一种反应分离一体化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种反应分离一体化装置，属于化学反应器及其产物分离的技术领域。
【背景技术】
[0002]固液传质和化学反应过程都有一种或几种产物，为了达到固液相产物分离的目的，必须进行过滤或结晶等二次处理。因此，存在工艺流程单元多、占地面积大、衔接管道和泵的磨损积垢堵塞等问题。
[0003]公开号为101352671、1278453及2587488的专利，对传统的搅拌反应设备进行了改进，试图在搅拌器中实现反应与固液分离一体化操作，取得了一定的成就，但是这些反应器使用了颗粒过滤、渗透膜过滤或者微孔过滤等组件，对出水速度有所限制，或过滤组件容易堵塞难以长期稳定运行。
[0004]Mohandas等利用浆液室中的过滤器而实现固液产物分离，所述浆液室位于反应器外部并通过管道、阀门和泵将浆液从反应器引导至浆液室并送回反应器，然而这些循环递送元件需要周期性清洁或更换，导致该工艺过程不易实现工业化。
[0005]采用内部滤器单元的固液分离方法，随时间流逝，沉积在滤器单元上的固体颗粒会造成阻塞。相宏伟和郝庆兰等利用沉降作用实现固液分离，但存在分离时间长、设备庞大的缺点。徐南平和邢卫红等将反应器内的悬浮态产物输送到膜分离器中而实现产物分离，膜分离虽然流程简单，分离效率高，但成本高，不易实现工业化。
[0006]Rytter等人发明了一种固液楽液反应分尚设备，其包括反应槽和部分环绕反应槽的过滤区。其特征是维持反应槽和过滤部分浆液之间的压力差以防止过滤器阻塞，但不易实现工业化。因此，设计一个简单的反应分离器，在常温常压条件下，即可实现固液相之间的充分反应，并且同步实现反应产物的分离，达到反应分离时间短，体积较小，易实现工业化的目的是很有必要的。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种反应分离一体化装置，该装置包括:加料口 1、反应槽2、搅拌装置3、挡板4、分离装置5、排液管6、排料口 7，反应槽2上端设有加料口 1，反应槽2和分离装置5之间设有挡板4，反应槽2内设有搅拌装置I 3，分离装置5内设有搅拌装置II 8，分离装置5的一侧设有排液管6，分离装置5的底部设有排料口 7。
[0008]本实用新型所述挡板4高度低于反应槽2的高度。
[0009]本实用新型所述挡板4上设有一个以上的孔径为3~5mm的小孔。
[0010]本实用新型所述装置的使用过程为:反应原料由加料口 I送入反应槽2，在搅拌装置I 3的作用下，使其充分反应，反应完成后加快搅拌速率，使反应产物越过挡板4或通过挡板上的小孔由反应槽2进入分离装置5，在搅拌装置II 8的搅拌作用下，固液相产物实现旋流分离。
[0011]本实用新型的有益效果为:常温常压的条件下，在一个简单的反应分离器内实现固液相的充分反应，根据反应产物中各组分之间密度和粒度的差异，同步实现产物旋流分离。通过搅拌速率的程序控制，控制固相产物的晶型和粒度。具有缩短工艺流程，减少所需设备，降低成本等优点。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图；
[0013]图中:1_加料口 ；2_反应槽；3_搅拌装置；4-挡板；5_分离装置；6_排液管；7-排料口。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。
[0015]实施例1
[0016]本实施例所述反应分离一体化装置包括:加料口 1、反应槽2、搅拌装置3、挡板4、分离装置5、排液管6、排料口 7，反应槽2上端设有加料口 1，反应槽2和分离装置5之间设有挡板4，反应槽2内设有搅拌装置I 3，分离装置5内设有搅拌装置II 8，分离装置5的一侧设有排液管6，分离装置5的底部设有排料口 7，如图1所示。
[0017]本实用新型所述挡板4高度低于反应槽2的高度。
[0018]本实施例所述装置用于脱硫石膏制备碳酸钙，具体过程如下:准确称取3.0OOlg碳酸铵(分析纯)由加料口 I放入反应槽2，加入10mL蒸馏水，在搅拌装置I 3的搅拌作用下使其溶解为碳酸铵溶液，准确称取4.0006g脱硫石膏加入碳酸铵溶液中，调节搅拌装置I 3的搅拌速率为350rpm使反应物充分接触，5min后以250rpm的速率搅拌保证反应充分的同时控制产物碳酸钙的晶型和粒度，1.5h后以550rpm速率搅拌促使产物越过挡板4向分离装置5转移，分离装置5的搅拌装置II 8以250rpm速率搅拌使固液相产物实现旋流分离，0.0377mol/L液相产物硫酸铵由排液管排出，2.1052g固相产物碳酸钙由排料口 7排出，经国标法测定后其纯度为84.42%ο
