專利名稱：均相流床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)反應(yīng)器，尤其涉及一種采用鈣法去除燒堿生產(chǎn)中硫酸根的均相流床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
燒堿作為重要的工業(yè)材料，廣泛應(yīng)用于造紙、日用洗滌、輕工領(lǐng)域，尤其是在石油化工行業(yè)(化工醫(yī)藥、玻璃、搪瓷、制革、食品生產(chǎn))領(lǐng)域中占有重要的地位。在我國，很多廠家采用高芒鹵水制燒堿，隨著燒堿產(chǎn)量的提高，特別是隔膜高濃度液堿和離子膜堿產(chǎn)量的提高，生產(chǎn)中產(chǎn)生的硫酸根在整個(gè)生產(chǎn)體系中越積越多，越來越難以處理，制約著燒堿設(shè)備的正常運(yùn)行，對正常生產(chǎn)造成不利的影響。對于硫酸根的處理，我國基本上都是采用鋇法除硝，少數(shù)廠家采用鈣法除硝。相對來說，雖然鋇法除硝效果較好，但所需的費(fèi)用較高、產(chǎn)生的硫酸鋇沉降分離困難、二次精鹽水中殘存的鋇離子容易超標(biāo)，同時(shí)由于鋇離子本身有毒，會對生產(chǎn)人員的健康造成危害；而目前鈣法除硝采用CaCl2與SO42-反應(yīng)生成CaSO4沉淀(I)，再經(jīng)過濾將CaSO4沉淀從鹽水中濾除，從而去除硫酸(I)根。雖然鈣法除硝可以達(dá)到去除硫酸根的目的，但是由于CaSO4在水中屬于微溶物質(zhì)，在鹽水中溶解度較大，例如，在通常的反應(yīng)溫度下，Ca2+的濃度為1.7g/L時(shí)，SO42-的濃度為2.36g/L；要達(dá)到使硫酸根離子的濃度小于2g/L的要求，則需要Ca2+的摩爾濃度達(dá)到Ca2+∶SO42-＞2∶1，因此必須增加用鈣離子的用量，增加了鈣離子的消耗，同時(shí)增加了后處理多余鈣離子的成本；另外鈣法除硝常用處理中反應(yīng)生成的CaSO4顆粒細(xì)小，沉降系數(shù)SV30大于50％，難以實(shí)現(xiàn)固液分離。這些因素限制了鈣法除硝的低成本優(yōu)勢，而且影響了鈣法除硝在燒堿生產(chǎn)企業(yè)中的推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種采用鈣法去除燒堿生產(chǎn)中積累的硫酸根且防止CaSO4生成細(xì)小的顆粒而結(jié)垢，同時(shí)在一定的溫度下使反應(yīng)達(dá)到平衡，SO42-離子得到最大的沉淀工藝條件下，所需的鈣離子的摩爾濃度比減少到Ca2+∶SO42-＞1.5∶1的均相流床反應(yīng)器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種均相流床反應(yīng)器，包括一反應(yīng)箱，所述反應(yīng)箱的側(cè)壁設(shè)有原料液進(jìn)口、反應(yīng)液進(jìn)口以及排渣口，其特征在于，所述均相流床反應(yīng)器還包括一設(shè)置在所述反應(yīng)箱之上的穩(wěn)流沉降箱，以及一設(shè)置在所述穩(wěn)流沉降箱之上的靜態(tài)沉降箱；所述反應(yīng)箱的上部開口，且與所述穩(wěn)流沉降箱相接連通，沿所述反應(yīng)箱的側(cè)壁內(nèi)還均勻布設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的攪拌器；所述穩(wěn)流沉降箱為上下均開口的腔體，其下部開口與所述反應(yīng)箱的上部開口相接以與所述反應(yīng)箱連通，其上部開口與所述靜態(tài)沉降箱相接連通，所述穩(wěn)流沉降箱包括多層間隔排列的擋圈；所述靜態(tài)沉降箱下部開口，與所述穩(wěn)流沉降箱的上部開口相接以與所述穩(wěn)流沉降箱連通，所述靜態(tài)沉降箱的下部開口的口徑大于所述反應(yīng)箱上部開口的口徑，所述靜態(tài)沉降箱上設(shè)有一清液口。
較佳地，所述擋圈為同軸間隔排列的擋圈。
