[发明专利]制备锰酸钾的反应器及系统

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体地，涉及制备锰酸钾的反应器及系统。

背景技术

目前，工业高锰酸钾制备技术主要分为固相氧化法和液相氧化法。固相氧化法由于工艺本身的限制和MnO₂粉活性差，MnO₂氧化反应进行的很不完全，致使MnO₂转化率低。液相氧化法制备高锰酸钾过程中锰酸钾的制备工序仍存在二氧化锰转化率低、锰、KOH回收率低、能耗高、环境污染严重的问题。

因而，目前锰酸钾的制备方法和设备仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种设备简单、安全可靠、易于操作控制的用于制备锰酸钾的系统。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种反应器。根据本发明的实施例，所述反应器包括：本体，所述本体内限定有反应空间，所述本体顶部间隔设置有氧气入口、废氧出口和进料口，所述本体中上部设置有出料口，所述氧气入口用于向所述反应空间输送氧气或富氧空气，所述废氧口用于排出所述反应空间内的剩余氧气和水蒸气，所述进料口用于向所述反应空间内输送矿浆，所述出料口用于排出所述反应空间内的所述矿浆进行氧化反应后获得的锰酸钾料液；矿浆加热装置，所述矿浆加热装置设置于所述本体内，用于将所述矿浆进行加热至250-260摄氏度；以及搅拌装置，所述搅拌装置设置于所述本体内部，用于对所述矿浆进行搅拌。发明人惊奇地发现，利用本发明的反应器，能够高效地制备锰酸钾，并且该反应器结构简单，操作方便，清洁环保，易于实现工业化大规模生产。

根据本发明的实施例，所述反应器进一步包括：氧气加热装置，所述氧气加热装置与所述氧气入口连通，用于在向所述反应空间输送的氧气或富氧空气之前，将所述氧气或富氧空气进行预热至200摄氏度。由此，利用氧气加热装置，能够有效将氧气或富氧空气预热至氧化反应所需的温度，从而有利于氧化反应的进行，进而提高氧化反应效率。

根据本发明的实施例，所述反应器具有多个氧气入口。由此，能够快速、大量的将氧气或富氧空气输送到反应空间内并使其在反应空间内均匀分布，保证反应空间内较强的氧化环境，从而提高氧化反应的效率。

根据本发明的实施例，所述反应器进一步包括：分气装置，所述分气装置分别与所述氧气加热装置和所述多个氧气入口相连，用于将经过所述氧气加热装置预热的氧气或富氧空气分配至各氧气入口。由此，可以高效地将氧气或富氧空气输送到反应空间内，维持反应空间内较强的氧化环境，从而提高反应效率。

根据本发明的实施例，所述矿浆加热装置为远红外加热器。由此，能够有效利用清洁能源对反应原料进行加热，对环境的污染更小，节能环保效果更显著，并且热利用率更高。

根据本发明的实施例，所述反应器进一步包括：气液分离器，所述气液分离器具有进口、排气口和排水口，所述进口与所述废氧出口相连，所述排气口用于排出分离后的氧气，所述排水口与所述反应空间相连，所述气液分离器用于将从所述废氧出口排出的所述剩余氧气和水蒸气进行气液分离，并将分离后的氧气排出所述气液分离器且将分离后的液体输送给所述反应空间。由此，能够有效地将废氧携带的水和少量的氢氧化钾回收，进而能够节约用水、提高氢氧化钾的回收率。

根据本发明的实施例，所述反应器的类型不受特别限制。根据本发明的一些实施例，所述反应器为立式反应釜，当所述反应器为立式反应釜时，所述出料口设置于所述本体侧壁下部。根据本发明的另一些实施例，所述反应器为卧式反应釜，当所述反应器为卧式反应釜时，所述出料口设置于所述本体顶部，且与所述氧气入口、所述废氧出口和所述进料口间隔设置。

根据本发明的实施例，所述搅拌装置不受特别限制。根据本发明的一些具体示例，所述搅拌装置包括搅拌浆和设在所述搅拌浆上且沿所述搅拌浆的轴向彼此间隔开的多个桨叶。由此，有利于将矿浆搅拌均匀。

根据本发明的实施例，所述搅拌桨和搅拌叶的材质不受特别限制。根据本发明的一些具体示例，所述搅拌桨由718合金制成，所述桨叶由马氏体不锈钢制成。由此，搅拌桨和搅拌叶具有良好的耐碱腐蚀和氧腐蚀性能，从而能够延长其使用寿命。

根据本发明的实施例，所述搅拌桨和搅拌叶的材质不受特别限制。根据本发明的一些具体示例，所述搅拌桨由718合金制成，所述桨叶由马氏体不锈钢制成。由此，搅拌桨和搅拌叶具有良好的耐碱腐蚀和氧腐蚀性能，从而能够延长其使用寿命。