[实用新型]一种撞击流-旋转盘耦合反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种撞击流-旋转盘耦合反应装置，属于无机化工技术领域。

背景技术

随着高分子材料工业的迅速发展，塑料、合成橡胶、合成纤维等高分子材料越来越广泛应用于建材、家电、电子设备、化工、交通等领域。但高分子材料的易燃性问题日益引起人们的重视。据统计，火灾中的死亡事故有30%以上是材料产生的浓烟和有毒气体造成的。因而，对于易燃制品，除了研究所添加阻燃剂的阻燃效果外，低毒、低烟也是阻燃剂必不可少的指标，这也是近几年来阻燃剂研究领域内最活跃的课题之一。氢氧化镁作为一种无机阻燃剂，除具有高效的阻燃性能外，还具有抑烟、中和燃烧过程中生成的酸性气体等特点，而且材料无毒、无腐蚀性，是一种环境友好型绿色无机阻燃剂，目前已成为国内外开发与研究的热点。在西方发达国家，氢氧化镁阻燃剂已占整个阻燃剂市场的30%以上，并以明显的趋势增长。我国虽然镁资源丰富，但生产规模小、品种少、产品质量差、技术水平低，产量和质量远远不能满足市场的需求，整体行业水平亟待提高。

氢氧化镁作为阻燃剂，其在高分子材料中的添加量对材料的机械性能会有一定的影响。研究表明：使氢氧化镁超细化是解决这一问题的最好方法之一。目前，工业化生产氢氧化镁主要有两种方式：一种方式是通过天然矿物水镁石经磨细到所需粒度制得；另一种方法是利用化学合成法，即通过利用含有氯化镁的卤水、卤矿等原料与苛性碱类在水介质中反应，生成的氢氧化镁经过滤、洗涤干燥得到。前一种方法由于天然矿物的组成成分不能控制，产品含杂质量大，使用性能差；调查研究表明，国内外工业生产氢氧化镁大多采用化学合成法。但是采用化学合成法制备超细氢氧化镁存在以下问题：(1) 合成的氢氧化镁的粒径分布不均匀；(2) 氢氧化镁颗粒间有很强的凝聚性，易团聚以10-100 μm的二次粒子分散；(3) 氢氧化镁滤浆的过滤性能差，不易分离。

因此，采用化学合成法制备超细氢氧化镁的关键是为快速反应的氢氧化镁沉淀反应提供一个均匀稳定的反应环境。国内外围绕此问题已进行了许多研究，但所用的装置设备庞大、生产能耗大、费用高、混合效率低，难以为沉淀反应提供一个理想的反应环境。因此，采用化学合成法制备高质量的超细氢氧化镁，就必须寻求一种新的具有强化混合、低成本的反应器。

发明内容

本实用新型旨在提供一种结构简便、强化反应物的混合效率、使产品分散性好、粒径分布均匀，而且运行稳定、能耗低、易维护的氢氧化镁合成装置及工艺，以改善超细氢氧化镁阻燃剂在高分子材料中的填充和分散性能，在提高阻燃性能的同时尽量不影响材料的机械、物理性能。

本实用新型采用如下的技术方案实现：

一种撞击流-旋转盘耦合反应装置，其特征在于：包括撞击流-旋转盘耦合反应器，撞击流-旋转盘耦合反应器包括壳体，壳体内部中央设有圆盘，圆盘随其下方连接的转轴旋转，壳体顶部安装A进液管和B进液管，A进液管和B进液管的下端连接液体再分布器，A进液管和B进液管管道下方分别设有喷嘴，且两喷嘴相向对称设置，液体再分布器安装于圆盘的中心位置上方，反应器底部的转轴通过电机、变频器控制；反应器两侧分别设有A储液槽和B储液槽，A储液槽和B储液槽分别通过泵、流量计连接反应器的A进液管和B进液管。

进一步地，所述A进液管和B进液管的下端内侧的喷嘴为圆形孔，其直径为1～3mm。

更进一步地，所述的液体再分布器上部设置为圆筒形，下部设置锥形出液口，其焊接在A进液管和B进液管上；所述液体再分布器的出料端与圆盘相距2mm~20mm。

更进一步地，所述反应器壳体底部为双锥形出液口，壳体安装于水平台上，出液口与电机置于水平台下方。设计双锥形出液口避免了所合成的氢氧化镁沉淀物在设备死角的沉积，减少了产物氢氧化镁的损失。

更进一步地，所述A储液槽和B储液槽设置为密闭槽，避免原料液与空气接触发生化学反应，在储液槽和进液管外壁均设有加热保温装置。所述的加热保温装置是加热带。

本实用新型还提供了所述的撞击流-旋转盘耦合反应装置在合成超细氢氧化镁阻燃剂中的应用，其特征在于：包括以下步骤：

（1）开启搅拌装置，在A储液槽中配制氯化镁溶液，在B储液槽中配制氢氧化钠溶液；

（2）开启加热保温装置将其加热，其温度控制在50～80℃；

（3）同时开启耐腐蚀泵以体积流量为30~80L/h的速度进入A进液管和B进液管，并在进液管的喷嘴处以5～12m/s的初速相向撞击，形成扇形液面；