[发明专利]混合设备和工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于保持一致混合的原料(consistently mixed material)的改进的混合设备和工艺(mixing apparatus and process)。尤其， 本发明涉及一种用于输送包括一致混合的固体、液体和/或气体的悬液和分 散体(dispersion)的改进的设备和方法。

背景技术

用于输送和混合原料的现有技术包括管状、环或管反应器(例如BHR Group Limited Flex-Reactor)。然而，这种反应器在用来输送一致混合的原 料时有若干限制和缺点。尤其，经常利用对流进行中断来保证保持有效的 混合。中断流将引入额外的复杂性要素，并阻止混合物输送的进行。

已知使用挡板式振荡设备(oscillatory baffled apparatus)来实现反应， 而且同时地输送反应混合物。例如，欧洲专利EP 1 076 597公开了用于分 离相合成(phase separated synthesis)的设备和方法的使用，其中水介质被 连续输送通过反应器容器(reactor vessel)，从而与有机液体相反应，以在 环境压力和高温下以连续的方式提供微粒的分离相合成。例如这样的挡板 式振荡反应器已经显示出在混合中非常有效。

然而，挡板式振荡反应器的使用必然需要引入用于产生振荡的装置。 这样经常使装备的设计变复杂，而且也使使用该装备的任何工厂的设计复 杂化。尤其，有许多必须解决的关于振荡和密封装置的技术挑战。

因此，本发明的目的是消除或减轻与现有技术相关的至少一些缺陷。

从阅读下面的描述，本发明进一步的目标和目的将变得明显。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于产生和保持一致混合的物质 的连续的、半连续的或分批补料式(fed-batch)混合设备，物质包括至少 第一相和第二相，该设备包括：

管状容器(tubular vessel)；

至少一个供给装置(supply means)，其可操作地连接到管状容器，以 供给第一相和第二相中的至少一个；

多个环状挡板，其配置为开始和保持管状容器中物质的均匀混合和有 效分散，环状挡板以大致等距的方式分隔开，并大致平行设置，使得它们 从管状容器的侧面径向向内延伸；以及

流动控制装置(flow control means)，其配置为将单向线性运动传递给 管状容器中的物质；

其中流动控制装置被配置为使物质流维持在足够的流速，使得产生并 保持第一相和第二相的均匀混合和有效分散。

物质可以是易混合的或不易混合的流体的混合物；化学反应的反应混 合物；分散体、悬液、乳状液或微乳状液(micro-emulsion)；或具有至少 一些流体属性的任何其它合适的原料。

相可以是流体(即液体或气体)或者可以是流体形式的固体，例如微 粒，例如单体珠子、金属小球、颗粒、晶体、粉末等等。

挡板的间隔和流速的控制在产生并保持在容器中流动的物质的均匀 混合和有效分散是有效的。因为不用振荡完成混合，所以消除了涉及设备 和相关联的工厂设计的许多复杂性。尤其，本发明的设备需要比振荡设备 (oscillatory apparatus)更少的零件，且排除了与将振荡传递给密封系统相 关联的大量技术挑战。挡板也帮助在低于当使用传统的环或管反应器时必 要的那些流速的流速下形成湍流。

多个环状挡板以大致等距的方式由杆(rail)连接在一起，并大致平行 设置，使得它们从容器的侧面径向向内延伸。

可选地，该设备进一步包括第二供给装置，以将第一相和第二相中的 至少一个供给到管状容器。

优选地，环状挡板之间的距离在1d和2d之间，其中d是管状容器的 直径。

环状挡板可以是大致平的板，包括大致位于所述板中心的孔。

孔适合于将流中的大量不稳定(unsteadiness)传递给物质。

可选地，管状容器进一步包括压力改变装置(pressure alteration means)，用于改变管状容器中的压力。

压力改变装置可改变在真空到300巴之间的压力。

可选地，设置有至少一个进入口(access port)，用于将其它相或物质 引入到管状容器内。