一种高效的防沉降反应装置的制作方法

1.本实用新型属于湿法冶金技术领域，具体来说是一种高效的防沉降反应装置。


背景技术：

2.钢铁制造厂、发电厂或电解铝行业在运行过程中所产生的工业废弃物或诸多矿石原料或尾矿原料如若未被合理处理、使用或利用，其直接排放会导致土壤、水和大气相关污染和其他衍生环境问题。而在钢铁制造业中，如果生铁里的硫和磷的量较多，还必须在熔炼过程中加入大量的生石灰(石灰石或者白云石)。而如何能够从工业废弃物中回收提取碳酸钙镁或进行二氧化碳矿化生产碳酸钙镁，充分合理地利用废弃物，变废为宝将面临重大的技术突破。
3.针对上述问题，经检索，中国发明专利：基于二氧化碳的湿法冶金多级反应和分离系统(申请号为202010507901.5，申请日为2020
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05)，该申请案公开了基于二氧化碳的湿法冶金多级反应和分离系统，包括：原料预洗装置，将工业废弃物或矿石原料或尾矿、试剂和水按照一定配比连续投入原料预洗装置充分混合；反应装置，浆料被连续打入反应装置，将二氧化碳连续打入反应装置，并连续排出经过反应后的浆料；多级固液分离装置，将浆料进行多级固液分离，固液分离所得的未反应的固体颗粒循环至预料预洗装置；第三产物制备装置，将清液中含有目标钙离子和镁离子制备钙镁产品；回收水循环装置，回收水经回收水循环装置被循环至系统。本技术可以实现连续的反应，实现处理量的最大化，也为多级循环反应提供了可能，同时也减少了二氧化碳在间歇式反应下卸料过程中的损失。
4.但该申请案的不足之处在于：由于反应装置持续有浆料打入，同时持续排出反应后的浆料，因此反应装置内浆料与二氧化碳的反应时间不易于控制，难以达到充分反应的效果，且浆料在反应装置内容易出现沉降，影响反应装置的正常运作。


