[实用新型]竖直列管圆环形无机膜反应装置

说明书

技术领域

本实用新型属于膜的制造设备领域。

背景技术

悬浮床反应器是化工生产中一种常见的反应设备，适用于液固反应、液液固反应、气液固反应中固相反应物或催化剂为细小的悬浮颗粒或反应生成细小悬浮颗粒物的场合，例如悬浮态的固体催化剂反应、钛化合物水解生成二氧化钛细微悬浮颗粒等反应均属悬浮床反应。这些反应过程结束后往往需要紧接着物料的固液分离过程，以分离出催化剂微粒继续参与下次反应或分离出二氧化钛纳米微粒产品等。现有的悬浮床反应器只能解决对悬浮物料的搅拌及提供化学反应必要的工艺条件，而无固液分离功能。其后续的分离过程需另设分离装置。传统的分离装置如板框过滤或离心分离器工艺落后，需间歇操作，对微细悬浮颗粒分离效果差，难以达到完全分离，回收率低，影响目标产品的性能；目前较先进的膜分离装置通过使悬浮物料在反应器与膜分离装置之间连续多次循环增浓达到对固相物料的分离和回收的目的，特别适合细微颗粒甚至纳米粉体的分离回收，而且能实现物料分离过程连续流态化进行。但这种膜分离必须建在反应器外，装置投资大，并存在着流程长、占地面积广、循环量大、浪费料液等缺点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种将悬浮床反应器与无机膜分离有机结合在同一设备中的竖直列管圆环形无机膜反应装置。

本实用新型的反应釜与顶盖组成密封罐体，反应釜上有物料进口和物料出口，在反应釜内部上安装有圆环形上支撑板和圆环形下支撑板，无机膜管上端穿过圆环形上支撑板与圆环形上板密闭连接，无机膜管下端穿过圆环形下支撑板与圆环形下板连接，小导管一端穿过圆环形下支撑板与无机膜管相通，另一端与圆形聚液器相通，圆形聚液器与滤液出口管连通，滤液出口管伸出反应釜，并且滤液出口管连接有真空泵和反冲洗装置，搅拌器穿过顶盖顶端伸入反应釜内部。

本实用新型釜内可同时进行物料反应和固液分离，即一边向反应器中连续进料进行反应，一边通过无机膜的筛分作用，将液相物料分离排出。既能使反应物料均匀混合，充分反应，又可避免无机膜管的表面形成浓差极化层，有效地防止固体催化剂在膜的表面沉积，无机膜能保持较高的渗透通量，从而能延长膜的使用寿命，增加系统的可行性。本实用新型大大减少了设备投资与操作费用，并且简化了工艺流程，无机膜组件耐高温、耐腐蚀，在高压条件下下密封良好，长时间操作无机膜组件及其连接件不损坏，且易于拆卸与更换。可见本实用新型具有节省设备投资，简化工艺，改善膜分离性能诸多优点。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的反应釜14与顶盖1组成密封罐体，反应釜14上有物料进口15和物料出口7，在反应釜14内部上安装有圆环形上支撑板3和圆环形下支撑板5，无机膜管4上端穿过圆环形上支撑板3与圆环形上板2密闭连接，无机膜管4下端穿过圆环形下支撑板5与圆环形下板6连接，小导管12一端穿过圆环形下支撑板5与无机膜管4相通，另一端与圆形聚液器11相通，圆形聚液器11与滤液出口管10连通，滤液出口管10伸出反应釜14，并且滤液出口管10连接有真空泵9和反冲洗装置8，搅拌器13穿过顶盖1顶端伸入反应釜14内部。

本实用新型有反应釜、顶盖，其间加设密封垫圈，反应釜设有物料进口管、物料出口管、接有真空泵的滤液出口管，釜内设有无机膜组件，由无机膜管和支撑架组成。膜管支撑架由圆环形金属支撑板及连接二者的四根支撑杆组成，圆环形金属支撑板可以附加个耳板，并通过耳板用螺栓坚固在反应在釜内壁的托台上。无机膜管的两端通过圆环形金属支撑板的插接孔固定在两者之间，并通过螺栓、石墨垫片、石墨垫片、圆形金属板紧固。八根无机膜管均匀地分布在平行的圆环金属支撑板之间。膜管的上端被圆环形金属板封死，下端通过导管与圆形聚液容器相连。圆形聚液容器通过导管、法兰、垫片、导管与真空泵相连。搅拌器伸入圆环支撑架的中心孔内。为了防止膜污染，本系统还配有反冲系统，反冲时，停真空泵，通过向膜管内增压，使附着在膜管外侧面上的固体微粒脱离膜面，使无机膜管恢复通量。