一种带搅拌混合的高温高压立式炉的制作方法

本实用新型涉及高温高压反应设备领域，具体涉及一种带搅拌混合的高温高压立式炉。

背景技术：

目前，高温高压电反应炉不仅具有炉温均匀、传热传质快的特点，而且提高加热炉的操作压力可以使设备紧凑、降低压缩能耗和氧耗。温度和压力是影响化学反应速率的关键参数，在某些化学反应中，随着压力升高，气态和固态产物的生成率增大而液态产物的生成率下降；随着温度升高，气态产率基本呈线性增加，液态产率有所增加；此外炉温提高还可以解决炉内易结焦结渣的问题。

中小型的高温高压反应炉由于进料量少，难以满足热量自平衡，故需要电加热才能达到反应所需的高温条件。市面上常见加热钢管在800～1150℃下连续使用时能够承压，但当超过1200℃时，会发生蠕化现象，不能承压。此外，反应炉的炉口处大多采用机械密封，机械密封时电机直接驱动搅拌轴转动，长期搅拌过程中，会导致做功放热，机械密封处的密封能力下降；反应炉的散热性能较差，容易导致炉内反应物泄露，安全系数低。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种带搅拌混合的高温高压立式炉，采用磁力耦合搅拌驱动器搅拌方式，配备隔热、保温、冷却结构，不仅提高了立式炉的密封能力、隔热保温性能、散热性能，而且炉内反应物不易泄露，反应效率高，延长了使用寿命。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种带搅拌混合的高温高压立式炉，包括壳体、反应腔室，反应腔室的上端设有单端封口结构，所述单端封口结构包括上法兰与下法兰，上法兰与下法兰呈圆环状且均匀开设有通孔，上法兰的内部焊接有一伸入反应腔室的磁力耦合搅拌驱动器，磁力耦合搅拌驱动器上端连接有驱动电机；

所述磁力耦合搅拌驱动器包括：驱动器主体、搅拌轴、外磁体、内磁体，搅拌轴设于驱动器主体的下端，内磁体通过内磁体支撑轴承安装于驱动器主体内，外磁体设于内磁体的外侧，内磁体与外磁体之间设有内外磁体隔断；

所述壳体与反应腔室之间设有水冷腔室、保温隔热层、加热腔室，水冷腔室的上端设有水冷出口，水冷腔室的下端设有水冷进口，加热腔室内设有环形分布的电加热丝。

作为本实用新型进一步的方案，所述外磁体的外侧通过外磁体支撑轴承安装有外磁体承载体，所述内磁体的外侧设有内磁体保护套，内磁体的内侧通过内磁体支撑轴承安装有内磁体承载体。

作为本实用新型进一步的方案，所述电加热丝为超高温电加热丝，由呈U形的第一组成体和呈倒U形的第二组成体首尾相连一体成型。

作为本实用新型进一步的方案，所述保温隔热层内由内到外依次填充有硅酸铝纤维、二氧化硅气凝胶隔热材料。

作为本实用新型进一步的方案，所述上法兰与下法兰通过穿过通孔的螺栓紧固，下法兰的侧壁对应设置有进气口和出气口。

本实用新型的带搅拌混合的高温高压立式炉，工作时，向反应腔室内加入反应物，从下法兰的进气口处通入气体直至达到规定的反应压力；加热腔室内的电加热丝通电加热，加热的同时启动驱动电机，驱动电机带动磁力耦合搅拌驱动器的转动，在内磁体、外磁体的磁力作用下，内磁体承载体转动，内磁体承载体带动搅拌轴转动，反应物在高温高压的条件下搅拌混合反应；当需要调节反应腔室内压力时，可以打开出气口排出气体；当高温高压反应完毕，需要降温时，将水冷进口和水冷出口与循环冷却水箱连通，冷却水通入水冷腔室内迅速降温，取出反应物进行后续的处理。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的带搅拌混合的高温高压立式炉，采用磁力耦合搅拌驱动器搅拌方式，配合水冷腔室的冷水循环降温，保温隔热层内填充材料的保温隔热，不仅提高了立式炉的密封能力、隔热保温性能、散热性能，而且炉内反应物不易泄露，反应效率高，延长了使用寿命。

2、磁力耦合搅拌驱动器的结构中，内磁体支撑轴承采用石墨材料或氧化锆材料，具有良好的使用寿命和化学介质耐受性，外磁体也完全封闭并由外磁体支撑轴承密封，保证了长期平稳静音运行；水冷套筒保护了驱动器组件尤其是内磁体和密封的支撑轴承不被反应腔室内的高温流体影响而失效。

