CN117899797B - 树型多级反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树型多级反应器，包括：多个反应器单元，从上至下依次连接，反应器单元包括：反应腔体，其上设有与外部连接的进料口、补压口及清洗口；连通组件，其包括开设于相邻两个反应腔体连接处的贯通口、设置于贯通口上的转换器，转换器具有使上下相邻两个反应腔体连通且与反应腔体外部不连通的第一工位状态、与相邻两个反应腔体和反应腔体外部均不连通的第二工位状态、与相邻两个反应腔体中的上部反应腔体连通且同时与连通的第三工位状态；搅拌组件，其包括搅拌器和驱动搅拌器转动的驱动器；加热组件，其设置于多个反应腔体外部。本发明具有避免管道连接，实施多级连续反应，调节和控制中间相沥青的品质的有益效果。

Description

树型多级反应器

技术领域

本发明涉及沥青制备碳纤维设备领域。更具体地说，本发明涉及一种树型多级反应器。

背景技术

原料通过一定温度和压力进行热聚合反应是化工产品的一项重要技术。热聚合反应过程中需要不断的进行强搅拌，防止局部过热超温，使反应均匀，同时还需要反应完成后对反应器进行彻底清洗，不能有残留物料，防止下次反应时残留物料继续反应，造成过反应，从而使产品性能大大下降，不满足高品质要求。

在沥青热聚合制备中间相沥青，热聚合的反应时间以及反应温度非常重要，时间短热聚合反应不充分，沥青不能完全转化成中间相沥青，时间长容易造成部分中间相沥青过反应，中间相沥青是制备碳纤维的原材料，中间相沥青制备碳纤维中，要求温度略低于热聚合温度，同时中间相的品质要求也非常苛刻，中间相沥青的占比对碳纤维的品质产生直接影响，中间相沥青制备碳纤维丝温度与沥青转换中间相沥青热聚合反应温度相近，因此为了节省能耗，可利用热聚合反应后的中间项沥青直接进行碳纤维制造。

因为拉丝过程中温度也很高，为防止中间相沥青过反应，理想状态是刚生成的中间相沥青就进行拉丝，因此需要反应器的容器容量越小越好，同时还要满足产量需求，因此需要设立多级反应器，降低每个反应器的反应时间，这样即可满足碳纤维的产量又可以节省能耗，同时也可以根据产品需要，在不同反应器的反应时间内，添加一些物料，调和中间相沥青的最终产品成分，从而使碳纤丝性能更优秀。

传统的单个反应器，如果做成多级的，每个反应器中间就需要管道连接，有管道连接就存在管道无法清洗的情况，每次残留的物料影响下一次产品的品质，同时管道结焦易堵塞，难清理，因此根据上述情况，急需开发出一体多级反应器，以满足上述要求或者其他类似工况要求。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种树型多级反应器，包括：

多个反应器单元，多个反应器单元从上至下依次连接，每个反应器单元包括：

反应腔体，其上设有与外部连接的进料口、补压口及清洗口，相邻两个反应腔体相对交错连接，所述进料口、所述补压口及所述清洗口上均设有阀门；

连通组件，其包括开设于相邻两个反应腔体连接处的贯通口、设置于所述贯通口上的转换器，所述转换器具有使上下相邻两个反应腔体连通且与所述反应腔体外部不连通的第一工位状态、与相邻两个反应腔体和所述反应腔体外部均不连通的第二工位状态、与相邻两个反应腔体中的上部反应腔体连通且同时与上部反应腔体外部连通的第三工位状态；

搅拌组件，其包括设置于所述反应腔体内的搅拌器和驱动所述搅拌器转动的驱动器；

加热组件，其设置于多个反应腔体外部。

优选的是，所述反应腔体倾斜与水平面的夹角为30~60°，所述贯通口上部连通于相邻两个反应腔体中位于上部的反应腔体的底部，所述贯通口下部连通于位于下部的反应腔体的侧壁上。

优选的是，相邻两个反应腔体的连接处上相对同轴开设有排污通道和旋转轴通道，所述排污通道和所述旋转轴通道分别穿过所述贯通口侧壁与所述贯通口连通；

所述转换器包括：

上部密封件，其设置于所述贯通口上部，所述上部密封件上开设有与所述贯通口连通的第一通孔；

下部密封件，其设置于所述贯通口下部，所述下部密封件上开设有与所述贯通口连通的第二通孔；

多通道密封球，其设于所述贯通口内，并且所述多通道密封球的外壁抵接于所述上部密封件和所述下部密封件之间，所述多通道密封球沿其径向开设有第一通道和与所述第一通道相互独立不连通的第二通道，所述第二通道一端与所述排污通道连通；

