[实用新型]钠粒制备装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种可以实现对物料高度分散和剪切的装置，尤其是关于一种钠粒制备装置。

背景技术

机械搅拌反应釜是实施物料混合促进传热、传质的重要形式之一。机械搅拌釜的结构包括搅拌器结构和挡板结构。为了提高对物料的搅拌混合性能，针对不同的工艺，需要对内构件(挡板)和搅拌器的结构进行有针对性优化，即，标准挡板和标准叶轮结构未必能满足特定的工艺要求。

很多采用金属钠作为原料的合成工艺中，确保金属钠与其它反应原料的充分接触往往是实现反应完全和提高反应收率的关键，一般都需要先将金属钠粒分散成为粉钠，例如，在采用钠法制备三苯基膦的生产工艺中，是采用金属钠、氯苯和三氯化磷为原料合成三苯基膦，金属钠一般为钠粒，在反应中与氯苯的充分和有效接触是反应完全的关键之一，所以需要先对金属钠进行分散制成粒径小于70微米的高比表面积微粒，如果反应中金属钠的颗粒偏大，随着反应的进行，颗粒表面会逐渐被形成的苯基钠和氯化钠覆盖，降低了金属钠和氯苯的接触面积，导致反应不完全，而且，由于未反应的金属钠的存在也增加了后处理工序的不安全因素。在这类合成工艺中，为提供高比表面的钠粒，利用目前的反应釜，即使在搅拌器和内构件的作用下，也需要对物料实施高速搅拌，搅拌转速需要提高到350～2000转/分钟。对于工业化生产中使用的大体积反应釜，如此高的搅拌速度对于反应釜的结构具有很高的要求，而在生产中维持高转速操作对安全性也提出更高的要求。

用于反应釜的搅拌装置通常有翼型浆式搅拌或涡轮式搅拌，也可以是它们的组合(二层组合)，而内构件通常为垂直安置于釜内壁面，即壁挡板，常见的是釜内壁对称安装四块挡板。但是搅拌器结构与挡板结构的不同组合方式会对于物料的搅拌效果产生很大差异。对于非标准状态下的叶轮、挡板机器相互作用的研究也是工艺研究的重要组成部分。对金属钠的高度分散实现粉钠(钠粒)的制备，具有其特殊性，针对该工艺的反应釜结构目前也没有专门的研究和报道。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是提供一种适用于钠粒制备的反应装置，即钠粒制备装置，通过对搅拌器和内构件的结构改良，实现物料在较低转速下的高效混合和剪切效果，同时提高生产过程的安全性。

本实用新型通过以下技术手段来解决上述技术问题：

一种钠粒制备装置，其为设置有搅拌器机构和挡板内构件的反应釜，所述搅拌器的搅拌轴纵向设置有三层开启式涡轮搅拌器，其中的上层和下层搅拌器的叶片为折叶式，叶片的倾斜方向设置为使上层搅拌器和下层搅拌器实现搅拌中分别对物料实施下压和上翻而沿轴向运动的效果，中层搅拌器的叶片为直叶式；所述挡板内构件包括以错列式设置于反应釜内壁的2～4层折流挡板，每层包括间隔设置的3～5块挡板，组成挡板内构件的挡板与釜体内壁之间有一间距。

作为工业化生产装置，本实用新型提供的钠粒制备装置所述反应釜优选容积100～3000升的不锈钢反应釜，反应釜高径比1∶1～1∶1.6，且反应釜内径与搅拌器直径的比2.5∶1～4.5∶1；挡板内构件的设置在水平方向基本处于搅拌区域，挡板内构件在釜内围成的空间内径与釜体内径比为0.8～0.9∶1，组成挡板内构件的挡板与釜体内壁之间的间距与釜内径比为0.01～0.02∶1，且所述挡板为与釜内体径向呈10°～30°设置，设置朝向与搅拌器的运转方向相逆。

利用该合成反应釜，通过搅拌叶片的设置和组合，搅拌中上层折叶使物料沿轴向下运动，下层折叶则使物料沿轴向上运动，轴向混合的作用被显著加强，而中层搅拌直叶(也称平叶)同时对物料产生剪切作用，配合挡板的离壁斜向设置，物料在搅拌叶片驱动下流动，同时也受挡板的剪切，从而使物料能被充分混合和高效剪切，尤其利于得到具有高比表面积的钠粒。

根据本实用新型的钠粒制备装置，所述三层开启式涡轮搅拌器的轮毂上分别设有3个叶片，上层和下层涡轮搅拌器的折叶式叶片在垂直面的投影高度与搅拌器直径的比值分别为0.2～0.3。

优选地，设置于反应釜内壁的2～4层折流挡板内构件总高度为釜内体高度的0.35～0.65。

为利于对物料的轴向混合，上层搅拌器叶片的上表面和下层搅拌器叶片的下表面沿叶片纵向形成有一斜面，该斜面靠近叶片向下倾斜侧边，斜面宽度不超过叶片宽度的1/3。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述三层开启式涡轮搅拌器的轮毂上分别设有3个叶片，叶片厚度5.0～10.0mm，叶片宽度80～100mm，搅拌轴的直径60～120mm；