[发明专利]气固相反应器

说明书

技术领域

本发明涉及反应容器，特别是一种适合加快气固相物料反应的气固相反应器。

背景技术

目前市面上很难找到实验室用气固相反应器。在一些文献中，当需要进行气固相反应时，会在未对固相反应物搅拌的前提下直接将气体吹向固相反应物，这样反应效率很低，且反应很不均匀。比如利用臭氧作为氧化剂，氢氧化镍作为还原剂制备羟基氧化镍的文献。工业中应用的气固相反应器主要是流化床，其所需气体量大，流速高，且多使用一些较为廉价的气体，例如硫铁矿的焙烧使用的就是空气。流化床设备庞大，主要用于工业生产。实验室中应用较少，这主要是实验室中所提供固相反应物的量比较少，采用流化床处理方式，会使多数固相反应物会被吹走，最后所得样品会很少，甚至无法对样品进行测试。

发明内容

本发明的目的是设计一种气固相反应器，主要在实验室中使用，使气体与固体可以充分地反应。

气固相反应器，有磁力驱动和电机驱动两种结构，由反应容器和安装在其中的搅拌机构、支撑件、动力传递部件构成，反应容器制成圆筒形，在其底部中心位置处固定带有支撑柱的支撑台，在支撑台上，通过下旋转轴及支撑台上的连接轴孔，转动安装叶轮，叶轮的上旋转轴转动套接在定位柱下端开具的定位圆腔内，叶轮的中心轴两侧对称固定有两片搅拌叶片，上、下面圆心处安装上旋转轴和下旋转轴；反应容器的下端螺纹连接方式安装有底腔，底腔和容器内腔间有内进气管连通，外进气管接通底腔；动力机与叶轮的旋转轴转动连接。

反应容器由上下两体，二者的连接部制有螺纹，密封连接构成，下体底部的中心处开孔安装有与底腔连通的内进气管；在内进气管的四周用二至四根支撑柱固定支撑台；上体的上口封闭成顶盖，其上开孔安装排气管，在顶盖下方中心位置制作一个与顶盖一体的定位柱，在定位柱的下端开有上旋转轴的定位圆腔。

叶轮的中心轴内腔中制作有长方容纳腔，容纳腔中装有带搅拌子的磁力旋转体，叶轮的下旋转轴与装有搅拌子的磁力旋转体下底中心处固接，搅拌子容纳腔做在磁力旋转体的上部；在底腔下方安装一个磁力搅拌器，即构成由磁力驱动的适应实验室使用的气固相反应器。

叶轮两侧的搅拌叶片由三部分构成，其中与叶轮中心轴连接部制成弯曲面；外部是边沿制成弧线的梯形面；两部连接处成顶角在下端的三角形转折面，梯形面形成上边沿向后倾斜的斜面。

弯曲面表面与气固相反应器底部平面垂直，且弯曲面与水平面垂直时，其在水平面上的投影线为一曲线。

弯曲面底边与梯形面的底边形成的平面α与弯曲面垂直，且平面α与梯形面表面之间的夹角θ在0°和90°之间。 

当转折面向弯曲面的方向倾斜时，转折面表面与平面α之间的夹角γ大于0°，小于等于90°。

安装时使平面α与反应器下体的底面所在平面平行，或有0°和90°之间的一个夹角。 

在搅拌叶片中，与弯曲面连接部的转折面和梯形面分别可制成由弧线边角形面与弧形面，弧线边角形面与弧形面连成一体构成搅拌叶片。

叶轮可以做成下端是一个有容纳磁力旋转体的条形叶轮，条形叶轮的宽方向的两侧面固定搅拌叶片，条形叶轮的上表面中心位置处垂直上表面固接上旋转轴。

反应器上体与反应器下体之间连接方式是可制成磨砂面嵌套连接，再用紧固件固定为上、下体结合部不能相对移动的结构。

为了使气固相反应器适应工业生产的需要，搅拌叶轮的动力可采用电机驱动，并把搅拌叶轮的中心轴做成实心，其下面的支撑台结构基本不变的前提下，实心轴叶轮中心轴不设置安装搅拌子的空腔。定位柱内的定位圆腔制成底端直通顶端形式，叶轮的上旋转轴从底部伸入到定位圆腔上部，与反应容器顶盖之外的电机通过联轴器在定位圆腔中连接，其中，此种结构的反应容器的下底不制作底腔，内进气管与外进气管接通再接通至反应容器内腔中，反应容器的下底制作有开合门，构成电机驱动的气固相反应器。

为了减少密封问题，在其它结构不变的前提下，把电机安装在定位柱的定位圆腔内，电机电源线引出定位腔后与电源连接。电源线穿过定位圆腔上端并使圆腔上端密封。

当气固相反应器用电机做动力机构，下底做成可拆卸结构，支撑梁上方有支撑柱、支撑台，支撑台正下方有内进气管，内进气管与外进气管连接之后位于支撑梁下方。支撑梁的下方有支承板，支撑板两端各有一固定孔。支撑梁下方安装有4个悬挂架，悬挂架的水平杆通过扇形门的悬挂板上的悬挂孔将扇形门悬挂起来。扇形门有两扇且关于支撑梁对称。将两扇扇形门向上抬起与支撑梁合起来之后，支撑梁上的两个圆弧与两扇扇形门的圆弧合在一起可构成一个圆。