专利名称：液液两相快速反应混合器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于溶液混合装置，特别涉及液液不互溶两相体系的液液两相快速反应混合器。
液液两相的反应包括相间的传质和反应物之间的反应。当反应物之间反应速度很快时，两相的传质为控制步骤，反应结果的好坏主要由质量传递的速度决定；而相间传质速度由传质系数和传质面积决定，反应条件决定传质系数难以大幅度提高，因此经常采用减小液滴体积来增大传质面积，从而有效强化传质。
现有的方法主要是通过提高搅拌桨的转速和改变搅拌桨形状达到强力搅拌，加入电场，磁场或超声波来强化传质，以及其中一相由侧壁或底部喷入，形成喷射流来促进两相混合。专利85205017和86105817是通过增强搅拌力，或改变搅拌桨的形状，或加入外界场；另一种是利用射流混合法来使液液混合，但它们都存在一些问题。如单纯依靠搅拌很难使液滴分散成细小的部分若搅拌速率提高，液滴会进一步破裂；但同时会增加液滴的碰撞机会，导致液滴凝并。因此搅拌速率大幅度提高对液滴的大小影响不大，反而会导致不必要的能源浪费。同样搅拌桨形状的改变也不会使液滴进一步分散。引入喷射流则不会使流场产生很大变化，仍旧不会得到很小的液滴。至于加入电场，磁场或超声波，则因成本太高而不适合放大使用。
再有如专利93237216所述的采用喷射式流体混合器，但是该方法得到的液滴并未和另一相流体混合均匀，如果进行化学反应，反应器各个部分的反应程度不相同，因此得不到均匀的产物。
从以上所述的种种液液混合的方法来看，还没有人通过改变液液混合的装置，解决液液不互溶两相体系的形状均匀性。
本实用新型的目的是针对液液两相快速反应，克服已有反应装置的缺陷，既能够得到很细小的液滴，在短时间内液滴长大较少，可以保证较大的传质面积；又能使得到的液滴大小相近，以求在搅拌筒各个位置的两相传质速度基本相同，得到形状均匀的合格产品，而提供一种液液两相快速反应混合器。
本实用新型的技术方案是液液两相快速反应混合器包括搅拌筒9，搅拌桨8等，其特征在于在搅拌筒9上部的里面安装有一通过带有密封阀门2的管道与贮液罐3相连的喷头6，在罐中还有一通过传动杆与罐外面马达4相连的搅拌桨8。在搅拌筒9的侧壁有挡板7。
先在搅拌筒中加入连续相，开动搅拌桨搅拌。贮液罐中加入分散相，贮液罐与高压氮瓶或空气压缩机相连，利用压力使分散相通过喷头分散成细小的液滴并喷入连续相中，液滴在搅拌筒中迅速分散到各个位置，并同连续相反应。
为了使喷出的液滴能够迅速地分布在整个搅拌筒内，选用推进式搅拌桨，而且桨叶需要为搅拌筒内径的三分之二。这样既可以使液滴在搅拌筒内分布均匀，又可以减慢液滴的凝并速度，得到快而且均匀的传质速度。
本实用新型的实施具有显著的效果，选用300毫升水为分散相，1.5升煤油为连续相进行了实验研究。四个大气压下，本实用新型得到的喷出液滴直径可达到100微米，而且在搅拌筒内选取九个位置测得的液滴直径极为相近；转速为400rpm时三分钟内长到300微米左右，九个位置测得的液滴直径范围为270-350微米。而对于单纯搅拌，400rpm时得到的最小液滴平均直径为500微米，转速为700rpm时，最小液滴平均直径还是超过400微米。如果分散相喷入后不加以搅拌，转速为400rpm时三分钟后液滴的直径会长到大约500微米，而且九个位置的液滴分布范围为320-750微米。由于一般的快速反应在三分钟内基本完成，本实用新型对于液液两相快速反应极大地提高了两相的混合，促进了两相的反应，优化了反应的产品。
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述。
图1．本实用新型一种实施例的原理图。
图2．本实用新型的示意图。
1．高压氮瓶2．阀门3．贮液罐4．马达5．激光测速仪6．喷头7．挡板8．搅拌桨9．搅拌筒如
图1所示，高压氮瓶1通过带有阀门2的不锈钢管与贮液罐3相连，用于进气。贮液罐3的上端有阀门2，用于加入分散相。贮液罐3的下端有一个阀门2，平时关闭以在贮液罐3中贮存连续相和一定的压力。使用时打开，液体被气体压出，通过喷头6喷出。搅拌筒9中存放连续相，在分散相喷出之前开动搅拌桨8进行搅拌，挡板7使搅拌更为剧烈。通过马达4改变搅拌速度，由激光测速仪5读出，选择一个合适的搅拌速度。实施例1搅拌筒9内加入3升1∶1的浓氨水，开动搅拌桨8在400rpm下搅拌。贮液罐3中加入1升ZrOCl2和盐酸，调节pH值为2。先在贮液罐3中加入4个大气压，然后打开阀门2，使两相混合反应，得到白色的氢氧化锆粉术。
经电镜观察，得到的粉末平均粒径为540纳米，粒径分布的最小偏差为10％。实施例2先用TBP在酸性条件下萃取ZrOCl2溶液，得到含Zr的反胶团溶液。搅拌筒9中加入1.5升该溶液，400rpm下搅拌。贮液罐9中加入300毫升1∶1的浓氨水，再加入4个大气压的压力，然后打开阀门2，使两相混合反应，得到白色的氢氧化锆粉末。
经透射电镜观察，得到的粉末平均粒径为40纳米，基本为球形，粒径分布的最小偏差为4％。
权利要求1．一种液液两相快速反应混合器，包括搅拌筒(9)，搅拌桨(8)等，其特征在于在搅拌筒(9)上部的里面安装有一通过带有密封阀门(2)的管道与贮液罐(3)相连的喷头(6)，在罐中还有一通过传动杆与罐外面马达(4)相连的搅拌桨(8)。
2．如权利要求1所述的液液两相快速反应混合器，其特征在于所述的在搅拌筒(9)的侧壁有挡板(7)。
专利摘要本实用新型属于溶液混合装置,特别涉及液液不互溶两相体系的液液两相快速反应混合器。在搅拌筒9上部的里面安装有一通过带有密封阀门2的管道与贮液罐3相连的喷头6,在罐中还有一通过传动杆与罐外面马达4相连的搅拌桨8;搅拌筒9的侧壁有挡板7。本实用新型对于液液两相快速反应极大地提高了两相的混合,促进了两相的反应,优化了反应的产品。对于类似反萃制粉的两相反应也能够得到满意的产品。
文档编号B01F7/16GK2350115SQ9824784
公开日1999年11月24日 申请日期1998年12月4日 优先权日1998年12月4日
发明者王浩然, 安振涛, 杨传芳, 刘会洲, 陈家镛 申请人:中国科学院化工冶金研究所