CN101426571A - 用于在液体中溶解固体的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于用液体溶解固体的一种装置和一种方法，尤其是将具有不同形状和大小的主要是非常粗大的固体与液体接触并且溶解，以便通过化学反应或分散进行溶解。装置包括一个封闭的部分地充有液体的容器(1)，固体在被容纳到容器(1)内的一个相对于容器(1)可以运动的篮子(2)中之前被引入该容器中，并且在篮子(2)中与液体接触。为了进行溶解而能够将固体更简单更快而且更加均匀地供给到容器(1)中的篮子中，篮子(2)可以摆动地悬挂在容器(1)内，从而它可以在载有散装固体时以交替的旋转方向上相对于容器(1)往返地运动。

Description

用于在液体中溶解固体的装置和方法
本发明涉及按照权利要求1及16的前序部分所述的和尤其是用于使具有不同形状和尺寸的、主要是非常粗糙的固体与液体接触并且溶解，以便通过化学反应或分散进行溶解的一种装置和一种方法。
由EP0790859B1已知一种用于使固体的反应物与液体接触的装置，它具有一个可以填充液体的容器和一个安装在容器中的全方位封闭的滤筛滚筒，滤筛滚筒可以在一个空心轴上在360°上转动和沉入一个可下降的槽池中。已知装置的滤筛滚筒可以只通过它的空心轴供给固体的反应物。其缺点是，最大的固体投入量和单件的大小受轴直径限制。在主要配置输送机构的空心轴中的狭窄部一方面要求液态反应物必须供给到滚筒下面的槽中，以便达到固体上，然后才必须通过滚筒壁流动。这仅仅部分地实现并且由于在滤筛滚筒下面的反应区中的液体的反应物的不足而大大地影响了装置的生产率。另一方面，为了检查滚筒需要费力地拆卸滚筒的较大的壁区。在另一方面，较大的轴直径大大地减小了装置的反应空间，使得可以用于反应的体积明显小于滚筒体积的50％。此外全部的松散物仅仅落到两个点上，即在端板的区域中，进入滚筒，从而可供使用的反应空间自然地是填充不均匀的，由此也造成容量的减少。此外该装置的滚筒直径必须部分地仅仅因此被扩大，以便在反应空间在形成的气体和蒸气毫无问题地通过上部的没有被液体加载的筛滤面流出。
由EP0946276已知一种装置，其中借助于一个在一个涡旋槽中运动的旋转栅，可以使较大的固体块与液体接触。该装置的缺点是由于需要极其大的要循环的液体量用于涡旋层而使得其能量消耗非常高。首先在反应器的改装方面该结构的经济性由专利EP0111115给出。
本发明的任务是克服所述的缺点，能够将固体更加简单地快速地并且均匀地供到位于容器中的篮子中和同时在过程控制中的相同的安全性情况下减小持续的运行成本和用于固液反应器的特定的制造费用。
按照本发明所提出的任务通过在权利要求1或16的特征部分中的特征解决。
由此，一种优选椭圆形的或圆柱形的，上方敞开的篮子用于容纳固体，该篮子可以摆动地悬挂在被包围的全方位被封闭的和装有直到大约50％的液体的容器中，优选围绕它的大致水平的实心轴摆动运动。
大多数情况下达数公斤重的固体作为松散物被装入篮子中。篮子的壁对于液体和气体在两个方向上可以完全通过，但是对于其尺寸超过壁中的孔口的所选择的尺寸的固体则不能够通过。
轴的两个实心末端或用于摆动地悬挂篮子的轴通过密封件穿过容器壁向外引导。在轴末端上安装可以在杆上移动的平衡重和在一侧上附加地安装一个篮子驱动马达。
通过一个或多个材料闸门引入松散物形式的固体，闸门固定设置在封闭的容器的最高的部位上。在摆动篮子(向上开口)的零位置或静止位置上或附近，固体可以直接地从闸门均匀分布地落入篮子。取消了空心轴中的高成本的输送机构，包括相对于旋转部件的附加的密封件。
反应液体的供给，以及可能的在放热反应中的冷凝液回流，同样从上方直接地进入篮子的反应区。
通过篮子的摆动运动，可能时还通过叶片板条的支持，固体进行了持续的位置变换，实现它们与液体的最佳的接触以及它们在反应/处理区域中的混合。
本发明的一个实施例规定，上方的篮子开口大约为它的整个表面的20％和篮子的整个旋转角为从末端位置直到另外的大约60°。(+30°至-30°相对于垂直面)。
该大的开口保证了不受限制的气体和蒸气量可以随时地和不受阻碍地从反应区域中流出。
本发明的另一个实施例规定，在准备好供给的闸门情况下摆动篮子可以短时间地停止在零位置或静止位置上和然后材料可以不受阻碍地装入篮子中。
本发明的另一个实施例规定，为了提高通流量以及为了快速和最佳地在篮子的长度上分布松散物，使用两个或多个闸门。
本发明的另一个实施例规定，在篮子中的松散物供给部位的区域中各设置一个双楔形的分配器，从而由此从一开始就可以在篮子中达到一种非常均匀的材料铺设。此外通过这种分配器大大地减小了篮子壁承受松散物下落力的负荷，因为物料先前被水平地偏转。由此省去了篮子内部中的一个单独的环绕的冲击保护装置和节省了成本。
