[发明专利]一种具有气体分离收集功能的固液反应罐及其应用

说明书

技术领域

本发明属于化工或机械技术领域，涉及一种化工反应设备，也是一种应用于环保处理的设备，具体为进行固液反应的容器，并配套有气体分离收集装置和固体进料系统。

背景技术

在化工生产和三废处理中经常会使用到反应容器，其种类繁多，功能各异。根据其外型可以分为反应釜、反应锅、反应塔和反应罐等，根据其反应压力可以分为高压反应器、常压反应器、低压反应器、负压反应器和真空反应器等，根据其反应介质可以分为单相反应器、两相反应器和多相反应器等。反应容器的设计与制造必须符合生产要求，便于维护清理，同时要有较高的安全保障。

在工业生产中，许多化学反应单元在制备产品的同时会副产气体。为了提高反应效率和产品纯度，反应容器中的原料物质必须充分接触，同时配备过滤装置滤除杂质。若反应产生尾气，还应设置尾气回收装置，将气体分离提纯并形成副产品，避免污染环境。

一种反应罐(CN 2282927)，其技术方案是整套装置由罐体、支架、进料管(配喷头)、出料管、物料循环管、排污口构成，并配接液位计和加药系统。其工作原理为：反应液和药液经顶部进料管喷头进入罐体后进行稳定的理化反应，产品从侧面的出料管排出，固体杂质沉淀后从底部排污口排出。该设备简化了液态物料回收的工序，减小了设备的占地面积。

一种两相或多相混合反应罐(CN 2659540)，其结构包括罐体，进气管和搅拌器。其特征在于罐体上设置一剪切分散均化机，均化机的搅拌部分由搅拌杆和搅拌头组成，并插入反应罐内。该反应罐适用于气/液/固或气/液体系的反应。

一种固液反应新装置(CN 2284644)，即一种带夹层的反应釜，内装一个网孔状的反应过滤器，过滤器内装有搅拌器。该设备集反应、分离为一体，具有操作简单安全，反应条件容易控制，溶液充分回收利用等优点，尤其适用于各类固液反应。

目前大部分固液或多相反应器均需使用搅拌器和过滤网，其能耗较大且设备清洗维护不方便，同时反应副产气体回收利用率很低。

发明内容

本发明的目的是提供一种在常温常压条件下，用于化工生产或三废处理的具有气体分离收集功能的固液反应罐。该设备适用范围广泛，可运用于化工生产和三废处理中各类固液反应单元，并且反应产生的气体可以回收利用。罐体材质可以选择碳钢、不锈钢、玻璃钢、搪瓷、增强聚丙烯(增强PP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)等。

本发明设计的具有气体分离收集功能的固液反应罐结构如下：

柱状罐体1的近底部有进水口2，进水口2通过三通阀门与反应液进水管3和反冲洗进水管4连接；柱状罐体1的近顶部有出水口5，出水口5通过三通阀门与产品出水管6和反冲洗出水管7连接；罐体底部设置的放空口8通过三通阀门与反应液放空管9和反冲洗放空管10连接；罐体侧壁设置人孔11，底部设置卸料孔12；罐体内底部铺设滤水帽13，滤水帽13上铺设粗石英砂承托层14，承托层14上填充细石英砂过滤层15，过滤层15上设置固体反应物16；罐体1的近顶部设置了出水堰板19，出水堰板19的最低端连接出水管6；固体反应物16与出水堰板19之间形成一个液相区17；在液相区17的上部，即出水堰板下部设置气体收集装置20，在罐体侧壁设置用于减少气体溢漏的挡板18，气体收集装置20通过排气管22通出罐体1的顶部，连接排气口21。

气体收集装置20由一根排气管22和一根与排气管22垂直相交连接的集气管23以及布满罐体内的多个集气罩24组成。

上述具有气体分离收集功能的固液反应罐应用于化工生产和三废处理中各类固液反应单元。

本发明具有气体分离收集功能的固液反应罐的结构进一步叙述如下：

柱状罐体1侧面靠近底部有进水口2，利用三通阀门分别与反应液进水管3和反冲洗进水管4连接；进水口对侧靠近顶部有出水口5，利用三通阀门分别与产品出水管6和反冲洗出水管7连接；罐体底部设置放空口8，利用三通阀门分别与反应液放空管9和反冲洗放空管10连接；罐体侧壁设置人孔11，底部设置卸料孔12；罐体内底部安置若干滤水帽13，并填充粗石英砂承托层14，承托层上填充细石英砂过滤层15，过滤层上填充固体反应物16，固体反应物之上为反应时的液相区17，液相区上面设置出水堰板19，成品溶液需翻过堰板从出水管排出；若反应中有气体产生，并具有回收利用价值，则在出水堰下侧设置气体收集装置20，并在罐体侧壁设置挡板18，减少气体溢漏，收集装置排气口21可与罐外的其他设施如气水分离器连接，气体经过滤后进入回收提纯系统形成产品。