在混合反应器强化澄清的方法和所述混合反应器技术

本发明专利技术涉及用于混合液体和粉状固体、用于澄清形成的溶液和用于从混合反应器中排出澄清溶液的混合反应器，在所述混合反应器下段中形成流化床。本发明专利技术也涉及用于使液体和粉状固体在流化床中彼此混合、用于澄清形成的溶液和用于从混合反应器中排出澄清溶液的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于混合液体和粉状固体、澄清形成的溶液和从混合 反应器中移出澄清溶液的混合反应器，在所迷混合反应器的下段包括 流化床。本专利技术也涉及用于使液体和粉状固体在流化床中彼此混合、 用于澄清形成的溶液和用于从混合反应器中移出澄清溶液的方法。
技术介绍
混合反应器通常是圆柱形的且具有标准直径。通常，它们配有附 着在反应器壁上的挡板，目的是去除从表面抽吸气体的中心漩涡，该 中心旋涡被认为是有害的。固体-溶液处理通常需要混合，其包括强力 的湍流和适当的循环。向混合反应器中进料通常通过将固体和溶液都从上方加入到反应空间中而发生。通常，期望在连续搮作的>￡^"器中，在反应空间的浆 料密度下或多或少同时移出固体和溶液。因此，不希望反应器中剩余 即使是最重或最粗糙的颗粒。从而，自然地，可以将浆料物流的移出 设备有利地安装在反应器壁中，主要作为溢流发生。然而，存在其中有人希望以纯净形式(即没有固体颗粒)从反应空间中移出已经与固体反应的溶液的情况。在美国专利3， 954，"2中提 供了 一种这样的例子，其中根据流化床原理进行镉溶液和锌粉末的胶 结反应。当将溶液进料到反应区的下段中时，在流化床中实现了有效 混合。反应器的下部向上成圆锥形地加宽和从那个点向上形状是圆柱 形。在反应器下部的壁中存在挡板，其与混合元件协力破碎产生的任 何团聚物。反应器上部也向上成圆锥形地加宽。反应器因此由三个区 组成反应区、稳静区和澄清区，从而反应段是反应器的下部，中心 形成稳静段和上段是澄清区。此处没有使用完成实际混合的混合元件。在根据美国专利3,954, 452的方法中，来自流化区的溶液经由圆 锥形加宽件上升至澄清区，其中溶液移出设备在澄清段的壁上。提供 的工艺是镉溶液和锌粉末的胶结。在该胶结反应中生成镉粉末，它因 为其孔隙率而是更轻的，和同时也更细。 一个目的是防止作为反应产物生成的固体颗粒与溶液一起离开反应器。在这种情况中发现的另一 个难点也是毛刺状颗粒彼此粘附，即团聚。逐渐地，团聚物长得如此 之大以致于流化床中的运动恶化和最终完全停止。为此原因，将为了 防止团聚的絮凝剂溶液进料到流化区中。因为实践中这种防止不是十 分完美的，因此将用于破碎团聚物的混合元件安放于下段中，并相应 地将小挡板安放在壁上，以吸收冲击力和防止旋涡。向上导向的排料所达到的强度如何以及离流化床表面的高度(Hmax) 如何取决于流化区的条件。因此，物流均匀地和在尽可能低的速度下 上升至高于前述高度是重要的。然而，实践中发生的是溶液尽可能地直接流动，和通过最短的路 径流向移出设备，使得流场变成锥形曲面锥。这进而意味着携带任何 可能颗粒的溶液物流的速度增大，和颗粒没有机会使它们自己从流动 中释放出来。上述装置的问题是防止固体移出的床层材料应该是相当粗糙的。 然而，随着反应进行，床层中的固体粒度下降，因此随溶液一起携带 的固体的量增大。专利技术目的这里呈现的本专利技术的目的是消除上述现有技术中出现的缺点。因 此，形成了混合反应器(其中由液体和固体组成流化床)，使得从流化 床中移出的溶液中含有的固体量尽可能小。专利技术概述根据本专利技术的混合反应器用于使液体和固体在流化床中彼此混 合、用于澄清形成的溶液和用于从反应器中移出澄清溶液，所述混合反应器由三段组成。最低段通常是圆柱形反应段，向其中加入待处理 的溶液和粉状固体以形成流化床。流化床段或反应段的上部连接至成 圆锥形向上加宽的稳静段。连接至稳静段上部的是圆柱形澄清段，它 的直径与稳静段上部的直径相同。反应段的下段配有进料*^殳备，和排 料设备位于澄清段中液体表面下方，从而，排料开孔基本在反应器的 中心轴上。至少一个导引溶液流动的导引元件位于排料开孔附近，以 防止固体颗粒随溶液一起流动。根据本专利技术的一个实施方案，用于进料液体的进料设备朝向斜下方。根据本专利技术的一个实施方案，澄清溶液的排料设备朝向斜下方， 和导引溶液流动的导引元件是环形防流板，其位于排料开孔周围。防流板可以是平的或向上的圓锥形。