較佳地，所述擋圈為倒圓臺形。
較佳地，所述擋圈為倒棱錐臺形。
較佳地，所述反應(yīng)液進(jìn)口設(shè)置在所述攪拌器的上方。
較佳地，所述反應(yīng)箱側(cè)壁上還設(shè)有沖洗口和排凈口。
較佳地，所述反應(yīng)箱的側(cè)壁上近上部開口處還設(shè)有一取樣口。
較佳地，所述攪拌器斜向插入反應(yīng)箱側(cè)壁內(nèi)，所述攪拌器為轉(zhuǎn)速超過250轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌器。
較佳地，所述穩(wěn)流沉降箱中在最內(nèi)圈的擋圈里還同軸設(shè)有一倒漏斗形泡罩，所述倒漏斗形泡罩的頂部設(shè)有一循環(huán)管，所述循環(huán)管一端與倒漏斗形泡罩連通，另一端與所述反應(yīng)箱上所述反應(yīng)液進(jìn)口相連。
較佳地，所述擋圈之間的距離為150-300mm。
較佳地，所述倒漏斗形泡罩的底部罩緣與所述最內(nèi)圈擋圈之間的距離為150-300mm。
較佳地，所述靜態(tài)沉降箱的上部還設(shè)有一清液槽，所述清液槽與所述靜態(tài)沉降箱上的清液口相通。
較佳地，所述靜態(tài)沉降箱的上部還設(shè)有一溢流槽，所述溢流槽上設(shè)有一溢流口。
較佳地，所述溢流槽設(shè)在所述清液槽的上部。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于均相流床反應(yīng)器是籍物料反應(yīng)和分離一體化的設(shè)備，使流體物料在反應(yīng)箱底部劇烈運(yùn)動(dòng)，利于氯化鈣和原料液充分混合，降低了物料在攪拌器附件的離子濃度，減緩反應(yīng)速度，從而避免細(xì)小的CaSO4顆粒生成防止結(jié)垢；同時(shí)之前生成的CaSO4顆粒一部分留在反應(yīng)箱內(nèi)作為后續(xù)反應(yīng)的晶種，反應(yīng)最終生成的CaSO4顆粒從排渣口排出；清液口排出清液的沉降系數(shù)SV30小于30％；在滿足工藝條件下，該均相流床反應(yīng)器可使鈣離子的需求量從Ca2+∶SO42-＞2∶1減少到Ca2+∶SO42-＞1.5∶1，減少了生產(chǎn)后處理的成本，節(jié)約了能源，有利于鈣法除硝方法在燒堿工業(yè)中的推廣。


圖1為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例示意圖；圖2為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例沿圖1中A-A線截面圖；圖3為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例沿圖1中C-C線截面圖；圖4為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例示意圖；圖5為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例沿圖4中A-A線截面圖；圖6為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例沿圖4中C-C線截面圖；圖7為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例示意圖；圖8為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例沿圖7中A-A線截面圖；圖9為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例沿圖7中C-C線截面圖；圖10為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例示意圖；圖11為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例沿圖10中A-A線截面圖；圖12為本發(fā)明均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例沿圖10中C-C線截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