3、电加热丝为采用硅钼材质的超高温加热丝，具有良好的耐热抗压能力，而且其结构为呈U形的第一组成体和呈倒U形的第二组成体首尾相连的环形结构，与螺旋环绕设置的电加热丝相比，节省了材料，而且接触面积大，对升温效率影响不大。

4、保温隔热层内填充的硅酸铝纤维、二氧化硅气凝胶隔热材料，硅酸铝纤维的导热率低，能够耐受1200℃以上的高温，气凝胶隔热材料能够耐受600℃以上的高温，大大提高了立式炉的保温隔热性能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是带搅拌混合的高温高压立式炉的结构示意图。

图2是磁力耦合搅拌驱动器的结构示意图。

图3是第一组成体与第二组成体的连接结构示意图。

图中：100、壳体，200、磁力耦合搅拌驱动器，210、驱动器主体，220、搅拌轴，230、外磁体，231、外磁体承载体，240、内磁体，241、内磁体保护套，242、内磁体承载体，250、内磁体支撑轴承，260、外磁体支撑轴承，270、内外磁体隔断，280、水冷套筒，300、反应腔室，400、上法兰，500、下法兰，510、进气口，520、出气口，600、水冷腔室，610、水冷出口，620、水冷进口，700、保温隔热层，710、硅酸铝纤维，720、二氧化硅气凝胶材料，800、加热腔室，810、电加热丝，811、第一组成体，812、第二组成体，900、螺栓，1000、驱动电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2所示，本实施例提供了一种带搅拌混合的高温高压立式炉，包括壳体100、反应腔室300，反应腔室300的上端设有单端封口结构，单端封口结构包括上法兰400与下法兰500，上法兰400与下法兰500呈圆环状且均匀开设有通孔，上法兰400的内部焊接有一伸入反应腔室的磁力耦合搅拌驱动器200，磁力耦合搅拌驱动器200上端连接有驱动电机1000。

参阅图1所示，壳体100与反应腔室300之间设有水冷腔室600、保温隔热层700、加热腔室800，水冷腔室600的上端设有水冷出口610，水冷腔室600的下端设有水冷进口620，加热腔室800内设有环形分布的电加热丝810。电加热丝810为超高温电加热丝，由呈U形的第一组成体811和呈倒U形的第二组成体812首尾相连一体成型。第一组成体811与第二组成体812的连接结构如图3所示。电加热丝为采用硅钼材质的超高温加热丝，具有良好的耐热抗压能力，而且其结构为呈U形的第一组成体和呈倒U形的第二组成体首尾相连的环形结构，与螺旋环绕设置的电加热丝相比，节省了材料，而且接触面积大，对升温效率影响不大。保温隔热层700内由内到外依次填充有硅酸铝纤维710、二氧化硅气凝胶隔热材料720。硅酸铝纤维的导热率低，能够耐受1200℃以上的高温，气凝胶隔热材料能够耐受600℃以上的高温，大大提高了立式炉的保温隔热性能。上法兰400与下法兰500通过穿过通孔的螺栓900紧固，下法兰500的侧壁对应设置有进气口510和出气口520。

参阅图2所示，磁力耦合搅拌驱动器200包括：驱动器主体210、搅拌轴220、外磁体230、内磁体240，搅拌轴220设于驱动器主体210的下端，内磁体240通过内磁体支撑轴承250安装于驱动器主体210内，外磁体230设于内磁体240的外侧，内磁体240与外磁体230之间设有内外磁体隔断270。外磁体230的外侧通过外磁体支撑轴承260安装有外磁体承载体231，内磁体240的外侧设有内磁体保护套241，内磁体240的内侧通过内磁体支撑轴承250安装有内磁体承载体242。其中，内磁体支撑轴承250采用石墨材料或氧化锆材料，具有良好的使用寿命和化学介质耐受性，外磁体230也完全封闭并由外磁体支撑轴承260密封，保证了长期平稳静音运行；水冷套筒280保护了驱动器组件尤其是内磁体和密封的支撑轴承不被反应腔室内的高温流体影响而失效。

本实施例的带搅拌混合的高温高压立式炉的工作过程：

1)向反应腔室300内加入反应物，从下法兰500的进气口510处通入气体直至达到规定的反应压力；

2)加热腔室800内的电加热丝810通电加热，加热的同时启动驱动电机1000，驱动电机1000带动磁力耦合搅拌驱动器200的转动，在内磁体240、外磁体230的磁力作用下，内磁体承载体242转动，内磁体承载体242带动搅拌轴220转动，反应物在高温高压的条件下搅拌混合反应；

3)当需要调节反应腔室300内压力时，可以打开出气口520排出气体；

4)当高温高压反应完毕，需要降温时，将水冷进口620和水冷出口610与循环冷却水箱连通，冷却水通入水冷腔室600内迅速降温，取出反应物进行后续的处理。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。