌式反应器中,加入去钠离子水252份,脂肪酰胺聚氧乙烯醚(faeo)44份,启动搅拌式反应器中的搅拌机,设定转速为45rpm,启动搅拌式反应器中的重复加热器,使温度升至60.4℃,加入二羟基琥珀酸47份搅拌均匀,进行卤化酰基化反应37分钟,加入n-乙基邻/对甲苯磺酰胺43份,通入流量为36.6m3/min的氙气0.4小时;之后在搅拌式反应器中加入n,o-双三甲硅基乙酰胺46份,再次启动搅拌式反应器中的重复加热器,使温度升至77.4℃,保温37分钟,加入1-氨基-9,10-二氢代-4-[(2-甲苯基)氨基]-9,10-二氧代-2-蒽磺酸钠盐49份,调整搅拌式反应器中溶液的ph值为4.8,保温37分钟;

第2步:另取镝纳米微粒51份,将镝纳米微粒在功率为5.7736kw下超声波处理0.4小时;将镝纳米微粒加入到另一个搅拌式反应器中,加入质量浓度为47.9ppm的1-氨基-2-氯-4-羟基蒽醌44份,分散镝纳米微粒,启动搅拌式反应器中的重复加热器,使溶液温度在4.86×10℃,启动搅拌式反应器中的搅拌机,并以4.84×102rpm的速度搅拌,调整ph值在4.8,保温搅拌0.5小时;之后停止反应静置5.7×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入n-[(5-甲基-1h-苯并三唑-1-基)甲基]二乙醇胺46份,调整ph值在1.6,形成沉淀物用去钠离子水洗脱,通过离心机在转速4.129×103rpm下得到固形物,在2.22×102℃温度下干燥,研磨后过500目筛,备用;

第3步:另取1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸46份、3,5-二氨基苯甲酸43份和第2步处理后镝纳米微粒51份,混合均匀后采用α辐射反射辐照,α辐射反射辐照的能量为34.527mev、剂量为82.558kgy、照射时间为46分钟,得到性状改变的1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合物;将1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合物置于另一搅拌式反应器中,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定温度45℃,启动搅拌式反应器中的搅拌机,转速为37rpm,ph调整到4.8,脱水46分钟,备用;

第4步:将第3步得到的性状改变的1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的搅拌式反应器中,流加速度为182.8ml/min;启动搅拌式反应器搅拌机,设定转速为51rpm;搅拌4分钟;再加入2-[(4-氯-硝基苯基)偶氮]-n-(2,4-二甲基苯基)-3-氧代丁酰胺34份,启动搅拌式反应器中的重复加热器,升温至81.3℃,ph调整到4.8,通入氙气通气量为36.4m3/min,保温静置71分钟;再次启动搅拌式反应器搅拌机,转速为46.6rpm,加入三十烷醇磷酸酯钾35份,使其反应液的亲水-亲醇酯阈值为5,并使得ph调整到4.8,保温静置70分钟;

第5步:启动搅拌式反应器中的搅拌机,设定转速为43rpm,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定搅拌式反应器内的温度为4.625×102℃,保温70分钟后,加入3-甲基四氢呋喃与1,3-二异氰酸根合甲苯和四氢呋喃的2-羟乙基丙烯酸酯封端的聚合物53份,进行卤化酰基化反应37分钟;之后加入43ppm的单烷基磷酸酯钾盐76份,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定搅拌式反应器内的温度为121.6℃,ph调整至4.8,压力为0.435mpa,反应时间为0.4小时;之后降压至0mpa,降温至54.℃出料、入注模型机,即得到媒促反应填料6-13。

其中所述镝纳米微粒的粒径为51.3μm。

实施例2

按照以下步骤制备本发明所述媒促反应填料6-13,并按重量份数计:

第1步:在搅拌式反应器中,加入去钠离子水477份,脂肪酰胺聚氧乙烯醚(faeo)86份,启动搅拌式反应器中的搅拌机,设定转速为91rpm,启动搅拌式反应器中的重复加热器,使温度升至61.4℃,加入二羟基琥珀酸156份搅拌均匀,进行卤化酰基化反应.48分钟,加入n-乙基邻/对甲苯磺酰胺60份,通入流量为77.2m3/min的氙气0.1小时;之后在搅拌式反应器中加入n,o-双三甲硅基乙酰胺103份,再次启动搅拌式反应器中的重复加热器,使温度升至110.4℃,保温48分钟,加入1-氨基-9,10-二氢代-4-[(2-甲苯基)氨基]-9,10-二氧代-2-蒽磺酸钠盐110份,调整搅拌式反应器中溶液的ph值为8.9,保温277分钟;