參見圖1、圖2和圖3，圖中所示是本發(fā)明的均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例示意圖。包括一圓柱形反應(yīng)箱2，一設(shè)置在所述反應(yīng)箱2之上圓柱形穩(wěn)流沉降箱3，以及一設(shè)置在所述穩(wěn)流沉降箱3之上的下部口徑大于所述反應(yīng)箱2上部開口口徑的圓柱形靜態(tài)沉降箱4；所述反應(yīng)箱2的上部開口，且與所述穩(wěn)流沉降箱3相接連通，所述反應(yīng)箱2的側(cè)壁設(shè)有原料液進(jìn)口14、反應(yīng)液進(jìn)口8以及排渣口16，沿所述反應(yīng)箱2的側(cè)壁內(nèi)還均勻布設(shè)有兩個(gè)攪拌器5；所述穩(wěn)流沉降箱3為上下均開口的腔體，其下部開口與所述反應(yīng)箱2的上部開口相接以與所述反應(yīng)箱2連通，其上部開口與所述靜態(tài)沉降箱3相接連通；所述穩(wěn)流沉降箱3設(shè)有多個(gè)間距為150mm同軸排列的倒圓臺形擋圈6，所述靜態(tài)沉降箱4下部開口，與所述穩(wěn)流沉降箱3的上部開口相接以與所述穩(wěn)流沉降箱3連通，所述靜態(tài)沉降箱4上設(shè)有一清液口12。
原料液從反應(yīng)箱2的原料液進(jìn)口14、反應(yīng)液從所述反應(yīng)液進(jìn)口8加入所述反應(yīng)箱2內(nèi)，所述攪拌器5以250轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌，迅速降低原料液和反應(yīng)液在原料液進(jìn)口14和反應(yīng)液進(jìn)口8附近的濃度，使原料液、反應(yīng)液迅速混合均勻形成混合液，反應(yīng)生成CaSO4顆粒；在所述攪拌器5的持續(xù)攪動(dòng)下，并隨著加入的原料液和反應(yīng)液的逐漸增多，所述反應(yīng)箱2中的混合液穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入所述穩(wěn)流沉降箱3。
當(dāng)混合液進(jìn)入穩(wěn)流沉降箱3時(shí)，混合液中的CaSO4顆粒被擋圈6阻擋，減緩了CaSO4顆粒上升的速度，絕大多數(shù)CaSO4顆粒被阻擋回滑到所述反應(yīng)箱2中繼續(xù)長大，直止成為大顆粒的沉淀顆粒。
經(jīng)穩(wěn)流沉降箱3中擋圈6的阻擋后的混合液，其中所含的CaSO4顆粒數(shù)量已大大減少，混合液運(yùn)動(dòng)速度也得以減緩，并隨所述反應(yīng)箱2中的物質(zhì)的增多，穩(wěn)流沉降箱3中的混合液繼續(xù)穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入靜態(tài)沉降箱4；在靜態(tài)沉降箱4中，由于靜態(tài)沉降箱4下部開口的口徑大于所述反應(yīng)箱2上部開口的口徑，混合液的運(yùn)動(dòng)速度逐漸降低，同時(shí)，混合液液面在靜態(tài)沉降箱4中緩慢上升，混合液得以在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行沉降，其中所余的CaSO4顆粒因重力而經(jīng)穩(wěn)流沉降箱3沉降回到反應(yīng)箱2中，靜態(tài)沉降箱4中混合液的上層清液經(jīng)所述清液口12排出均相流床反應(yīng)器1。反應(yīng)箱2內(nèi)大部分的CaSO4沉淀顆粒從反應(yīng)箱2的排渣口16排出，少量CaSO4顆粒可留在反應(yīng)箱2中作為后續(xù)反應(yīng)的晶種。