技术实现要素：

5.1.实用新型要解决的技术问题
6.本实用新型的目的在于解决现有如何防止浆料在反应装置内沉降以及如何让气体和浆料充分反应的问题。
7.2.技术方案
8.为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种高效的防沉降反应装置包括卧式的反应罐，所述反应罐一端设置有进液口，另一端设置有出液口，所述反应罐下半部的内壁上设置有进气管道，所述进气管道上设置有若干个进气口，且所述进气管道与反应罐外部的高压进气泵连通；所述反应罐顶部设置有出气口，所述反应罐内设置有搅拌装置，且所述搅拌装置设置于进气管道的上方。
9.优选的，所述反应罐的底部呈曲面状设置，且所述反应罐的底部向下凹陷，所述进气管道包括沿反应罐长度方向设置的进气管一和进气管二，所述进气管一和进气管二之间通过连接管道连通，且所述进气管一和进气管二对称设置于对称面a的两侧，所述对称面a
为所述反应罐垂直于地面的对称面。设置于所述进气管一的若干个气嘴与所述进气管二的若干个气嘴一一对应设置。
10.优选的，所述搅拌装置包括若干个沿反应罐长度方向排列的混合搅拌桨和一个设置于所述出液口上方的出液搅拌桨，所述混合搅拌桨用于带动浆液向上流动，所述出液搅拌桨用于带动浆液向反应罐底部流动，且所述出液口设置于反应罐端面的底部。
11.优选的，所述混合搅拌桨包括搅拌叶和设置于所述搅拌叶上的若干个搅拌凸起，所述搅拌凸起用于搅拌切割浆液中的气泡。
12.优选的，设置于若干个所述混合搅拌桨下方的若干个所述气嘴，其喷出气体的方向朝反应罐底部的方向设置。
13.优选的，设置于所述出液搅拌桨下方的若干个所述气嘴喷出气体的方向朝反应罐顶部的方向设置。
14.优选的，分布于所述进气管道的若干个所述气嘴的口径大小不同，且其口径大小沿着靠近出液口的方向逐渐减小。
15.优选的，所述出气口设置有限压阀。
16.3.有益效果
17.采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
18.本实用新型的一种高效的防沉降反应装置包括卧式的反应罐，反应罐一端设置有进液口，另一端设置有出液口，反应罐下半部的内壁上设置有进气管道，进气管道上设置有若干个进气口，且进气管道与反应罐外部的高压进气泵连通；反应罐顶部设置有出气口，反应罐内设置有搅拌装置，且搅拌装置设置于进气管道的上方。通过搅拌装置的机械搅拌和进气口喷出的高压气体搅拌，使得本实用新型具有浆液不易沉降以及气体与浆液反应充分的优点。
附图说明
19.图1为本实用新型反应罐的结构示意图；
20.图2为本实用新型混合搅拌桨的结构示意图；
21.图3为本实用新型出液搅拌桨的结构示意图；
22.图4为本实用新型叶片状搅拌凸起结构示意图；
23.图5为本实用新型倒刺状搅拌凸起结构示意图。
24.示意图中的标号说明：
25.100、反应罐；110、进液口；120、出液口；130、进气管道；131、气嘴； 132、进气管一；133、进气管二；140、出气口；141、限压阀；200、搅拌装置； 210、混合搅拌桨；211、搅拌叶；212、搅拌凸起；220、出液搅拌桨。
具体实施方式
26.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述，附图中给出了本实用新型的若干实施例，但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
27.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.实施例1
30.参照附图1
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附图5，本实施例提供一种技术方案：一种高效的防沉降反应装置包括卧式的反应罐100，所述反应罐100一端设置有进液口110，另一端设置有出液口120，所述反应罐100下半部的内壁上设置有进气管道130，所述进气管道130上设置有若干个进气口，且所述进气管道130与反应罐100外部的高压进气泵连通，所述高压进气泵将高压的气体打入所述进气管道130，并从所述进气口喷出，对反应罐100内的浆液进行搅动，有利于防止浆液发生沉降，同时高压气体对浆液进行搅动，有利于促进高压气体与浆液快速反应；所述反应罐100顶部设置有出气口140，所述反应罐100内设置有搅拌装置200，所述搅拌装置200用于对反应罐100内的浆液进行搅拌，有利于防止浆液发生沉降，且所述搅拌装置200设置于进气管道130的上方，当进气管道130喷出的气体在搅拌装置200下方汇聚成气泡上升的过程中，气泡经过所述搅拌装置200时，所述搅拌装置200能对气泡起到一定的切割作用，从而减小气泡的体积，使得气泡在上升的过程中与浆液的反应更加充分，同时所述搅拌装置200的机械搅拌作用也能加快气泡与浆液的反应，减少气体与浆液的反应时间，使得气体与浆液的反应更加充分。