从闸门出口直接进入篮子的路径也允许供给笨重的松散物，例如各种类型和不同尺寸的压缩的下脚料块或粗切削废料块等等。
本发明的另一个实施例规定，为了能够将液体连续地供给到反应/处理区中，在篮子开口旁边通过一个弯边限制一个足够宽的条带和由此在可以通过的壁面的部分上提供一个暂时的液体存储(中间缓冲)，当篮子从零位置或静止位置向极端位置运动和往回运动时，该条带正好位于液体施加位置的下方。
本发明的另一个实施例规定，通过两个位于容器外部设置在轴端上的径向可以移动的平衡重平衡摆动篮子。在篮子的每个位置上这样地以液力方式调节重量，使得由篮子充填物产生的扭矩被平衡和在持续运行时在篮子驱动功率下由此达到一种绝对最小值。
本发明的另一个实施例规定，反应器容器的支座构造成封闭的收集容器和当由于某种原因如总是会发生的那样必须自动地或暂时中断反应时用于容纳反应器液体。将反应器液体排放到容器中不需要辅助能量，原因液体可以通过其重力流入支座中。
在反应容器中的液体液面通过一种水平调节机构相应于反应容积的需要和希望的摆动幅度进行选择。
作为反应器容器的辅助部分的快速排空附件和收集容器使得在容器的内部中不需要专门的可以下降的槽池。
利用本发明也可以改造按照EP0790859B1所述的反应器，使其具有更大的处理量，用于更大的和笨重的物件和具有更小的维护费用。
本发明现在对照附图进行详细描述：
这两个图1和2部分地示出了用于通过在正己醇(Hexanol)中溶解粗块的铝/镁制造铝醇盐、镁醇盐或混合醇盐的反应器的剖切的侧视图及端视图。
在平放的反应器容器(1)中设置上方敞开的摆动篮子(2)，它可以围绕一个水平的转动轴线摆动地悬挂在一个轴(2a)上。轴(2a)通过密封件(1a)向外引导和支撑在容器(1)的端盖上的轴承(1b)中。
反应器容器支承在同样平放的封闭的液体收集容器(3a)和(3b)上，它们本身设置在一个钢筋混凝土基础或钢材基础上。
将固体装入摆动篮子(2)中是通过没有详细描述的闸门(4，4a)进行的，它们布置在反应器容器(1)的最上方的部位上和防止气体和蒸气从容器(1)中出来。
单固体处于闸门(4，4a)中和闸门(4，4a)准备好进行排空时，摆动篮子(2)通过触头(5c)进行控制地在它的零位置或静止位置上停止几秒钟时间，从而从闸门(4，4a)出来的松散物可以通过它的重力落入篮子中。
在闸门下面的中央处具有设置在篮子中的材料分配器(5)。它们由三块相互连接的楔形件，即主楔形件(5)和两个次楔形件(5a，5b)组成，后者连接在主楔形件(5)的滑落平面的末端上。由此进入闸门的固体流被分别分成四个部分流和相互间在最佳的间距下放置在篮子中。
液体的供给通过在上方固定在反应器壳上的分配管(6)实施。当篮子开口在摆动运动中短时间地超过流出口(6a)时，全部液体就流动到通过弯边(7，7a)在篮子开口的右边和左边限制的区域上并且从那里仅仅稍微延迟地直接进入反应区。
产品从反应器容器底壳(8)中取出。从反应器容器底壳还分支出进入收集容器(3a，3b)的快速排空管道(9)。在正常运行下被封闭的闭锁附件(9a)配置有一个在断电情况下的紧急开启装置，例如弹簧，从而固体与液体的反应通过打开附件(9a)可以快速地和没有泵情况下排放到收集容器(3a，3b)中。
反应产品，例如在放热反应中由汽化冷却产生的气体或蒸气，从篮子内部通过管接头(10)流出反应器容器(1)。被冷凝的蒸气的回流通过(6，6a)直接回到篮子中。
由于篮子用固体进行工作充填，对其进行平衡的平衡重(11)可以沿径向移动地安置在大约倾斜45°的托架(12)上，后者与外部的轴端固定连接。移动是通过液力缸(13)实施的，后者本身由一个没有示出的泵组件加载。
对篮子(2)以交替的转动方向进行的摆动驱动是通过传动电动机(14)实现的，该传动电动机可以转换它的转动方向地控制并且配有制动器。
带有构件的篮子设计构造允许装填任意形状，数量和单件大小的固体，同时反应室中具有最佳的和无损坏的分布。对于向反应区中进行的液体供给也是这样，由此实现理想的反应条件。
可以随时无限制地和无阻碍地而且与立刻的与能量无关地迅速排空反应器容器一样安全地排出反应气体和蒸气。
可以在篮子(2)的零位置或静止位置上通过人孔(15)进入反应器。

Claims (22)