參見圖4、圖5和圖6，圖中所示是本發(fā)明的均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例示意圖。包括一棱柱形反應(yīng)箱2，一設(shè)置在所述反應(yīng)箱2之上的圓柱形穩(wěn)流沉降箱3，以及一設(shè)置在所述穩(wěn)流沉降箱3之上下部口徑大于所述反應(yīng)箱2上部開口口徑的方形靜態(tài)沉降箱4；所述反應(yīng)箱2的上部開口，且與所述穩(wěn)流沉降箱3相接連通，所述反應(yīng)箱2的側(cè)壁設(shè)有原料液進(jìn)口14、反應(yīng)液進(jìn)口8、排渣口16以及所述反應(yīng)箱2的側(cè)壁上近其上部開口處還設(shè)有一取樣口13，沿所述反應(yīng)箱2的側(cè)壁內(nèi)還均勻布設(shè)有四個(gè)攪拌器5，所述攪拌器5的中心軸均按一定的角度傾斜；所述穩(wěn)流沉降箱3為上下均開口的腔體，其下部開口與所述反應(yīng)箱2的上部開口相接以與所述反應(yīng)箱2連通，其上部開口與所述靜態(tài)沉降箱3相接連通，所述穩(wěn)流沉降箱3設(shè)有多個(gè)間距為200mm同軸排列的倒圓臺形擋圈6，所述最內(nèi)圈倒圓臺形擋圈6還設(shè)有一倒漏斗形泡罩7，所述泡罩7的底部罩緣與所述最內(nèi)圈倒圓臺形擋圈6之間的間距為200mm，所述倒漏斗形泡罩7的頂部還設(shè)有一循環(huán)管8，所述循環(huán)管8一端與倒圓錐形泡罩7連通，另一端伸出所述均相流床反應(yīng)器1的外壁；所述靜態(tài)沉降箱4下部開口，與所述穩(wěn)流沉降箱3的上部開口相接以與所述穩(wěn)流沉降箱3連通，所述靜態(tài)沉降箱4的上部還設(shè)有一清液槽11，所述清液槽11上設(shè)有一清液口12。
原料液從反應(yīng)箱2的原料液進(jìn)口14、反應(yīng)液從所述反應(yīng)液進(jìn)口8進(jìn)入所述反應(yīng)箱2內(nèi)，所述四個(gè)攪拌器5以270轉(zhuǎn)/分鐘的速度劇烈運(yùn)轉(zhuǎn)，迅速降低原料液和反應(yīng)液在原料液進(jìn)口14和反應(yīng)液進(jìn)口8附近的濃度，使原料液、反應(yīng)液迅速混合均勻形成混合液，反應(yīng)生成CaSO4顆粒；反應(yīng)進(jìn)行過程中，從反應(yīng)箱2側(cè)壁的取樣口13取樣檢測跟蹤反應(yīng)的進(jìn)行情況；在所述攪拌器5的持續(xù)攪動(dòng)下，并隨著加入的原料液和反應(yīng)液的逐漸增多，所述反應(yīng)箱2中的混合液穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入所述穩(wěn)流沉降箱3。
當(dāng)混合液進(jìn)入穩(wěn)流沉降箱3時(shí)，混合液中的CaSO4顆粒被擋圈6和泡罩7阻擋，減緩了顆粒上升的速度，絕大多數(shù)顆粒被阻擋回滑到所述反應(yīng)箱2中，被泡罩7阻擋的混合液沿?fù)跞?的表面均勻回布到所述反應(yīng)箱2的外圍，有利于混合液的分散，從而有利于反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，少部分進(jìn)入泡罩7上部的混合液經(jīng)其設(shè)在頂部的循環(huán)口10，定量地將混合液排出，自原料液進(jìn)口8進(jìn)入所述的反應(yīng)箱2中繼續(xù)反應(yīng)，以此來減緩反應(yīng)的速度，使CaSO4顆粒繼續(xù)長大，直止成為大顆粒的沉淀顆粒。
