一種集溫控與攪拌為一體的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集溫控與攪拌為一體的裝置，屬于化工設備技術領域。
【背景技術】
[0002]在化工生產(chǎn)行業(yè)中，存在著大量的液相反應，如浸出、萃取、高分子聚合反應等?，F(xiàn)在化工生產(chǎn)正逐步走向自動化、精細化，為了使生產(chǎn)出的化學產(chǎn)品性質(zhì)均勻、穩(wěn)定，反應率高。需要將液相反應的反應條件，如溫度、壓強等，控制在較為嚴格的工藝范圍內(nèi)，同時為了符合大規(guī)模生產(chǎn)過程的需求，還需要保證反應容器中液相的物質(zhì)成分和溫度的均勻。
[0003]現(xiàn)有技術中，一般采用在反應容器的罐體外壁處設置加熱裝置的方式來控制罐體的溫度，然而，由于罐體具有一定的體積，在罐體外壁處進行加熱，往往只能保證罐體的外壁附近的區(qū)域能夠達到所需溫度，罐體內(nèi)部遠離外壁的區(qū)域往往達不到所需溫度，從而使得罐體內(nèi)部溫度不均勻，影響液相反應的均勻性。
[0004]另外，現(xiàn)有技術中采用從罐體外部向罐體內(nèi)部通氣氣體的方式對液相進行攪拌，如中國專利文獻CN202778444U公開了一種蒸汽加熱攪拌的反應容器，包括塔體、插入到塔體內(nèi)部的管道，所述管道具有蒸汽入口。在具體使用時，高壓蒸汽通過管道以及設置在管道上的蒸汽入口進入到塔體內(nèi)部，以攪動塔體內(nèi)的液態(tài)混合物。然而，由于高壓蒸汽通過管道直接通入塔體內(nèi)部，因而容易形成大股的蒸汽流，而大股蒸汽流在液態(tài)混合物內(nèi)容易聚集在一起形成大氣泡，大氣泡在液態(tài)混合物中一旦形成就會上浮并從液態(tài)混合物的液面處溢出，從而導致對反應物的攪拌效果不理想。另外，由于蒸汽流形成的氣泡過大，蒸汽的熱能來不及與液態(tài)混合物充分交換，蒸汽無法完全液化形成軟水，因而塔體內(nèi)的蒸汽量會隨著通入時間的增大而增多，會導致塔體內(nèi)壓力增大，使塔體有爆炸的危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于現(xiàn)有技術的液相反應容器液相的物質(zhì)成分和溫度的均勻性較差蒸汽利用率低，不適于大規(guī)模生產(chǎn)的技術缺陷。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明的一種集溫控與攪拌為一體的裝置，包括，
[0007]罐體，具有容納空間；
[0008]外部加熱裝置，圍繞所述罐體的外壁設置；
[0009]第一轉軸，沿豎直方向設置在所述罐體的中心位置，能夠在動力裝置帶動下轉動，所述第一轉軸上設置有若干槳葉，所述第一轉軸和槳葉均由導熱材料制成，所述第一轉軸和所述漿葉均具有空腔；
[0010]第二轉軸，套設在所述第一轉軸的外壁上，與所述第一轉軸形成通氣空間，具有若干個與所述通氣空間連通的錘形的噴氣口 ；
[0011]內(nèi)部加熱裝置，包括絕緣設置在所述第一轉軸的空腔內(nèi)的第一電熱絲和絕緣設置在所述漿葉的空腔內(nèi)的第二電熱絲，能夠在通電時產(chǎn)生熱量；
[0012]溫度傳感器，為多個，設置在所述罐體的不同位置處，用于獲取所述罐體不同位置處的溫度狀況；
[0013]壓力傳感器，設置在所述罐體內(nèi)，用于火氣所述罐體內(nèi)的壓力；
[0014]泄壓閥，設置在所述罐體的內(nèi)壁上；
[0015]控制器，與溫度傳感器以及壓力傳感器連接，用于接收溫度傳感器獲取的溫度信號，并根據(jù)溫度信號控制內(nèi)部加熱裝置、外部加熱裝置以及噴氣口的開啟、關閉并控制內(nèi)部加熱裝置、外部加熱裝置的加熱程度以及噴氣口處通入的氣體的溫度;并接收壓力傳感器獲取的壓力信號，并在罐體內(nèi)的壓力達到預設壓力值時，控制泄壓閥打開對罐體進行泄壓。
[0016]所述外部加熱置為纏繞設置在所述罐體的外壁上的盤管，所述盤管內(nèi)能夠流通具有一定溫度的液體，并與所述罐體外壁發(fā)生熱交換;所述盤管沿著高度方向設置有多段，每段盤管均具有液體入口和液體出口，所述液體入口的高度低于所述液體出口。
[0017]所述第二轉軸的側壁上沿高度方向設置有多個所述噴氣口，且所述噴氣口的內(nèi)徑從所述罐體底部向著所述罐體頂部逐漸減小。
