[发明专利]一种大型反应釜及储罐用组合式固液搅拌装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种搅拌装置，特别涉及一种适用于高粘度流体搅拌混合的组合式固液搅拌装置，可用于大型反应釜、储罐或其他固液混合设备，以实现高粘度下固液两相物料的均匀混合与反应，尤其适用于石油和化工行业中固液两相的反应装置或存储装置。

背景技术

固液物料或高粘物料的混合与反应问题在石油化工、生物、医药化工中是经常遇到的，固相在液相中的均匀混合与分散问题，尤其在大型反应釜或储罐内的充分混合与反应问题是保证生产质量的前提。由于过程的复杂性，以及装置几何结构、物料性质等的不确定性，例如高粘度固液混合物，使得固液两相的均匀混合变得困难。固液两相反应的理想状况是实现固体颗粒的悬浮状态，这需要较高的搅拌转速来实现，以避免固体颗粒的快速沉降。但是，对于大型容器设备，较高的搅拌转速将导致传动功率的大幅提高以及搅拌轴6直径的放大，对于工程应用及设备制造极不经济。随着搅拌装置生产技术的不断发展，装置的日益大型化，需要设计高效的新型搅拌器，达到提高固液两相混合效率的目的。对于不相容的固液两相，固体颗粒的下降导致的分布不均，严重影响了固液两相的反应速率和效率，甚至导致固相在罐底的沉积，使得搅拌装置失去作用。解决这一问题的关键就是在搅拌罐内能够产生较强的轴向流动，在罐内形成上下循环流，达到促进固液两相充分接触和反应的目的。

对于固液两相反应中所涉及到的固体悬浮问题，即解决反应或是混合过程中固体颗粒的下沉问题。《大型磷酸储罐的防沉淀设施》(《磷酸设计》1999年第一期)一文中提到了几种防沉淀的措施，涉及到安装搅拌器的方法，但未见在大型槽罐中采用。庞大的传动装置、搅拌器及其支撑构件给检修、安装带来不便，造价较高。《大型贮罐搅拌装置的设计》(《化学工程师》2003年第三期)一文中，通过合理配置后在大型储罐中安装了三个船桨式搅拌器，已实现全罐内的均匀搅拌。显然，此法的搅拌效果可以保证，但是此法对于搅拌器的安装和驱动带来一定困难；而且当物料粘度增高时，船桨式搅拌器更难以满足搅拌要求。

为解决高粘度物料的均匀混合问题，公开号为CN 2592265Y的中国专利文献公开了名称为“搅拌器”的实用新型专利，该专利中提供了如图8所示的新型搅拌器。该搅拌器包括框顶梁(L)、U型框架和围绕框架的外直立边(A)、以等螺距螺旋线方向向右或向左螺旋上升的螺旋带(B、C)。该搅拌器避免了搅拌过程物料的“爬杆”现象，从而很好的搅拌和分散物料。对于小型反应釜，此种搅拌器可以很好的实现搅拌效果，但是，对于大型反应釜或储罐内的固液两相体系的搅拌情况，由于此种搅拌器的螺带部分和框架基本位于罐壁附近，只有罐壁附近区域的物料得到搅拌，以致罐体中央处的物料难以实现固液两相的均匀搅拌，固体颗粒沉淀速度加快，造成固体颗粒在罐底区域的大量堆积。如果罐体的出口位于罐体底部时，还会造成物料的出口阻塞问题。当罐底物料大量堆积时，固液两相物料无法得到充分接触与反应；特别地，当物料粘度较高时，现有搅拌设备在大型反应釜或储罐内难以实现理想的搅拌效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：对于大型反应釜或储罐内的搅拌过程，在高粘度或高固含量情况下，由于罐内无明显轴向流动，高粘度流体或固液两相混合物无法实现均匀混合和充分反应。为克服上述技术的不足，本发明提供了一种大型反应釜及储罐用上下组合式高效固液搅拌装置。

本发明采用的技术方案是：包括电机和减速器、顶部支架、联轴器、搅拌轴的下端位于筒体中心底部，在搅拌轴上安装搅拌器，搅拌轴的上端通过联轴器连接筒体外部的电机和减速器，筒体底端固定底封头，所述搅拌装置为上下组合式，搅拌轴为空心搅拌轴，在搅拌轴下端安装锚式搅拌器，锚式搅拌器上安装刮耙，在锚式搅拌器上部的搅拌轴上安装螺带式搅拌器。

本发明的有益效果是：

1)可在低转速下作业，用于较高粘度、较高固体物料含量的固液物料的混合或反应过程，在满足搅拌目的的情况下，动力消耗小，作业故障少，作业质量高。其生产成本低，加工、安装方便。

2)结合锚式搅拌器和螺带式搅拌器的优点，形成上下循环流动。螺带式搅拌器可以产生轴向流，提高了出口上方流体的轴向速度，起到了提升物料的作用，避免了固体物料的迅速沉降，使得固液两相的混合更加均匀。锚式搅拌器可以产生径向流，可以疏松底部固体沉积物，降低了反应釜或储罐底部出口上方的固相浓度，便于物料的排放，克服了由于出口上方固相浓度较高而导致的出口堵塞问题，使得大型反应釜及储罐内部固液两相的混合更加均匀，延长了固相物料的悬浮时间，提高了搅拌效率。