經(jīng)穩(wěn)流沉降箱3中的擋圈6和泡罩7阻擋后的混合液，其中所含的CaSO4顆粒數(shù)量已大大減少，混合液的運(yùn)動(dòng)速度得以減緩，并隨所述反應(yīng)器1中的物質(zhì)的增多，穩(wěn)流沉降箱3中的混合液繼續(xù)穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入靜態(tài)沉降箱4；在靜態(tài)沉降箱4中，由于靜態(tài)沉降箱4的下部開口的口徑大于所述反應(yīng)箱2上部開口的口徑，混合液的運(yùn)動(dòng)速度逐漸降低，同時(shí)，混合液液面在靜態(tài)沉降箱4中緩慢上升，混合液得以在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行沉降，其中所余的CaSO4顆粒因重力而經(jīng)穩(wěn)流沉降箱3沉降回到反應(yīng)箱2中，靜態(tài)沉降箱4中混合液的上層清液沿清液槽11上的清液口12排出均相流床反應(yīng)器1。反應(yīng)箱2內(nèi)大部分的CaSO4沉淀顆粒從反應(yīng)箱2的排渣口16排出，少量CaSO4顆?？闪粼诜磻?yīng)箱2中作為后續(xù)反應(yīng)的晶種。
參見圖7、圖8和圖9，圖中所示是本發(fā)明的均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例示意圖。包括一圓柱形反應(yīng)箱2，一設(shè)置在所述反應(yīng)箱2之上的多邊形穩(wěn)流沉降箱3，以及一設(shè)置在所述穩(wěn)流沉降箱3之上的下部口徑大于所述反應(yīng)箱2上部開口口徑的圓柱形靜態(tài)沉降箱4；所述反應(yīng)箱2的上部開口，且與所述穩(wěn)流沉降箱3相接連通，所述反應(yīng)箱2的側(cè)壁設(shè)有原料液進(jìn)口14、反應(yīng)液進(jìn)口8、沖洗口9、排凈口10、排渣口16以及所述反應(yīng)箱2的側(cè)壁上近其上部開口處還設(shè)有一取樣口13，沿所述反應(yīng)箱2的側(cè)壁內(nèi)還均勻布設(shè)有四個(gè)攪拌器5，所述攪拌器5的中心軸按一定的角度傾斜，所述沖洗口9設(shè)在所述攪拌器51的上面，所述排凈口10設(shè)在所述攪拌器52的在下面；所述穩(wěn)流沉降箱3為上下均開口的腔體，其下部開口與所述反應(yīng)箱2的上部開口相接以與所述反應(yīng)箱2連通，其上部開口與所述靜態(tài)沉降箱3相接連通，所述穩(wěn)流沉降箱3設(shè)有多個(gè)間距為300mm同軸排列的倒棱錐臺形擋圈6，所述最內(nèi)圈倒棱錐臺形擋圈6還設(shè)有一倒漏斗形泡罩7，所述泡罩7的底部罩緣與所述最內(nèi)圈倒棱錐臺形擋圈6之間的間距為300mm，所述倒漏斗形泡罩7的頂部還設(shè)有一循環(huán)管8，所述循環(huán)管8一端與倒漏斗形泡罩7連通，另一端伸出所述均相流床反應(yīng)器1的外壁；所述靜態(tài)沉降箱4下部開口，與所述穩(wěn)流沉降箱3的上部開口相接以與所述穩(wěn)流沉降箱3連通，所述靜態(tài)沉降箱4的上部還設(shè)有一清液槽11，所述清液槽11上設(shè)有一清液口12，所述靜態(tài)沉降箱4的上部還有一溢流槽17，所述溢流槽17上設(shè)有一溢流口15。
原料液從反應(yīng)箱2的原料液進(jìn)口14、反應(yīng)液從所述反應(yīng)液進(jìn)口8進(jìn)入所述反應(yīng)箱2內(nèi)，所述四個(gè)攪拌器5以300轉(zhuǎn)/分鐘的速度劇烈攪拌，迅速降低原料液和反應(yīng)液在原料液進(jìn)口14和反應(yīng)液進(jìn)口8附近的濃度，使原料液、反應(yīng)液迅速混合均勻形成混合液，反應(yīng)生成CaSO4顆粒；反應(yīng)進(jìn)行過程中，從反應(yīng)箱2側(cè)壁的取樣口13取樣檢測跟蹤反應(yīng)的進(jìn)行情況；在所述攪拌器5的持續(xù)攪動(dòng)下，并隨著加入的原料液和反應(yīng)液的逐漸增多，所述反應(yīng)箱2中的混合液穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入所述穩(wěn)流沉降箱3。
