[发明专利]一种可调分段板式换热的搅拌釜反应器

说明书

本发明涉及一种可调分段板式换热的搅拌釜反应器，包括搅拌釜釜体，搅拌动力系统和板式换热系统，所述的搅拌动力系统包括电动机、密封轴承和搅拌桨叶，搅拌桨叶安装于搅拌釜釜体内，釜外的电动机通过密封轴承驱动桨叶旋转运动；所述的板式换热系统包括排列不同的换热板片组和进出管路，换热板片组安装于搅拌桨叶与搅拌釜釜体内壁之间的环形区域。与现有技术相比，本发明能以较小的换热面积满足强放(吸)热反应的换热要求，精确控制釜内流体的反应温度。

技术领域

本发明涉及换热技术领域，具体涉及一种可调分段板式换热的搅拌釜反应器，是一种针对反应温度敏感，需换热能力强的搅拌釜反应器，主要用于石油化工、食品生物等工业领域中。

背景技术

搅拌釜反应器是工业生产中极其重要的设备，广泛运用于聚合反应、合成反应等各种化工反应，对于不同粘度的流体都有极好的适用性。对于工业过程而言，搅拌釜反应器存在着液液均相流动、气液两相流动和气液固三相流动等复杂流动混合过程，其混合性能是影响生产能耗和产品质量最主要的因素之一。

专利申请CN102358760A公开了一种搅拌釜反应器，通过对搅拌釜反应器中的搅拌涡轮改进，设计使用了一种四层组合式搅拌涡轮，所述的搅拌涡轮包括从搅拌轴的中部至底部依次设有第一层涡轮、第二层涡轮、第三层涡轮和第四层涡轮，第一层涡轮为上流式轴向流涡轮，第二层涡轮为圆盘式涡轮，第三层涡轮为上流式轴向流涡轮，第四层涡轮为径向流涡轮，形成了靠近液面的径向循环、搅拌釜中部区域的径向循环和搅拌釜底部区域的径向循环，使得搅拌釜内循环量大，混合时间较短；该专利技术通过改进搅拌涡轮来改善搅拌釜内的混合效果，利用多个不同形式桨叶起到不同混合效果，但是多层涡轮结构复杂，成本高，而且由于其固有结构缺陷，必然存在换热死角，换热效果较差，控制精度低。

目前，越来越多的反应需要精确的反应温度控制，达到最佳的操作条件，提高产品收率，减小反应副产物，降低生产能耗和环境污染。对于强放热或吸热的反应，搅拌釜反应器的换热能力也成为一个重要的影响因素。目前，CN110124604A在搅拌釜反应器内增加环形螺纹盘管来增强换热能力，但影响釜内混合效果。CN210646356U采用在搅拌釜体外侧安装电加热层来起到给釜内流体升温的作用，满足反应温度需要，但釜内流体温度分布不均。

专利申请CN201910067423.8公开了一种便于安装的反应釜内置板式换热器，包括搅拌装置和釜体，所述搅拌装置底部外部的外壁设置有釜盖，所述釜体位于釜盖底部外部外壁的左右两端，所述釜体底部外部的外壁连接有搅拌釜槽体。该便于安装的反应釜内置板式换热器通过换热器板片单元与换热器板片单元的设置，换热器板片单元之间条状缝焊形成扁平流道，扁平流道相对与常规盘管的圆形截面，具有相同体积下表面积更大，平板经冲压制成流道呈波浪形，增加了元件的刚度，具有自支承能力，又使得通过的流体呈波动、湍流，传热系数大、传热效果好，组成的框架式换热器，可便捷的安装、浸泡在釜体内，使得使用起来更加的便捷，板式换热器在搅拌槽内还起到搅拌折流板的功能。但是，该换热装置破坏釜内搅拌流场规律，加剧釜内流体流动不均匀性，同时不利于釜内流体混合的均匀性，容易产生更多的流动死区。

随着节能减排的深入开展，要求严格精确控制反应过程，对于搅拌釜反应器也提出了能耗低、混合好、换热强等高要求，来满足工业生产要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低能耗，搅拌均匀和控温精确的可调分段板式换热的搅拌釜反应器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可调分段板式换热的搅拌釜反应器，主要是由搅拌釜釜体，搅拌动力系统和板式换热系统组成。搅拌动力系统包括电动机、密封轴承和搅拌桨叶。板式换热系统包括排列不同的换热板片组和进出管路。与现有技术相比，本发明能通过改变板片的排布方式增强釜内流体流动混合，减小搅拌动力输出，进一步根据不同搅拌形式改善搅拌釜内流场均匀性，也可以根据工业生产要求起到分段换热的作用。本搅拌釜反应器具有降低能耗，搅拌均匀和控温精确的特点。