專利名稱：一體式懸浮床無機膜反應器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種一體式懸浮床無機膜反應器，用于懸浮態(tài)物料的化學反應及 固液分離過程，屬化工設(shè)備。
背景技術(shù)：
懸浮床反應器是化工生產(chǎn)中一種常見的反應設(shè)備，適用于液固反應、液 液固反應、 氣液固反應中固相反應物或催化劑為細小的懸浮顆粒或反應生成細小懸浮顆粒物的場合， 例如懸浮態(tài)的固體催化劑的催化反應、鈦化合物水解生成二氧化鈦細微懸浮顆粒等反應均 屬懸浮床反應。這些反應過程結(jié)束后往往需要緊接著物料的固液分離過程，以分離出催化 劑微粒繼續(xù)參與下次反應或分離出二氧化鈦納米微粒產(chǎn)品等?，F(xiàn)有的懸浮床反應器只能解 決對懸浮物料的攪拌及提供化學反應必要的工藝條件，而無固液分離功能，其后續(xù)的分離 過程需另設(shè)分離裝置。傳統(tǒng)的分離裝置如板框過濾或離心分離器工藝落后，需間歇操作，對 微細懸浮顆粒分離效果差，難以達到完全分離，回收率低，影響目標產(chǎn)品的性能；目前較先 進的膜分離裝置通過使懸浮物料在反應器與膜分離裝置之間連續(xù)多次循環(huán)增濃達到對固 相物料的分離和回收的目的，能實現(xiàn)物料分離過程連續(xù)流態(tài)化進行。但這種膜分離必須建 在反應器外，裝置投資大，并存在著流程長、占地面積廣、循環(huán)量大、浪費料液等缺點。專利 ZL02138439. 8和ZL200410041687. X中公開的一體式懸浮床無機膜反應器將懸浮床反應器 與無機膜分離有機結(jié)合在同一設(shè)備中，使懸浮態(tài)物料的反應過程與膜分離過程在同一反應 器中同時進行，有效地解決了這個問題。但膜組件比較復雜，需要安裝支撐架、螺栓、密封墊 片、螺母等來固定膜管，故存在膜組件的維修、固體顆?？赡芰魇У葐栴}，同時這在一定程 度上也減少了反應器的有效空間，使投資費用增加。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是為了解決現(xiàn)有存在的上述問題而提供一種改 進的一體式懸浮床無機膜反應器，以簡化膜組件的制作，從而充分利用反應器的有效空間， 降低設(shè)備投資及操作費用。本實用新型的技術(shù)方案為一體式懸浮床無機膜反應器，由反應釜6、密封蓋2、攪 拌裝置1和濾液輸出管10組成，反應釜6內(nèi)設(shè)有由無機膜管7組成的膜分離組件，其特征 在于無機膜管的一端封閉，另一端與攪拌裝置1相連、相通并可隨攪拌裝置旋轉(zhuǎn)，攪拌裝置 1為下端開口的中空管體，攪拌裝置1下端通釜外，兼作濾液輸出管10。密封蓋2通過密封法蘭3和密墊圈4與反應釜6密封；反應釜6的上端設(shè)有物料 進口 5，反應釜6的下端設(shè)有物料出口 11 ；濾液輸出管10通過動態(tài)密封組件8與反應釜6 底部相連。優(yōu)選釜內(nèi)含有1 10組的膜分離組件。優(yōu)選膜分離組件由1 10根無機膜管組 成。優(yōu)選所述的攪拌軸下端開口的中空管體是無機膜管。上述的無機膜管優(yōu)選TiAl合金或不銹鋼金屬材料膜。[0008]綜上所述，本實用新型將無機膜分離組件設(shè)置于懸浮床反應器的釜內(nèi)，使懸浮態(tài)物料的反應與懸浮物料的固液分離設(shè)備合為一體，反應釜內(nèi)可同時進行物料反應和固液分 離，即一邊向反應器中連續(xù)進料進行反應，一邊通過無機膜的篩分作用，將液相物料分離排 出。其中，懸浮的固體催化劑被膜截留在反應器內(nèi)并繼續(xù)參與反應，液相物料則透過無機膜 進入膜管內(nèi)并通過高壓或負壓流出反應器。本實用新型中，無機膜管既作為過濾介質(zhì)用，同 時也作為攪拌槳用。膜管作為攪拌槳在流體中不停旋轉(zhuǎn)使膜管表面不斷受到流體的沖刷， 有效地減少了固體催化劑在膜表面的沉積，使無機膜能保持較高的滲透通量，從而使所需 的膜面積減小、增加反應器的有效空間、增加系統(tǒng)的可行性。有益效果由于不使用螺栓、密封墊片、螺母等來固定膜管，故本實用新型不存在膜管密封問 題，減少了膜組件的維修、固體顆粒流失等問題；提高了操作的安全性、連續(xù)性；提高了反 應器的有效空間；大大簡化了膜組件的制作，減少了設(shè)備投資。另外，TiAl合金或不銹鋼等 金屬材料膜的耐高溫、耐腐蝕以及可塑性強等優(yōu)點使得本實用新型容易實施?？梢姳緦嵱?新型具有節(jié)省設(shè)備投資，能簡化工藝，改善膜分離性能諸多優(yōu)點。