旋转驱动件，其包括密封转动穿设于所述旋转轴通道上的旋转轴，所述旋转轴一端伸出所述旋转轴通道外部、另一端卡接于所述多通道密封球上；

其中，当转动所述旋转轴至第一工位状态时，则所述第一通道的上端和下端分别与所述第一通孔和第二通孔连通；当转动所述旋转轴至第二工位状态时，则所述多通道密封球外壁同时封闭所述第一通孔和所述第二通孔；当转动所述旋转轴至第三工位状态时，则所述多通道密封球外壁封闭所述第二通孔，同时所述第二通道的另一端与所述第一通孔连通。

优选的是，所述上部密封件包括抵接于所述多通道密封球上壁面上的上部密封座和抵接于所述上部密封座顶部的环形的上部密封垫，所述上部密封座设有所述第一通孔。

优选的是，所述下部密封件包括抵接于所述多通道密封球下壁面上的下部密封座、抵接于所述下部密封座底部的环形的下部密封垫、抵接于所述下部密封垫上的密封座压盖、以及套设于所述下部密封座外侧壁和所述密封座压盖内侧壁上的第一填料密封函，其中，所述下部密封座的外侧壁沿径向向内凹陷形成环形的第一平台、所述密封座压盖的内侧壁沿径向向外凸设形成环形的第二平台，所述第一平台和所述第二平台相对设置形成环形的第一容纳腔，所述第一容纳腔内上下限位套设有呈压缩状态的第一弹簧。

优选的是，所述旋转驱动件包括活动穿设于所述旋转轴通道上的旋转轴、套设于所述旋转轴外侧壁和所述旋转轴通道内侧壁之间的第二密封填料函、固定于所述反应腔体外壁上的旋转轴支架、固定于所述旋转轴支架上的轴承座、以及固定于所述轴承座上的轴承，其中，所述旋转轴伸出所述旋转轴通道的一端穿设固定于所述轴承上；

其中，所述多通道密封球侧壁上开设有插槽，所述旋转轴另一端卡接于所述插槽内。

优选的是，所述多通道密封球侧壁上与所述旋转轴同轴设有排污轴套，所述排污轴套与所述第二通道连通；

还包括排污组件，其包括：

排污密封座，其套设于所述排污通道内，所述排污密封座上开设有第三通孔，所述第三通孔一端活动套设于所述排污轴套外壁上，所述第三通孔内壁与所述排污轴套外壁之间套设有第三密封填料函，所述排污密封座外侧壁沿径向向外凸设有环形的第三平台，所述第三平台上套设有环形的第一密封垫；

排污管，其一端套设于所述第三通孔外壁上，且抵接于所述第一密封垫上，所述排污管与所述第三通孔连通，所述排污管内侧壁和所述第三通孔外侧壁之间套设有第四密封填料函；其中，所述排污管内壁沿其径向扩径形成环形的第四平台、所述排污密封座外壁沿径向向外凸出形成环形的第五平台，所述第四平台和所述第五平台形成第二容纳腔，所述第二容纳腔内沿所述排污管轴向套设有呈压缩状态的第二弹簧，所述排污管靠近所述排污密封座侧壁沿径向向外凸设有环形的第六平台，所述排污通道内壁沿径向向外扩径形成环形的第七平台，所述第六平台与所述第七平台之间设有环形的第二密封垫，所述排污管侧壁与所述排污通道侧壁之间套设有第五密封填料函；

排污管压盖，其上开设有与所述排污管连通的第四通孔，所述排污管压盖一端套设于所述排污管远离所述多通道密封球的一端，且抵接于所述第六平台上，所述排污管压盖另一端固定于所述反应腔体上。

优选的是，所述搅拌器的搅拌轴密封转动穿设于所述反应腔体顶部，所述驱动器包括与所述搅拌轴固定的减速器和与所述减速器固定的电机。

优选的是，所述加热组件包括套设于多个反应腔体外壁上的夹套层和填充于所述夹套层内的换热介质。

优选的是，所述反应腔体上设有压力检测仪表和温度检测仪表。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、本发明通过设置连通组件，可使反应腔体有不同的流体通道，每个反应腔体既可以与相邻反应腔体连通，也可以与外部连通。