當(dāng)混合液進(jìn)入穩(wěn)流沉降箱3時(shí)，混合液中的CaSO4顆粒被擋圈6和泡罩7阻擋，減緩了顆粒上升的速度，絕大多數(shù)CaSO4顆粒被阻擋回滑到所述反應(yīng)箱2中，經(jīng)泡罩7阻擋的混合液沿?fù)跞?的表面均勻回布到所述反應(yīng)箱2的外圍，有利于混合液的分散，從而有利于反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，進(jìn)入泡罩7的混合液經(jīng)其設(shè)在頂部的循環(huán)口10，定量地將混合液排出，自原料液進(jìn)口8進(jìn)入所述反應(yīng)箱2中繼續(xù)反應(yīng)，以此來減緩反應(yīng)的速度，使CaSO4顆粒繼續(xù)長大，直止成為大顆粒的沉淀顆粒。
經(jīng)穩(wěn)流沉降箱3中的擋圈6和泡罩7阻擋后的混合液，其中所含的CaSO4顆粒數(shù)量已大大減少，混合液的運(yùn)動(dòng)速度得以減緩，并隨所述反應(yīng)器1中的物質(zhì)的增多，穩(wěn)流沉降箱3中的混合液繼續(xù)穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入靜態(tài)沉降箱4；由于靜態(tài)沉降箱4的下部開口的口徑大于所述反應(yīng)箱2上部開口的口徑，混合液的運(yùn)動(dòng)速度逐漸降低，同時(shí)，混合液液面在靜態(tài)沉降箱4中緩慢上升，混合液得以在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行沉降，其中所余的CaSO4顆粒因重力而經(jīng)穩(wěn)流沉降箱3沉降回到反應(yīng)箱2中，靜態(tài)沉降箱4中混合液的上層清液沿清液槽11上的清液口12排出均相流床反應(yīng)器1，在清液量大時(shí)，上層清液沿溢流槽17經(jīng)溢流口15排出均相流床反應(yīng)器1。反應(yīng)箱2內(nèi)大部分的CaSO4顆粒從反應(yīng)箱2的排渣口16排出，少量CaSO4顆粒可留在反應(yīng)箱2中作為后續(xù)反應(yīng)的晶種。
所述反應(yīng)箱2進(jìn)行清洗時(shí)，清水從反應(yīng)箱2側(cè)壁的沖洗口9打入，污水從所述反應(yīng)箱2側(cè)壁的排凈口10排出。
參見圖10、圖11和圖12，圖中所示是本發(fā)明的均相流床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例示意圖。包括一方形反應(yīng)箱2，一設(shè)置在所述反應(yīng)箱2之上的方形穩(wěn)流沉降箱3，以及一設(shè)置在所述穩(wěn)流沉降箱3之上的下部口徑大于所述反應(yīng)箱2上部開口口徑的方形靜態(tài)沉降箱4；所述反應(yīng)箱2的上部開口，且與所述穩(wěn)流沉降箱3相接連通，所述所述反應(yīng)箱2的側(cè)壁設(shè)有原料液進(jìn)口14、反應(yīng)液進(jìn)口8以及排渣口16，沿所述反應(yīng)箱2的側(cè)壁內(nèi)還均勻布設(shè)有四個(gè)攪拌器5，所述攪拌器5的中心軸按一定的角度傾斜；所述穩(wěn)流沉降箱3為上下均開口的腔體，其下部開口與所述反應(yīng)箱2的上部開口相接以與所述反應(yīng)箱2連通，其上部開口與所述靜態(tài)沉降箱4相接連通，所述穩(wěn)流沉降箱3設(shè)有多個(gè)間距為250mm同方向排列的方形擋圈6；所述靜態(tài)沉降箱4下部開口，與所述穩(wěn)流沉降箱3的上部開口相接以與所述穩(wěn)流沉降箱3連通，所述靜態(tài)沉降箱4的上部還設(shè)有一清液槽11，所述清液槽11上設(shè)有一清液口12。
原料液從反應(yīng)箱2的原料液進(jìn)口14、反應(yīng)液從所述反應(yīng)液進(jìn)口8進(jìn)入所述反應(yīng)箱2內(nèi)，所述四個(gè)攪拌器5以300轉(zhuǎn)/分鐘的速度劇烈攪拌，迅速降低原料液和反應(yīng)液在原料液進(jìn)口14和反應(yīng)液進(jìn)口8附近的濃度，使原料液、反應(yīng)液迅速混合均勻形成混合液，反應(yīng)生成CaSO4顆粒；在所述攪拌器5的持續(xù)攪動(dòng)下，并隨著加入的原料液和反應(yīng)液的逐漸增多，所述反應(yīng)箱2中的混合液穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入所述穩(wěn)流沉降箱3。
