[发明专利]一种搅拌装置和一种卧式双轴自清洁反应器

说明书

本发明涉及一种搅拌装置，包括两个转轴，转轴上沿轴向固定有多个相同的搅拌盘，所述搅拌盘由多个相同的沿径向布置的搅拌杆和连接两个相邻搅拌杆的固定杆组成，所述搅拌杆包括沿径向布置的支撑杆和垂直设置在支撑杆上的两个或多个搅拌桨叶，其中一个搅拌桨叶位于所述支撑杆末端，两个转轴上的搅拌盘交错布置。本发明还提供了一种基于上述搅拌装置的卧式双轴自清洁反应器，相比于传统卧式双轴反应器，本发明结构简单，具有更大的反应空间，物料在釜体内做剪切拉伸流，可适应不同粘度的流体；停留时间可控；与传统的卧式双轴反应器相比，可实现釜体内全反应区域的相互刮擦，自清洁效果强；反应能耗低，混合效率高。

技术领域

本发明涉及一种搅拌装置和一种卧式双轴自清洁反应器。

背景技术

对于高粘聚合反应过程而言，反应后期体系的粘度随着反应的进行而不断增大，有数十毫帕秒最终甚至可达到数十万毫帕秒，此时物料的流动变得极为困难，对于高沸点物料，尤其是同时具有高粘度、高凝固点、高热敏性特点的重质焦油或酚焦油、煤焦油、高分子等类似物料，通常会出现在高温下发泡或膨化，有的还甚至会出现流变固化的现象。对于常规的搅拌反应器，由于物料的粘度较大，温度很高，流动性差，容易在反应器釜体内结块，形成死区，造成碳化或者膨胀导致局部反应温度过高，聚合物分子量失控，使操作无法正常进行。所以常规的搅拌反应器已经不能适用于缩聚反应的终缩聚过程，需要设计一种能够适应宽粘度变化，具备自清洁功能的搅拌反应器，以达到提到缩聚反应混合效率的的目的。

利用卧式双轴自清洁反应器，不仅可以对产物进行高效混合，而且停留时间可控，双轴上的搅拌杆在转动过程中相互啮合，互相刮擦，使得粘附在轴上和壁上的高粘流体能快速被清理。中国专利(CN201210186362.5,2012；CN201110215103.6,2011)等对搅拌器进行了改进，能够很好的避免高粘物料粘附在反应器与釜体上，提高了混合效率，一定程度上避免了死区的出现，同时，反应空间也大大提高。但是，其缺陷在于，由于在搅拌杆上只设置有一层搅拌桨叶，混合效率随着釜体直径的增大而减小，如果应用于工业大装置上，由于搅拌桨叶体积过于庞大，装置正常运行时会导致消耗的功率剧增而使成本攀升。同样的，双螺杆挤出机常用于高粘聚合物加工。在其中，产物会被压向容器壁并在该处产生摩擦。此时，螺杆侧面沿螺杆的传送方向推动由于壁摩擦而受到阻碍的产物。但是其缺陷在于停留时间短，不适用于反应速度较慢的反应，同时输送率随着螺杆直径的增大而呈平方递增。倘若构建较大的料筒，为设定较高的填充度则要求螺纹距极小。因此导致轴体积庞大且沉重，这会严重限制双螺杆挤出机的实际工业应用。

为了解决这类问题，提出了带有沿径向分布的多层搅拌桨叶的卧式双轴自清洁反应器，由于在转轴支撑杆上设置有多层的搅拌桨叶，利用每层桨叶之间的互相清洁可以大大降低搅拌桨叶的质量与体积。与传统的卧式双轴反应器与双螺杆挤出机相比，能够做到釜体内部全反应区域刮扫，无死区，而且剪切分布更加均匀，混合效率更高，反应能耗低，尤其适用于工业大型装置。

发明内容

为克服以上现有技术的缺陷，提供了一种搅拌装置，基于该搅拌装置，本发明还提供一种能够增强物料轴向流动，且具有很强自清洁效果，减少热敏损失，提高传热效率和混合效率，降低能耗，减少废物排放，保证系统能够连续稳定安全运行的卧式双轴自清洁反应器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种搅拌装置，包括第一转轴和第二转轴，第一转轴上，沿轴向固定有多个相同的第一搅拌盘，所述第一搅拌盘由多个相同的沿径向布置的第一搅拌杆和连接两个相邻第一搅拌杆的第一固定杆组成，所述第一搅拌杆包括沿径向布置的第一支撑杆和垂直设置在支撑杆上的两个或多个第一搅拌桨叶，其中一个第一搅拌桨叶位于所述第一支撑杆末端；

在第二转轴上，沿轴向固定有多个相同的第二搅拌盘，所述第二搅拌盘由多个相同的沿径向布置的第二搅拌杆和连接两个相邻第二搅拌杆的第二固定杆组成，所述第二搅拌杆包括沿径向布置的第二支撑杆和垂直设置在二支撑杆上的两个或多个第二搅拌桨叶，其中一个第二搅拌桨叶位于所述第二支撑杆末端；