第二、本发明通过设置反应腔体的对称交错布置，上部反应腔体最低处开口与相邻下部反应腔体相连，可使上部反应腔体中的所有介质进入下部反应腔体中，使上部反应腔体无残留。

第三、本发明最后一级反应腔体与最终产品端相连接，可以降低降温升温的能耗，同时避免中间相沥青因为降温升温引起的品质问题。

第四、本发明可在不同反应阶段添加不同原料，调节最终产品中间相沥青的品质，使碳纤维拉丝更容易。

第五、连通组件中多通道密封球与贯通口的配合，不需要在反应器之间设置管道连接，避免发生管道无法清洗或清洗不彻底的情况发生，从而避免每次残留的物料影响下一次产品的品质，以及也同时解决了管道结焦易堵塞，难清理的问题；以及当多通道密封球执行第三工位状态时，则又可以将清洗后的污液排尽。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一种技术方案的所述多级反应器的侧面结构示意图；

图2为本发明其中一种技术方案的所述多级反应器的竖向剖视图；

图3为本发明其中一种技术方案的所述多级反应器俯视结构示意图；

图4为本发明其中一种技术方案的所述多级反应器沿所述旋转轴轴向的剖视图；

图5为本发明其中一种技术方案的所述多级反应器沿所述旋转轴轴向的剖视图的放大图；

图6为本发明其中一种技术方案的所述多级反应器沿所述旋转轴轴向的剖视图局部放大图；

图7为本发明其中一种技术方案的所述转换器为第一工位状态时的细节图；

图8为本发明其中一种技术方案的所述转换器为第二工位状态时的细节图；

图9为本发明其中一种技术方案的所述转换器为第三工位状态时的细节图；

图10为本发明其中一种技术方案的所述排污组件的沿所述排污管轴向的剖视图；

图11为本发明其中一种技术方案的所述排污通道和所述旋转轴通道的细节图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1~11所示，本发明的说明书附图标记释义如下：反应腔体100、排污通道11、旋转轴通道12、贯通口13、转换器200、搅拌组件300、第一通孔21、第二通孔22、多通道密封球23、第一通道24、第二通道25、插槽26、排污轴套27、搅拌轴31、减速器32、电机33、旋转驱动件400、旋转轴41、第二密封填料函42、旋转轴支架43、轴承座44、轴承45、上部密封座51、上部密封垫52、下部密封座53、下部密封垫54、密封座压盖55、第一填料密封函56、第一平台57、第二平台58、第一弹簧59、排污密封座61、第三通孔62、第三密封填料函63、第三平台64、第一密封垫65、排污管66、第四密封填料函67、第四平台68、第五平台69、第二弹簧601、第六平台602、排污管压盖603、第四通孔604、第二密封垫605、第五密封填料函606。

如图1~11所示，本发明提供一种树型多级反应器，包括：

多个反应器单元，多个反应器单元从上至下依次连接，每个反应器单元包括：

反应腔体100，其上设有与外部连接的进料口、补压口及清洗口，相邻两个反应腔体100相对交错连接，所述进料口、所述补压口及所述清洗口上均设有阀门；进料口用于投放原料（沥青），进料口用于与原料供应设备连接，比如进料器。补压口用于与气压供应设备连接，为反应腔体100提供压力补充，或为排放物料提供压力动力。清洗口用于与清洗溶剂供应设备连接，以向反应腔体100内输入清洗溶剂对反应腔体100进行清洗，清洗后的污液排尽。

连通组件，其包括开设于相邻两个反应腔体100连接处的贯通口13、设置于所述贯通口13上的转换器200，所述转换器200具有使上下相邻两个反应腔体100连通且与所述反应腔体100外部不连通的第一工位状态、与相邻两个反应腔体100和所述反应腔体100外部均不连通的第二工位状态、与相邻两个反应腔体100中的上部反应腔体100连通且同时与上部反应腔体100外部连通的第三工位状态；将贯通口13设置于相邻两个反应腔体100连接处，可以使贯通口13的轴向长度达到最小值，从而不需要在反应器之间设置管道连接，避免发生管道无法清洗的情况发生，从而避免每次残留的物料影响产品的品质，以及也同时解决了管道结焦易堵塞，难清理的问题。当转换器200执行第三工位状态时，则可以将清洗后的污液排尽。