圖1是含有一組膜組件的一體式懸浮床無機膜反應器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是含有一組膜組件的一體式懸浮床無機膜反應器內(nèi)俯視狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是含有兩組膜組件的一體式懸浮床無機膜反應器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是兩組膜組件的一體式懸浮床無機膜反應器內(nèi)俯視狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；其中1-攪拌裝置，2-密封蓋，3-密封法蘭，4-密封墊圈，5-物料進口，6_反應釜， 7-無機膜管，8-動態(tài)密封組件，9-真空泵，10-濾液輸出管，11-物料出口管。
具體實施方式
下面結(jié)合圖1-圖4說明本實用新型的實施方式。如圖1所示，本一體式懸浮床無機膜反應器有反應釜6、密封蓋2，其間加設(shè)密封墊 圈4，反應釜設(shè)有物料進口管5、物料出口管11、接有真空泵9的濾液輸出管10，釜內(nèi)設(shè)有一 組膜組件(由兩根TiAl合金膜管7組成)(見圖2)。濾液輸出管10通過動態(tài)密封組件8 與反應釜6底部相連。膜管7—端封閉，另外一端焊接到濾液輸出管10上。這樣，無機膜 管就將反應釜分為反應腔與分離腔。圖3(參見圖4)實施例中，釜內(nèi)設(shè)有兩組膜組件(每組由四根TiAl合金膜管7組 成)。從進口管5向釜內(nèi)進料，在反應釜6內(nèi)混合成懸浮態(tài)物料并進行反應，利用反應釜 內(nèi)壓力或真空泵9抽負壓，使膜管7的無機膜兩側(cè)產(chǎn)生壓差(即跨膜壓差)，該壓差使液相 物料通過無機膜滲透進入各膜管7內(nèi)，由濾液輸出管10排出收集于儲罐或其它設(shè)備。無機 膜管7隨攪拌軸1 一同旋轉(zhuǎn)，起到攪拌作用，同時反應物料不斷地沖刷膜表面，減少了固相 微粒在膜表面的沉積，使無機膜能保持較高的滲透通量。
權(quán)利要求一體式懸浮床無機膜反應器，由反應釜(6)、密封蓋(2)、攪拌裝置(1)和濾液輸出管(10)組成，其特征在于反應釜(6)內(nèi)設(shè)有由無機膜管(7)組成的膜分離組件，無機膜管的一端封閉，另一端與攪拌裝置(1)相連、相通并可隨攪拌裝置旋轉(zhuǎn)，攪拌裝置(1)下端為開口的中空管體，攪拌裝置(1)下端通釜外，兼作濾液輸出管(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機膜反應器，其特征在于密封蓋(2)通過密封法蘭(3)和 密墊圈(4)與反應釜(6)密封；反應釜(6)的上端設(shè)有物料進口(5)，反應釜(6)的下端設(shè) 有物料出口(11)；濾液輸出管(10)通過動態(tài)密封組件(8)與反應釜(6)底部相連。
3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機膜反應器，其特征在于反應釜(6)內(nèi)含有1 10組的膜 分離組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無機膜反應器，其特征在于膜分離組件由1 10根無機膜管 組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機膜反應器，其特征在于所述的攪拌軸下端開口的中空管 體是無機膜管。 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的無機膜反應器，其特征在于所述的無機膜管是TiAl合金 或不銹鋼金屬材料膜。
專利摘要本實用新型涉及一種一體式懸浮床無機膜反應器，用于反應物或生成物中含有細小的懸浮顆粒的多相物料的反應及固液分離。反應釜內(nèi)設(shè)有若干個無機膜管，膜管的一端封閉，另一端與濾液輸出管相通，所說的無機膜管既作為過濾介質(zhì)用，同時也作為攪拌槳用。本反應器使物料反應和懸浮物料的固液分離在同一設(shè)備中連續(xù)完成，邊進料反應，邊分離輸出濾液，膜管作為攪拌槳在流體中不停旋轉(zhuǎn)使膜管表面不斷受到流體的沖刷，減少了固體催化劑在膜表面的沉積，使無機膜能保持較高的滲透通量，具有設(shè)備簡化，占地面積小，流程短，能耗小，投資省的優(yōu)點。
文檔編號B01J8/10GK201572632SQ20092028267
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者丁曉斌, 邢衛(wèi)紅, 金萬勤, 陳日志 申請人:南京工業(yè)大學;南京九思高科技有限公司