當(dāng)混合液進(jìn)入穩(wěn)流沉降箱3時(shí)，混合液中的CaSO4顆粒被擋圈6，減緩了顆粒上升的速度，絕大多數(shù)CaSO4顆粒被阻擋回滑到所述反應(yīng)箱2中，繼續(xù)反應(yīng)，使CaSO4顆粒繼續(xù)長大，直止成為大顆粒的沉淀顆粒。
經(jīng)穩(wěn)流沉降箱3中的擋圈6阻擋后的混合液，其中所含的CaSO4顆粒數(shù)量已大大減少，混合液的運(yùn)動(dòng)速度得以減緩，并隨所述反應(yīng)器1中的物質(zhì)的增多，穩(wěn)流沉降箱3中的混合液繼續(xù)穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入靜態(tài)沉降箱4；由于靜態(tài)沉降箱4中的混合液不再受到外力攪動(dòng)，混合液的運(yùn)動(dòng)速度逐漸降低，同時(shí)，由于靜態(tài)沉降箱4的下部開口的口徑大于所述反應(yīng)箱2上部開口的口徑，混合液液面在靜態(tài)沉降箱4中緩慢上升，混合液得以在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行沉降，其中所余的CaSO4顆粒因重力而經(jīng)穩(wěn)流沉降箱3沉降回到反應(yīng)箱2中，靜態(tài)沉降箱4中混合液的上層清液沿清液槽11自清液口12排出均相流床反應(yīng)器1。反應(yīng)箱2內(nèi)大部分的CaSO4顆粒從反應(yīng)箱2的排渣口16排出，少量CaSO4顆粒可留在反應(yīng)箱2中作為后續(xù)反應(yīng)的晶種。
從以上所述可見，本發(fā)明所述的均相流床反應(yīng)器可以有效地去除燒堿生產(chǎn)中積累的硫酸根且防止CaSO4生成細(xì)小的顆粒而結(jié)垢，同時(shí)在一定的溫度下使反應(yīng)達(dá)到平衡，SO42-離子得到最大的沉淀，經(jīng)實(shí)踐，利用此均相流床反應(yīng)器，所需的鈣離子的摩爾濃度比可減少到Ca2+∶SO42-＞1.5∶1。
以上所述的實(shí)施例是本發(fā)明的幾種實(shí)現(xiàn)方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例中的具體描述，凡按本發(fā)明構(gòu)思對以上所述實(shí)施例所作變換，比如但不限于所述反應(yīng)箱2也可以是棱柱形狀等，均在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種均相流床反應(yīng)器，包括一反應(yīng)箱，所述反應(yīng)箱的側(cè)壁設(shè)有原料液進(jìn)口、反應(yīng)液進(jìn)口以及排渣口，其特征在于，所述均相流床反應(yīng)器還包括一設(shè)置在所述反應(yīng)箱之上的穩(wěn)流沉降箱，以及一設(shè)置在所述穩(wěn)流沉降箱之上的靜態(tài)沉降箱；所述反應(yīng)箱的上部開口，且與所述穩(wěn)流沉降箱相接連通，沿所述反應(yīng)箱的側(cè)壁內(nèi)還均勻布設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的攪拌器；所述穩(wěn)流沉降箱為上下均開口的腔體，其下部開口與所述反應(yīng)箱的上部開口相接以與所述反應(yīng)箱連通，其上部開口與所述靜態(tài)沉降箱相接連通，所述穩(wěn)流沉降箱包括多層間隔排列的擋圈；所述靜態(tài)沉降箱下部開口，與所述穩(wěn)流沉降箱的上部開口相接以與所述穩(wěn)流沉降箱連通，所述靜態(tài)沉降箱的下部開口的口徑大于所述反應(yīng)箱上部開口的口徑，所述靜態(tài)沉降箱上設(shè)有一清液口。
2.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述擋圈為同軸間隔排列的擋圈。