搅拌组件300，其包括设置于所述反应腔体100内的搅拌器和驱动所述搅拌器转动的驱动器；具体的可以设置为：所述搅拌器的搅拌轴31密封转动穿设于所述反应腔体100顶部，所述驱动器包括与所述搅拌轴31固定的减速器32和与所述减速器32固定的电机33。启动电机33，则可以经减速器32调节至适宜转速后驱动搅拌轴31转动，从而使搅拌器搅拌反应腔内的物料，促进其均匀充分反应。

加热组件，其设置于多个反应腔体100外部。具体的可以设置为：所述加热组件包括套设于多个反应腔体100外壁上的夹套层和填充于所述夹套层内的换热介质。夹套层换热介质可以为导热油、熔盐、铅锡合金、金属镓合金类或高温气体等，根据反应介质不同可选择不同的传热介质。

在上述技术方案中，所有反应腔体100的转换器200初始位置均调节至第二工位状态，然后向最上部的反应腔体100内投入原料，启动加热组件和搅拌组件300，使多个反应器单元处于需要的反应温度下反应了设定时间后，使转换器200调节至第一工位状态，在补压口的压力作用和物料本身的重力作用下物料进入到相邻的下部反应腔体100内，当完成转移后，使转换器200调节至第三工位状态，从清洗口送入清洗溶剂，在搅拌组件300的搅拌作用充分清洗反应腔体100，当清洗完成后，在补压口的压力任务和清洗后的污液自身重力作用下排出反应腔体100外部（排入污液收集池），然后再使转换器200调节至第二工位状态，继续投入原料，按照上述流程实施反应操作。以及下部的反应腔体100对上部的反应腔体100输入的反应过一定时间的物料继续搅拌反应设定的反应时间，循环上述流程依次向下输送和反应及清洗，直至在最底部的反应腔体100反应结束后，直接连接后续碳纤维拉丝加工工序。中间相沥青制备碳纤维丝温度与沥青转换中间相沥青热聚合反应温度相近，利用热聚合反应后的中间项沥青直接进行碳纤维制造，可以节省能耗，并且在每一级反应腔体100执行反应时，均可以根据需要补充添加原料沥青，调和最终中间相沥青的品质，从而优化了最终产品碳纤维丝的品质，以满足不同的应用场合。

在另一种技术方案中，所述反应腔体100倾斜与水平面的夹角为30~60°，所述贯通口13上部连通于相邻两个反应腔体100中位于上部的反应腔体100的底部，所述贯通口13下部连通于位于下部的反应腔体100的侧壁上。上部反应腔体100最低处开口与相邻下部的反应腔体100相连，可使上部反应腔体100中的所有介质（反应原料和/或反应产物）进入下部的反应腔体100中，使上部的反应腔体100无残留，30~60°的倾斜度使整个反应器更稳固，且有利于介质向下流动和减小占地面积。

在另一种技术方案中，相邻两个反应腔体100的连接处上相对同轴开设有排污通道11和旋转轴通道12，所述排污通道11和所述旋转轴通道12分别穿过所述贯通口13侧壁与所述贯通口13连通；

所述转换器200包括：

上部密封件，其设置于所述贯通口13上部，所述上部密封件上开设有与所述贯通口13连通的第一通孔21；上部密封件用于避免上部反应腔体100内的介质流至多通道密封球23外壁和贯通口13内壁之间，使介质完全经第一通孔21流入到多通道密封球23上对应的通道内。

下部密封件，其设置于所述贯通口13下部，所述下部密封件上开设有与所述贯通口13连通的第二通孔22；下部密封件用于避免的进入多通道密封球23的通道内的介质流流至多通道密封球23外壁和贯通口13内壁之间，使介质完全经第二通孔22流入到下部的反应腔体100内。

多通道密封球23，其设于所述贯通口13内，并且所述多通道密封球23的外壁抵接于所述上部密封件和所述下部密封件之间，所述多通道密封球23沿其径向开设有第一通道24和与所述第一通道24相互独立不连通的第二通道25，所述第二通道25一端与所述排污通道11连通；第一通道24用于连通相邻的两个反应腔体100，将上部反应一定时间的介质导入下部的反应腔体100内；第二通道25用于将上部的反应腔体100内的清洗后的污液导出，经排污通道11排出。