1.用于用液体溶解固体的装置，尤其是不同的形状和尺寸的、非常粗糙的、大的、数公斤重的固体，该装置包括一个用液体填充的容器和一个可以在该容器中运动的用于容纳固体的篮子，其特征在于，篮子(2)可以摆动地悬挂在容器(1)内和可以以交替的转动方向转动。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，篮子(2)悬挂在一个轴(2a)上，该轴通过容器(1)的密封的壁孔(1a)向外引导。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，轴(2a)水平地定向。
4.按照权利要求2或3所述的装置，其特征在于，轴(2a)在容器(1)外部具有可以径向移动的平衡重(11)。
5.按照权利要求2至3中之一所述的装置，其特征在于，轴(2a)在容器(1)外部支撑在枢轴承(1b)中和与一个旋转驱动装置(14)连接。
6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，旋转驱动装置(14)包括一个传动电动机，该传动电动机具有可以换向的旋转方向和一个停止制动器。
7.按照权利要求5或6所述的装置，其特征在于，在容器(1)外部设有位置开关(5c)，用于控制旋转驱动装置(14)，以便停止篮子(2)的摆动运动或转换其运动方向。
8.按照前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，篮子具有填充开口，其当篮子(2)处于一个静止位置上时被定位在至少一个设置在容器(1)上侧上的装料闸门(4，4a)的下方。
9.按照前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，填充开口基本上在篮子(2)的整个长度上延伸和在篮子(2)的旋转方向上具有在45°和90°之间的开口角和优选为大约60°的开口角。
10.按照前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，篮子(2)在填充开口的区域中具有用于偏转和分配在篮子(2)中的固体的材料分配器(5，5a，5b)。
11.按照前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，容器(1)可以从上方装填液体。
12.按照前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，篮子(2)的壁在两个方向上可以让气体，蒸气和液体通过，但是不能够让固体物通过。
13.按照前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，篮子(2)在它的外侧上具有用于收集在摆动运动期间在填充开口旁边撞到篮子(2)上的液体的弯边(7，7a)。
14.按照前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，容器(1)由空心的支脚或支柱(3a，3b)支承，它们通过阀(9a)与容器内部分开和允许随时，包括在紧急情况下，将容器(1)完全排空到支脚(3a，3b)中。
15.按照前述权利要求中之一所述的装置的使用，用于通过用C1-醇至C12-醇转换由铝或/和镁构成的固体来制造铝醇盐、镁醇盐或铝/镁混合醇盐。
16.用于用液体溶解固体的方法，尤其是不同的形状和尺寸的、非常粗糙的、大的、数公斤重的固体，在该方法中将固体通过闸门装入一个部分地充有液体的容器中，在容器内部由一个相对于容器可运动的篮子容纳和在篮子中与液体接触，其特征在于，使装有松散固体的篮子(2)以交替的旋转方向相对于容器(1)摆动地往返地运动。
17.按照权利要求16所述的方法，其特征在于，固体由铝或镁构成和为了制造铝醇盐，镁醇盐或铝/镁混合醇盐在由C1-醇至C12-醇构成的液体中往返地运动。
18.按照权利要求16或17所述的方法，其特征在于，篮子(2)在静止位置上从上方通过填充开口装填固体。
19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，固体在装入篮子(2)期间在填充开口的区域中被在多个方向上偏转。
20.按照权利要求16至19中之一所述的方法，其特征在于，为了平衡篮子(2)的摆动运动时的变化的转矩，使在一个支承篮子(2)的轴(2a)上的平衡重(11)以液力的方式相对于轴(2a)在径向上移动。
21.按照权利要求16至20中之一所述的方法，其特征在于，将在篮子(2)中的固体用液体喷射和/或沉入液体中。
22.按照权利要求16至21中之一所述的方法，其特征在于，通过从容器(1)中放出液体中断对固体的溶解。
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