3.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述擋圈為倒圓臺形。
4.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述擋圈為倒棱錐臺形。
5.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)液進(jìn)口設(shè)置在所述攪拌器的上方。
6.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)箱側(cè)壁上還設(shè)有沖洗口和排凈口。
7.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)箱的側(cè)壁上近上部開口處還設(shè)有一取樣口。
8.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述攪拌器斜向插入反應(yīng)箱側(cè)壁內(nèi)，所述攪拌器為轉(zhuǎn)速超過250轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌器。
9.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述穩(wěn)流沉降箱中在最內(nèi)圈的擋圈里還同軸設(shè)有一倒漏斗形泡罩，所述倒漏斗形泡罩的頂部設(shè)有一循環(huán)管，所述循環(huán)管一端與倒漏斗形泡罩連通，另一端與所述反應(yīng)箱上所述反應(yīng)液進(jìn)口相連。
10.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述擋圈之間的距離為150-300mm。
11.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述倒漏斗形泡罩的底部罩緣與所述最內(nèi)圈擋圈之間的距離為150-300mm。
12.如權(quán)利要求1所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述靜態(tài)沉降箱的上部還設(shè)有一清液槽，所述清液槽與所述靜態(tài)沉降箱上的清液口相通。
13.如權(quán)利要求12所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述靜態(tài)沉降箱的上部還設(shè)有一溢流槽，所述溢流槽上設(shè)有一溢流口。
14.如權(quán)利要求13所述的一種均相流床反應(yīng)器，其特征在于，所述溢流槽設(shè)在所述清液槽的上部。
全文摘要
一種均相流床反應(yīng)器，包括一反應(yīng)箱，其側(cè)壁設(shè)有原料液進(jìn)口、反應(yīng)液進(jìn)口和排渣口；還包括一在反應(yīng)箱之上的穩(wěn)流沉降箱和一在穩(wěn)流沉降箱之上的靜態(tài)沉降箱；反應(yīng)箱上部開口與穩(wěn)流沉降箱連通，沿其側(cè)壁內(nèi)還均勻布設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的攪拌器；穩(wěn)流沉降箱為上下均開口的腔體，下部開口與反應(yīng)箱連通，上部開口與靜態(tài)沉降箱連通，并包括多層間隔排列的擋圈；靜態(tài)沉降箱下部開口與穩(wěn)流沉降箱的上部開口連通，靜態(tài)沉降箱的下部開口的口徑大于反應(yīng)箱上部開口的口徑，靜態(tài)沉降箱上設(shè)有一清液口。該均相流床反應(yīng)器可防止細(xì)小硫酸鈣生成并結(jié)垢，所需的鈣離子摩爾濃度減少到Ca
文檔編號B01J8/24GK1843609SQ20051002496
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者李國新 申請人:凱膜過濾技術(shù)(上海)有限公司