[0018]沿著所述第二轉軸的高度方向，相鄰兩個噴氣口中，位于高處的噴氣口的內(nèi)徑與位于低處的噴氣口的內(nèi)徑之比為0.8-0.9:1。
[0019]位于所述第二轉軸的側壁上的噴氣口設置在兩個相鄰的所述槳葉中間。
[0020]第二轉軸上的所述噴氣口的中軸線與所述罐體內(nèi)壁的切線呈30-45°。
[0021]所述罐體的底壁上設置氣體入口，所述罐體的底壁上的氣體入口的中軸線向著靠近所述第一轉軸的方向傾斜并與所述罐體的中軸線的夾角為40-60°。
[0022]相鄰的兩個所述槳葉22在豎直方向上的距離為400-600mm。
[0023]所述漿葉的最外端距離所述罐體的內(nèi)壁的距離為在300-500mm。
[0024]在豎直方向上，位于最上部的漿葉距離罐體頂部的距離，大于位于最下部的漿葉距離罐體底部的距離。
[0025]本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點:
[0026](I)本發(fā)明的集溫控與攪拌為一體的裝置，圍繞罐體的外壁設置外部加熱裝置，通過加熱或者冷卻罐體的外壁，從而從外部來調(diào)節(jié)罐體內(nèi)的液相的溫度;通過絕緣設置在所述第一轉軸內(nèi)的第一電熱絲和設置在所述漿葉上的第二電熱絲通電時發(fā)熱，對罐體內(nèi)部進行加熱，從而通過內(nèi)外溫控使得罐體內(nèi)部各個區(qū)域的溫度更加均勻，保證了液相反應的均勻性。通過攪拌裝置來對液相進行機械攪拌，使液相的物質(zhì)成分和溫度更為均勻。因而，上述液相反應容器中，罐體的容積可以很大，外部加熱裝置從罐體外對液相進行溫度調(diào)節(jié)，攪拌裝置來對液相進行機械攪拌，通過電熱絲對液相溫度低時使液相升溫，通過通入惰性氣體加強攪拌，并在液相溫度過高時降低液相溫度。通過合理控制外部加熱裝置、電熱絲的發(fā)熱功率，即可使液相反應容器內(nèi)的液相的溫度保持恒定。上述液相反應容器適用于大規(guī)模生產(chǎn)的，使內(nèi)部液相物質(zhì)成分和溫度的均勻的液相反應容器。并且，本發(fā)明的反應均勻的液相反應容器，通過設置壓力傳感器獲取罐體內(nèi)的氣體壓力，并在壓力達到預設值時，開啟泄壓閥進行泄壓，可以保證整個罐體內(nèi)的壓力穩(wěn)定，保證反應安全。通過第一轉軸和第二轉軸形成通氣空間，并通過通氣空間向液相中通入氣體，從而對液相進行氣體攪拌，并且，由于多個噴氣口均位于罐體內(nèi)部，一方面可以起到分散蒸汽的作用，促進蒸汽在罐體內(nèi)液化，使蒸汽帶有的熱量充分釋放到罐體內(nèi)，蒸汽液化后形成軟水，另一方面噴氣口還可跟隨轉軸轉動，使蒸汽更加均勻地到達罐體內(nèi)的各個部位，提高了高溫蒸汽的攪拌效果，使得罐體內(nèi)的反應更加充分、均勻。并且，由于通氣空間設置在第一轉軸和第二轉軸之間，第一轉軸內(nèi)的第一加熱絲可以直接對通氣空間內(nèi)的氣體進行加熱，從而使得噴氣口噴出的氣體為高溫氣體。上述裝置，通過巧妙的設計，實現(xiàn)了攪拌以及溫控的一體化。
[0027](2)本發(fā)明的集溫控與攪拌為一體的裝置，所述外部加熱裝置為纏繞設置在所述罐體的外壁上的盤管，所述盤管內(nèi)能夠流通具有一定溫度的液體，并與所述罐體外壁發(fā)生熱交換。盤管式的外部加熱裝置，纏繞設置在所述罐體I的外壁上，結構簡單，能夠同時與罐體的整個外壁進行熱交換，通過通入不同溫度的冷熱水就能夠實現(xiàn)對罐體內(nèi)的液相進行加熱或者冷卻，適合于大容量的罐體，保障罐體內(nèi)液相穩(wěn)定。將盤管沿著高度方向設置為多段，若盤管長度過長，則盤管內(nèi)的液體在流過一定距離后，會因熱交換而導致與液相溫度相差不大，從而喪失對液體流動后端區(qū)域的溫度控制。將盤管設置為多段，可以使得盤管內(nèi)的流體在吸收或者釋放一定熱量后被排出，使液相溫度在高度方向上的溫差變小，進一步提高了液相溫度的均勻性。所述液體入口的高度低于所述液體出口，可以提高液體在盤管內(nèi)停留的時間，使得熱交換更為充分。
[0028](4)本發(fā)明的集溫控與攪拌為一體的裝置，所述第二轉軸的側壁上沿高度方向設置有多個所述噴氣口，且所述噴氣口的內(nèi)徑從所述罐體底部向著所述罐體頂