31.在优选方案中，所述反应罐100的底部呈曲面状设置，且所述反应罐100 的底部向下凹陷，所述进气管道130包括沿反应罐100长度方向设置的进气管一132和进气管二133，所述进气管一132和进气管二133之间通过连接管道连通，使得所述进气管一132和进气管二133内的气压保持平衡，且所述进气管一132和进气管二133对称设置于对称面a的两侧，所述对称面a为所述反应罐 100垂直于地面的对称面，所述进气管道130的其中一端与高压进气泵连通，所述进气管道130的其余端部均采用密封设置，使得所述进气管道130内各处维持着相同的气压；设置于所述进气管一132的若干个气嘴131与设置于所述进气管二133的若干个气嘴131一一对应设置。
32.在优选方案中，所述搅拌装置200包括若干个沿反应罐100长度方向排列的混合搅拌桨210和一个设置于所述出液口120上方的出液搅拌桨220，所述混合搅拌桨210用于带动浆液向上流动，所述出液搅拌桨220用于带动浆液向反应罐100底部流动，且所述出液口120设置于反应罐100端面的底部。
33.在优选方案中，所述混合搅拌桨210包括搅拌叶211和设置于所述搅拌叶 211上的若干个搅拌凸起212，所述搅拌凸起212用于搅拌切割浆液中的气泡，所述搅拌凸起212采用倒刺状、叶片状或者倒钩状设置，有利于提升对气泡切割的效果。
34.在优选方案中，设置于若干个所述混合搅拌桨210下方的若干个所述气嘴 131，其喷出气体的方向朝反应罐100底部的方向设置。
35.在反应过程中，所述进气管道130对称设置的若干个所述气嘴131对反应罐100底部喷出高压气体，并且在反应罐100底部形成对冲，由于所述反应罐 100底部呈凹曲面设置，一方面使得所述反应罐100底部对冲的气流能在反应罐 100底部的最低处对冲形成向上的上升气流，同时带动浆液向上流动，另一方面呈凹曲面设置的反应罐100底部最易沉积泥浆，因此所述反应罐100底部沉积物能在高压气流的对冲下向上方的混合搅拌桨210流动，同时对冲的气流在反应罐100底部冲击汇聚成较大的气泡快速向上浮起，使得较大的气泡、沉积物和浆液同时流向混合搅拌桨210。
36.当较大的气泡、沉积物和浆液流向混合搅拌桨210时，所述混合搅拌桨210 的搅拌叶211对较大的气泡、沉积物和浆液进行混合搅拌，同时搅拌叶211呈一定角度设置，使得所述搅拌叶211在搅拌的过程中，能推动所述浆液向上流动，保证所述混合搅拌桨210下方的气泡、沉积物和浆液能更好的流向所述混合搅拌桨210。
37.此外所述搅拌叶211上设置的若干个密布搅拌凸起212有利于提高所述搅拌叶211对气泡的切割作用和对浆液的混合作用，使得经过所述混合搅拌桨210 后的气泡直径更小，气泡与浆液的混合更充分，使得气泡与浆液的反应更充分，效率更高。
38.在优选方案中，设置于所述出液搅拌桨220下方的若干个所述气嘴131出气方向朝所述反应罐100顶部的方向设置。在出液过程中，所述出液搅拌桨220 向反应罐100底部推动浆液，使得充分反应后的浆液流向靠近出液口120的反应罐100底部，有利于充分反应后的浆液更好的排出，同时向反应罐100底部流动的浆液对反应罐100底部产生一定的冲刷作用，避免充分反应后的浆液在排出时产生沉降，导致出液口120的堵塞；同时出液搅拌桨220下方的所述气嘴131向反应罐100顶部吹气，使得向上升起的气泡与出液搅拌桨220向下推动的浆液交错，避免排出的浆液带有大量的气体，造成气体的浪费。
39.在优选方案中，分布于所述进气管道130的若干个所述气嘴131的口径大小不同，且其口径大小沿着靠近出液口120的方向逐渐减小，由于刚进入反应罐100的浆液与气体的反应更剧烈，因此刚进入反应罐100的浆液能反应溶解的气体越多，因此若干个所述气嘴131在靠近进液口110处的口径较大，使得靠近进液口110处的所述气嘴131喷出的气体越多、气流越大，有利于气体与浆液的快速反应；而靠近所述出液口120的浆液已经与气体充分反应，因此靠近所述出液口120的所述气嘴131的口径较小，使得靠近所述出液口120的所述气嘴131喷出的气体较小，气流越慢，从而能形成体积较小的气泡，此外靠近所述出液口120的所述气嘴131朝反应罐100顶部喷出气体，在所述出液搅拌桨220上方形成一定的气泡保护层，使得少量未充分反应的浆液能在所述出液搅拌桨220上方进一步反应后，才在所述出液搅拌桨220的带动下流向所述出液口120，使得从出液口120的浆液均经过了充分的反应。
40.在优选方案中，所述出气口140设置有限压阀141，所述限压阀141用于将所述反应罐100内的压强控制在较大的状态，使得气泡在高压的作用下体积减小，与浆液的接触面积增大，提供气体与浆液的反应速率。
41.以上所述实施例仅表达了本实用新型的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。