防流板的外径优选比反应段的直径大20-30%。因为澄清溶液的排料设备朝向斜下方，所以导引溶液流动的导引 元件除了环形防流板之外还优选包括在后者之上的导引环，该导引环 从反应器壁朝向反应器中心。通常，导引环从反应器壁向内延伸大约 为澄清段直径的10-30%的距离。根据本专利技术的另一个实施方案，澄清溶液的排料设备指向上方， 和溶液流动导引元件是调节板，其位于排料开孔下方。根据本专利技术的一个实施方案，从反应器壁指向内部的节流环位于 反应段和稳静段之间。优选在节流环和反应器壁之间留有间隙。根据本专利技术的 一个实施方案，反应段配有由螺旋状管制成的转子 混合器。本专利技术也涉及用于使液体和粉状固体在流化床彼此混合、用于澄 清形成的溶液和从混合反应器中移出澄清溶液的方法。由液体和固体 组成的流化床排列于反应器下部，反应器的反应区(I);稳静区(II) 在反应区(I)上方，其截面向上加宽；澄清区(III)在稳静区(II)上方， 其截面与稳静区(n)上部相同。所述方法特有之处是在主要经由位 于反应器中心轴中的排料设备的排料开孔移出溶液之前，通过至少一个导引元件使澄清区(III)中上升的溶液流动的截面面积加宽。随着截 面面积加宽，溶液的流动速率降低，和同时使得流动在反应器壁附近 形成反向漩涡，随溶液一起携带的固体颗粒沉降于其中。随后，它们 下落返回至流化床中。根据本专利技术方法的一个实施方案，以倾斜向下的方向将待处理的 液体进料到反应区的下部。根据本专利技术方法的一个实施方案，通过位于排料设备下方的基本 水平的板状导引元件使上升的溶液流动的截面面积加宽。根据本专利技术方法的另一个实施方案，通过位于排料设备周围的环 形导引元件使上升的溶液流动的截面面积加宽。根据本专利技术方法的第三实施方案，通过位于排料设备周围且位于 排料设备上方的环形导引元件使上升的溶液流动的截面面积加宽。当通过位于排料设备周围且位于排料设备上方的环形导引元件使 上升的溶液流动的截面面积加宽时，优选使导引元件位于上方且从反应器壁环形向内延伸大约为澄清区直径的10-30%的距离。反应器上部的澄清段中的固体含量优选被调节至大约为零。通过 进料到反应器下段中的溶液流动实现流化床的形成和维持，这获得所 需的混合。根据本专利技术方法的一个实施方案，在反应器中在流化床内使用适 合此目的的旋转混合元件，以强化混合和平衡溶液流动。 在所附权利要求中将明显获得本专利技术的必要特征。附图说明参考所附附图，更详细地描述了本专利技术的装置，其中 图1显示了现有技术的混合反应器的垂直段和它的流场， 图2显示了根据本专利技术的混合反应器的原理图的垂直段， 图3更详细地显示了根据图2的混合反应器的垂直段， 图4显示了根据本专利技术的另一种混合反应器的垂直段， 图5显示了根据本专利技术的混合反应器的修改的垂直段，和8图6显示了根据本专利技术的又一种混合反应器的垂直段。 专利技术详述根据本专利技术的方法的目的是在混合反应器中获得某种流场，该流 场促进了防止从排列在实际反应段中的流化床中移出固体颗粒的尝 试。因此，目的是形成澄清溶液和防止与溶液物流一起从反应段上升 的颗粒从反应器中排出，并使它们最终返回至反应器的下段。现在根据本专利技术开发的用于在混合反应器中实现受控的且想要的 流场本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使液体和固体在流化床中彼此混合、用于澄清形成的溶液并从反应器中排出澄清溶液的混合反应器（１２），其中所述反应器由三段组成，其最低段基本上是用于形成流化床的圆柱形反应段（１４），附着于该反应段上部的是稳静段（１８），所述稳静段成圆锥形地向上加宽，和连接至所述稳静段上部的是圆柱形澄清段（２２），所述澄清段的直径与稳静段上段相同，特征在于：反应段（１４）下段配有溶液进料连接件（１３），和澄清段（２２）具有位于液体表面（Ｅ）下方的溶液排料设备（２３，３２），溶液排料设备（２３，３２）的排料开孔（２４，３３）基本上在反应器（Ｄ）的中心轴上，和特征在于至少一个用于导引溶液流动的导引元件（２５，２６，２７，３４）位于排料开孔附近。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L莉利亚，B内曼，
申请(专利权)人：奥图泰有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]