[0019]实施例2
[0020]本实施例所述反应分离一体化装置包括:加料口 1、反应槽2、搅拌装置3、挡板4、分离装置5、排液管6、排料口 7，反应槽2上端设有加料口 1，反应槽2和分离装置5之间设有挡板4，反应槽2内设有搅拌装置I 3，分离装置5内设有搅拌装置II 8，分离装置5的一侧设有排液管6，分离装置5的底部设有排料口 7。
[0021]本实用新型所述挡板4上设有一个以上的孔径为3~5mm的小孔。
[0022]本实施例所述装置用于脱硫石膏制备碳酸钙，具体过程如下:准确称取3.0003g碳酸铵(分析纯)由加料口 I放入反应槽2，加入10mL蒸馏水，在搅拌装置I 3的搅拌作用下使其溶解为碳酸铵溶液，准确称取4.0003g脱硫石膏加入碳酸铵溶液中，调节搅拌装置I 3的搅拌速率为350rpm使反应物充分接触，5min后以250rpm的速率搅拌保证反应充分的同时控制产物碳酸钙的晶型和粒度，1.5h后以550rpm速率搅拌促使产物越过挡板4或通过挡板上的小孔向分离装置5转移，分离装置5的搅拌装置II 8以250rpm速率搅拌使固液相产物实现旋流分离，0.0427mol/L液相产物硫酸铵由排液管排出，2.1140g固相产物碳酸钙由排料口 7排出，经国标法测定后其纯度为82.38%ο
[0023]实施例3
[0024]本实施例所述分离一体化装置包括:加料口 1、反应槽2、搅拌装置3、挡板4、分离装置5、排液管6、排料口 7，反应槽2上端设有加料口 1，反应槽2和分离装置5之间设有挡板4，反应槽2内设有搅拌装置I 3，分离装置5内设有搅拌装置II 8，分离装置5的一侧设有排液管6，分离装置5的底部设有排料口 7。
[0025]本实施例所述挡板4高度低于反应槽2的高度。
[0026]本实施例所述挡板4上设有一个以上的孔径为3~5mm的小孔。
[0027]本实施例所述装置用于脱硫石膏制备碳酸钙，具体过程如下:准确称取3.0006g碳酸铵(分析纯)由加料口放入反应槽2，加入10mL蒸馏水，在搅拌装置I 3的搅拌作用下使其溶解为碳酸铵溶液，准确称取4.0006g脱硫石膏加入碳酸铵溶液中，调节搅拌装置I 3的搅拌速率为350rpm使反应物充分接触，5min后以250rpm的速率搅拌保证反应充分的同时控制产物碳酸钙的晶型和粒度，1.5h后以550rpm速率搅拌促使产物越过挡板4或通过挡板上的小孔向分离装置5转移，分离装置5的搅拌装置II 8以250rpm速率搅拌使固液相产物实现旋流分离，0.0410mol/L液相产物硫酸铵由排液管排出，2.1208g固相产物碳酸钙由排料口 7排出，经国标法测定后其纯度为84.51%。
【主权项】
1.一种反应分离一体化装置，其特征在于:该装置包括:加料口(1)、反应槽(2)、搅拌装置(3)、挡板(4)、分离装置(5)、排液管(6)、排料口(7)，反应槽(2)上端设有加料口(1)，反应槽(2 )和分离装置(5 )之间设有挡板(4 )，反应槽(2 )内设有搅拌装置I (3 )，分离装置(5)内设有搅拌装置II (8)，分离装置(5)的一侧设有排液管(6)，分离装置(5)的底部设有排料口(7)。
2.根据权利要求1所述的反应分离一体化装置，其特征在于:所述挡板(4)高度低于反应槽(2)的高度。
3.根据权利要求1所述的反应分离一体化装置，其特征在于:所述挡板(4)上设有一个以上的孔径为3~5mm的小孔。
【专利摘要】本实用新型公开了一种反应分离一体化装置，属于化学反应器及其产物分离的技术领域。所述反应分离器加料口、反应槽、搅拌装置、挡板、分离装置、排液管、排料口，反应槽上端设有加料口，反应槽和分离装置之间设有挡板，反应槽内设有搅拌装置Ⅰ，分离装置内设有搅拌装置Ⅱ，分离装置的一侧设有排液管，分离装置的底部设有排料口；将固体和液体由加料口加入反应槽，调节搅拌装置的搅拌速率使反应物充分接触，反应以后通过控制搅拌速率促使产物越过挡板或通过挡板上的小孔向分离装置转移，液相产物硫酸铵由排液管排出，蒸发结晶后可作为肥料；固相产物碳酸钙由排料口排出，可直接回用于脱硫过程中作为脱硫剂，通过合理匹配各部分的结构尺寸和过程控制，充分实现反应分离一体化的目的。
【IPC分类】B04C5-14, B04C5-00, B01J19-18
【公开号】CN204365276
【申请号】CN201420661289
【发明人】马丽萍, 李春情, 晏晓丹, 王倩倩, 彭思毅, 朱斌, 连艳
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年11月7日