[发明专利]一种永磁体旋转搅拌装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种搅拌装置，具体地说是一种磁性离子液体作为介质的永磁体旋转搅拌装置。

技术背景

磁稳定床是针对磁性催化剂的应用而研究的气液反应器，即在反应器外部加上几组固定线圈，当电流通过线圈时产生磁场，磁性催化剂颗粒在磁场的作用下呈规律排列，对反应器中的气泡有破碎切割作用，磁性颗粒催化剂不会随反应介质高速流动而被带出反应器而流失，同时可以利用磁场对磁性催化剂进行回收。磁稳定床在工业上已经取得令人满意的效果，对处理量为70kt的己内酰胺加氢精制过程显示出它的优越性。与工业上常用的连续搅拌釜相比，体积由10m³下降为1.8m³，而且生产质量大幅度提高。但是因为磁场在反应器内部的分布不均匀，磁场随反应器外壁到中心的距离的平方成反比衰减，造成气体分布不均匀，中心磁场低，磁颗粒的浓度低于反应器内壁附近的浓度，故气泡会向中心汇集，同时产生凝并，使气体的利用率降低。为此，又开发了新型的磁反应器，在反应器外加上线圈，当通电时会产生一个旋转磁场，使反应器内部的磁颗粒成自转状态，很大程度上改变气泡分布和液体流动状态。但此研究仍处于小型阶段，尚未放大和工业应用。

离子液体(ionic liquids)是在室温及相邻温度下呈液态的物质，由不对称的有机阳离子和有机或无机阴离子组成。常见的离子液体有疏水性离子液体[bmim]PF₆，亲水性离子液体[bmim]BF₄，[bmim]Cl等。离子液体具有污染少，毒害小，溶解能力强，挥发性低，热稳定性强，结构可调，回收容易等优点，是新型的绿色溶剂，在许多气体吸收、萃取等方面有广泛的应用。

磁性离子液体是一种特殊的物质，近年来，日本Hayashi等发现将亲水性离子液体[bmim]Cl与FeCl₃·6H₂O或FeCl₃在N₂环境下混合即可得疏水的[bmim]FeCl₄，这种离子液体能够强烈的感应磁场，具有顺磁性(Chem.Lett.，Vol.33，1590～1591，2004)。

在名称为“带有旋转、稳定磁力搅拌的萃取装置及其操作方法”的中国专利申请(申请号：200610089480.9)中，披露了一种具有磁性功能的疏水性离子液体作为萃取剂的磁性搅拌分散体系的萃取装置，该装置包括一底部中间部位为向内凹的反应罐，在凹槽里有一与旋转马达的轴相连接的立式圆形钕铁硼永磁铁；在反应罐的下部一侧的壁上开有磁性离子液体出口，另一侧的壁上开有磁性离子液体进口和料液进口，在反应器上部的外侧壁上安装有磁稳定床线圈；在反应器里，一环形分布器的进液口与该料液进口相对接；磁稳定床线圈控制处于分散相的磁性离子液体液珠的相互碰撞、凝并；然而，该装置的反应罐中的磁场随着与永磁铁距离的增加，成平方衰减，造成了反应罐中的磁场分布不均，磁力降低，从而造成旋转动力降低。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有永磁体旋转搅拌装置中磁性离子液体因为与永磁体距离增大造成磁力降低，而使旋转动力降低的缺陷，从而提供一种永磁体旋转搅拌装置。

本发明提供的一种永磁体旋转搅拌装置，包括内部装有磁性离子液体10的密闭容器4，且所述容器4底部中心设有向容器4内突起的中心磁体凹槽19，一位于所述中心磁体凹槽19内的第一永磁体5，以及带动第一永磁体5在中心磁体凹槽19内转动的旋转马达6，其特征在于，所述容器4底部还设有至少一个向容器4内突起的圆环形磁体凹槽，和至少一个位于所述圆环形磁体凹槽内、可以在旋转马达6带动下沿所述圆环形磁体凹槽转动的第二永磁体22，并且所述第二永磁体22的磁极方向与第一永磁体5相同。

进一步地，上述装置中，所述容器4内的底部还设有至少一个环形气体分布器，所述环形气体分布器为圆环形中空管，其进气口通过气路与容器4的气体入口连通，并且所述环形气体分布器壁上设有至少一个孔洞作为气体分布孔15。

进一步地，所述环形气体分布器的圆心位于所述容器4的底部中心位置。

进一步地，所述圆环形磁体凹槽以中心磁体凹槽19为中心。

进一步地，所述永磁体为钕铁硼永磁体，磁场强度为1000-3000奥斯特。

进一步地，所述旋转马达6的转速小于300转/分钟。

进一步地，所述磁性离子液体10为[bmim]FeCl₄。