第2步:另取镝纳米微粒106份,将镝纳米微粒在功率为11.218kw下超声波处理0.1小时;将镝纳米微粒加入到另一个搅拌式反应器中,加入质量浓度为277.2ppm的1-氨基-2-氯-4-羟基蒽醌86份,分散镝纳米微粒,启动搅拌式反应器中的重复加热器,使溶液温度在8.9×10℃,启动搅拌式反应器中的搅拌机,并以8.97×102rpm的速度搅拌,调整ph值在8.9,保温搅拌1.1小时;之后停止反应静置11.2×10分钟,去除杂质;将悬浮液加入n-[(5-甲基-1h-苯并三唑-1-基)甲基]二乙醇胺86份,调整ph值在2.2,形成沉淀物用去钠离子水洗脱,通过离心机在转速9.635×103rpm下得到固形物,在3.79×102℃温度下干燥,研磨后过620目筛,备用;

第3步:另取1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸69份、3,5-二氨基苯甲酸88份和第2步处理后镝纳米微粒106份,混合均匀后采用α辐射反射辐照,α辐射反射辐照的能量为62.184mev、剂量为122.856kgy、照射时间为71分钟,得到性状改变的1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合物;将1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合物置于另一搅拌式反应器中,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定温度91℃,启动搅拌式反应器中的搅拌机,转速为432rpm,ph调整到8.9,脱水60分钟,备用;

第4步:将第3步得到的性状改变的1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的搅拌式反应器中,流加速度为910.9ml/min;启动搅拌式反应器搅拌机,设定转速为91pm;搅拌8分钟;再加入2-[(4-氯-硝基苯基)偶氮]-n-(2,4-二甲基苯基)-3-氧代丁酰胺77份,启动搅拌式反应器中的重复加热器,升温至118.5℃,ph调整到8.9,通入氙气通气量为77.9m3/min,保温静置101分钟;再次启动搅拌式反应器搅拌机,转速为91rpm,加入三十烷醇磷酸酯钾71份,使其反应液的亲水-亲醇酯阈值为11,并使得ph调整到8.9,保温静置110分钟;

第5步:启动搅拌式反应器中的搅拌机,设定转速为110rpm,边搅拌边向搅拌式反应器中加入n-[(5-甲基-1h-苯并三唑-1-基)甲基]二乙醇胺86份,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定搅拌式反应器内的温度为9.620×102℃,保温110分钟后,加入3-甲基四氢呋喃与1,3-二异氰酸根合甲苯和四氢呋喃的2-羟乙基丙烯酸酯封端的聚合物97份,进行卤化酰基化反应48分钟;之后加入310ppm的单烷基磷酸酯钾盐130份,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定搅拌式反应器内的温度为177.6℃,ph调整至8.9,压力为0.448mpa,反应时间为0.9小时;之后降压至0mpa,降温至59.4℃出料、入注模型机,即得到媒促反应填料6-13。

其中所述镝纳米微粒的粒径为61.1μm。

实施例3

按照以下步骤制备本发明所述媒促反应填料6-13,并按重量份数计:

第1步:在搅拌式反应器中,加入去钠离子水285份,脂肪酰胺聚氧乙烯醚(faeo)62份,启动搅拌式反应器中的搅拌机,设定转速为70rpm,启动搅拌式反应器中的重复加热器,使温度升至61.0℃,加入二羟基琥珀酸120份搅拌均匀,进行卤化酰基化反应45分钟,加入n-乙基邻/对甲苯磺酰胺50份,通入流量为66.4m3/min的氙气0.2小时;之后在搅拌式反应器中加入n,o-双三甲硅基乙酰胺80份,再次启动搅拌式反应器中的重复加热器,使温度升至90.5℃,保温44分钟,加入1-氨基-9,10-二氢代-4-[(2-甲苯基)氨基]-9,10-二氧代-2-蒽磺酸钠盐90份,调整搅拌式反应器中溶液的ph值为7.0,保温95分钟;

第2步:另取镝纳米微粒85份,将镝纳米微粒在功率为7.400kw下超声波处理0.3小时;将镝纳米微粒加入到另一个搅拌式反应器中,加入质量浓度为79.8ppm的1-氨基-2-氯-4-羟基蒽醌775份,分散镝纳米微粒,启动搅拌式反应器中的重复加热器,使溶液温度在7.74×10℃,启动搅拌式反应器中的搅拌机,并以7.00×102rpm的速度搅拌,调整ph值在7.2,保温搅拌0.8小时;之后停止反应静置80分钟,去除杂质;将悬浮液加入n-[(5-甲基-1h-苯并三唑-1-基)甲基]二乙醇胺66份,调整ph值在1.9,形成沉淀物用去钠离子水洗脱,通过离心机在转速7.900×103rpm下得到固形物,在3.00×102℃温度下干燥,研磨后过600目筛,备用;

第3步:另取1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸60份、3,5-二氨基苯甲酸78份和第2步处理后镝纳米微粒90份,混合均匀后采用α辐射反射辐照,α辐射反射辐照的能量为50.500mev、剂量为100.000kgy、照射时间为55分钟,得到性状改变的1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合物;将1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合物置于另一搅拌式反应器中,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定温度80℃,启动搅拌式反应器中的搅拌机,转速为200rpm,ph调整到7.5,脱水55分钟,备用;

