[实用新型]一种水热反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水热反应装置技术领域，尤其涉及一种可实现固液分离的水热反应装置。

背景技术

水热制备技术利用特殊设计的装置，人为制造一个高温高压环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解和重结晶。水热合成法的优点如下：1)水热法可以制备其他方法难以制备的物质某些物相。水热反应是在一个密闭容器中进行的，因此能够实现对反应气氛的控制，形成特定的氧化或还原条件，制备其他技术难以制得的物质某些物相；2)在水热体系中发生的化学反应具有更快的反应速率。在水热条件下，当体系存在温度梯度时，溶液具有较低的黏度和较大的密度变化，使得溶液的对流更为迅速，溶解溶质更为有效，从而使化学反应具有更快的反应速率；3)水热法可以加速氧化物晶体的低温脱溶和有序-无序转变； 4)水热法合成的氧化物粉体具有合成温度低、纯度高、结晶形态好的特点；5) 水热法使用相对较低的反应温度，可以制备其他方法难以制备的物质低温同质异构体。

水热反应一般是在密闭耐压容器中进行，由于反应温度超过体系溶剂沸点温度而使反应体系处于高温高压状态，以此来实现在普通条件下难以进行的反应。由于水热反应在进行中设备带有高压，所以在反应结束后一般待设备冷却到反应体系溶剂沸点以下再打开设备对产品进行处理。现有技术公开一种能在常温下进行固液分离的反应釜固液分离装置，包括反应釜，在反应釜的中部一侧设置有加药口，底部设置废液口，在加药口下方的反应釜内倾斜设置有一层过滤网，在与反应釜连接的过滤网的一端设置废渣推杆，废渣推杆连接有电机，电机置于反应釜外，在倾斜设置的过滤网的位置较低的一端的反应釜上设置有废渣排出口；在与加药口相对的反应釜另外一侧设置有液体抽出口，在液体抽出口处设置有集液槽，集液槽由截面呈L形状的支耳与反应釜固定连接而成；在加药口与过滤网间的反应釜内设置活动挡板，活动挡板的一端通过在反应釜壁上设置的孔伸出反应釜外，另外一端与反应釜的内壁连接，在反应釜的内壁上对应设置有容纳活动挡板端部的凹槽。通过在加药口下方的反应釜内倾斜设置有一层过滤网来实现固液分离，使得装置结构复杂，增加了装置本身的成本和组装装置的人工成本，不易于工业化生产，此外，对于不同粒径的固体颗粒的分离还需要更换不同孔径的滤网，使得操作复杂。

但有些体系在反应结束回到相对低温、低压的状态时，反应体系会发生变化或逆向反应，造成收率减少甚至完全回到反应初始状态。为了避免以上问题的发生，对于产物是固体的反应体系，需要在反应的高温高压条件下直接完成固液分离，断绝逆反应发生的途径，所以亟需一种可在高温高压条件下实现固液分离的水热反应装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种可在高温高压条件下实现固液分离的水热反应装置，来解决一些体系在反应结束回到相对低温、低压的状态时，反应体系会发生变化或逆向反应，造成收率减少甚至完全回到反应初始状态的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种水热反应装置，包括外壳，所述外壳上连接有驱动机构，还包括用于给所述外壳加热的加热装置，所述外壳上设置有沿竖直方向的旋转轴，所述外壳绕所述旋转轴旋转，所述外壳的内部固定连接有内胆，所述内胆的内部有内腔，所述内胆沿所述旋转轴方向的中间部位向外凸起。

作为一种水热反应装置的优选方案，所述外壳为金属外壳。

作为一种水热反应装置的优选方案，所述外壳分为上壳与下壳。

作为一种水热反应装置的优选方案，所述加热装置为电磁加热器。

作为一种水热反应装置的优选方案，还包括红外测温计，用来测量和控制内胆内部的反应温度。

作为一种水热反应装置的优选方案，红外温度计与加热装置构成反馈控制回路。

作为一种水热反应装置的优选方案，所述内胆的底部开设有下开口，所述下开口内放置有与其相适配的下压塞，所述内胆的顶部开设有上开口，所述上开口内放置有与其相适配的上压塞。

作为一种水热反应装置的优选方案，所述内胆的内壁上各点到旋转轴的距离从下至上先逐渐增大，然后逐渐减小。

作为一种水热反应装置的优选方案，通过所述旋转轴的平面与所述内胆的内壁形成的交线上任意一点的切线与水平线的夹角为β，在所述内胆与所述下压塞的接触处满足ω²r/tanβ>g，式中，ω为所述内胆旋转的角速度，r为所述内胆与所述下压塞的接触处距旋转轴的距离，g为重力加速度。

作为一种水热反应装置的优选方案，所述交线为光滑外凸曲线。

作为一种水热反应装置的优选方案，所述交线由直线连接形成，或由直线和曲线连接形成。