第4步:将第3步得到的性状改变的1-氨基-9,10-二氢-4-[[4-[[甲基[(4-甲苯基)磺酰基]氨基]甲基]苯基]氨基]-9,10-二氧化蒽-2-磺酸、3,5-二氨基苯甲酸和镝纳米微粒混合均匀,并流加至第1步的搅拌式反应器中,流加速度为320.5ml/min;启动搅拌式反应器搅拌机,设定转速为60rpm;搅拌6分钟;再加入2-[(4-氯-硝基苯基)偶氮]-n-(2,4-二甲基苯基)-3-氧代丁酰胺60份,启动搅拌式反应器中的重复加热器,升温至100.0℃,ph调整到8.1,通入氙气通气量为70.5m3/min,保温静置90分钟;再次启动搅拌式反应器搅拌85.77936,并使得ph调整到8.2,保温静置85分钟;

第5步:启动搅拌式反应器中的搅拌机,设定转速为100rpm,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定搅拌式反应器内的温度为6.250×102℃,保温85分钟后,加入3-甲基四氢呋喃与1,3-二异氰酸根合甲苯和四氢呋喃的2-羟乙基丙烯酸酯封端的聚合物80份,进行卤化酰基化反应40分钟;之后加入150ppm的单烷基磷酸酯钾盐89份,启动搅拌式反应器中的重复加热器,设定搅拌式反应器内的温度为150.5℃,ph调整至8.5,压力为0.440mpa,反应时间为0.7小时;之后降压至0mpa,降温至55.0℃出料、入注模型机,即得到媒促反应填料6-13。

其中所述镝纳米微粒的粒径为58.0μm。

对照例:

对照例为市售某品牌的媒促反应填料。

将实施例1~3制备获得的媒促反应填料6-13和对照例所述的媒促反应填料进行使用效果对比。对二者耐高温度、对四氯化碳降解率的提升效率进行统计,结果如表1所示。

从表1可见,本发明所制备出的所述的媒促反应填料6-13,其耐高温度、对四氯化碳降解率的提升效率等指标均优于现有技术生产的产品。

所述进气罩6-1大开口端直径为10~20cm:进气罩6-1为不锈钢材质;连通室6-2为不锈钢材质,其直径为5~10cm。

所述温度感测器6-8型号为pt100。

所述非线性孔板6-3表面的非线性孔道6-3-1的数量为10~30个,非线性孔道6-3-1内部的孔径为5~10mm,且非线性孔道6-3-1按照sine-gordon非线性方程布局。所述非线性孔道6-3-1的涵道轨迹6-3-2按照sine-gordon非线性方程设计,sine-gordon非线性方程如下:

涵道轨迹6-3-2使得通过的气流呈现旋转式涡流,且从圆周到圆心,其流速依次增加。

所述氮裂解反应器6-4的大口端的直径为10~20cm;裂解热力环形管6-5的直径为10~20cm;所述火焰喷熔头6-6的数量为10~20个。

缓冲板6-7为耐高温陶瓷圆板结构;超声波震荡板6-9为圆盘结构,其直径为10~20cm,其厚度10~20m,其上部通孔直径2~10mm;超声波震荡板6-9表面通孔的直径为2~10mm。

工作过程如下:

第1步:含四氯化碳废气从气相反应裂解器一侧的进气罩6-1进入该设备中,由于进气罩6-1的喇叭口型的汇聚作用将含四氯化碳废气聚集并通过连通室6-2,随后穿过非线性孔板6-3,进入到氮裂解反应器6-4;

第2步:在通过非线性孔板6-3时,由于非线性孔板6-3上的非线性孔道6-3-1通孔,按照sine-gordon非线性方程布局,使得通过的气流呈现多股旋转式涡流,且从圆周到圆心,其流速依次增加;形成特定的气流通过氮裂解反应器6-4;

第3步:含四氯化碳废气进入氮裂解反应器6-4后,加压氮气管6-12从外部引入高压氮气,加热器6-4-3将氮气加热至86℃~92℃,通过氮气支管6-4-4、缓冲室6-4-9、转轴6-4-6、圆形支架6-4-7进入到氮气释放器6-4-5;同时,电机6-4-1通过转轴6-4-6、圆形支架6-4-7带动氮气释放器6-4-5以10~50rpm的转速旋转;氮气释放器6-4-5释放的高压氮气,在高温的作用下,与四氯化碳进行反应,生成重氮甲烷气体(h2cnn)和氯气(cl2);

第4步:残余含四氯化碳气体通过燃烧区设置的火焰喷熔头6-6,通过燃烧将含四氯化碳废气中的四氯化碳成分点燃;

第5步:未被燃烧分解的含四氯化碳气体被缓冲板6-7所缓冲,均匀地形成多股气流进入媒促反应填料6-13,其将四氯化碳成分吸附,处理后的气体进入超声波震荡板6-9;

第6步:与此同时,温度感测器6-8实时监控着火焰喷熔头6-6燃烧的温度,并反馈给控制中心;

第7步:进入超声波震荡板6-9的气体,受到高频振动波的裂解作用将四氯化碳分解。

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