旋转驱动件400，其包括密封转动穿设于所述旋转轴通道12上的旋转轴41，所述旋转轴41一端伸出所述旋转轴通道12外部、另一端卡接于所述多通道密封球23上；转动旋转轴41，则可以带动多通道密封球23转动，从而改变第一通道24和第二通道25的连通状态。

其中，当转动所述旋转轴41至第一工位状态时，则所述第一通道24的上端和下端分别与所述第一通孔21和第二通孔22连通；当转动所述旋转轴41至第二工位状态时，则所述多通道密封球23外壁同时封闭所述第一通孔21和所述第二通孔22；当转动所述旋转轴41至第三工位状态时，则所述多通道密封球23外壁封闭所述第二通孔22，同时所述第二通道25的另一端与所述第一通孔21连通。

在上述技术方案中，通过设置旋转轴41，可以转动多通道密封球23，从而调整多通道密封球23上的第一通道24和第二通道25的位置，从而调整第一通道24和第二通道25与相邻两个反应腔体100的连通状态，实现介质和污液的输送和排出。

在另一种技术方案中，所述上部密封件包括抵接于所述多通道密封球23上壁面上的上部密封座51和抵接于所述上部密封座51顶部的环形的上部密封垫52，所述上部密封座51设有所述第一通孔21。密封垫的材料选用不与介质反应且耐高温的材料，比如石墨、陶瓷纤维等。密封垫结构简单，容易安装，且密封可靠。

在另一种技术方案中，所述下部密封件包括抵接于所述多通道密封球23下壁面上的下部密封座53、抵接于所述下部密封座53底部的环形的下部密封垫54、抵接于所述下部密封垫54上的密封座压盖55、以及套设于所述下部密封座53外侧壁和所述密封座压盖55内侧壁上的第一填料密封函56，其中，所述下部密封座53的外侧壁沿径向向内凹陷形成环形的第一平台57、所述密封座压盖55的内侧壁沿径向向外凸设形成环形的第二平台58，所述第一平台57和所述第二平台58相对设置形成环形的第一容纳腔，所述第一容纳腔内上下限位套设有呈压缩状态的第一弹簧59。

由于多通道密封球23在使用过程中需要转动，如果多通道密封球23外壁面与上部密封座51和下部密封座53为机械刚性接触，则转动次数多后，造成磨损，将严重影响多通道密封球23与上部密封座51和下部密封座53之间的密封性，影响沥青反应。在上述技术方案中，通过设置第一弹簧59，在第一弹簧59的作用下，通过计算密封比压，从而在较大压差情况下，也能起到有效密封，从而保证密封性。

在另一种技术方案中，所述旋转驱动件400包括活动穿设于所述旋转轴通道12上的旋转轴41、套设于所述旋转轴41外侧壁和所述旋转轴通道12内侧壁之间的第二密封填料函42、固定于所述反应腔体100外壁上的旋转轴支架43、固定于所述旋转轴支架43上的轴承座44、以及固定于所述轴承座44上的轴承45，其中，所述旋转轴41伸出所述旋转轴通道12的一端穿设固定于所述轴承45上；

其中，所述多通道密封球23侧壁上开设有插槽26，所述旋转轴41另一端卡接于所述插槽26内。

在上述技术方案中，可以采用外部扳手或者气缸使旋转轴41转动，每次转动设置角度限制，以完成多通道密封球23板的三种不同工位状态的精准切换。旋转轴41由于卡接在插槽26内，因此，可以带动多通道密封球23板转动。插槽26可以设置为十字形插槽26，旋转轴41卡接的一端可以设置与其适配的十字形，从而达到精准传递旋转角度的目的。

在另一种技术方案中，所述多通道密封球23侧壁上与所述旋转轴41同轴设有排污轴套27，所述排污轴套27与所述第二通道25连通；排污轴套27用于输出第二通道25内的污液。

还包括排污组件，其包括：

排污密封座61，其套设于所述排污通道11内，所述排污密封座61上开设有第三通孔62，所述第三通孔62一端活动套设于所述排污轴套27外壁上，所述第三通孔62内壁与所述排污轴套27外壁之间套设有第三密封填料函63，所述排污密封座61外侧壁沿径向向外凸设有环形的第三平台64，所述第三平台64上套设有环形的第一密封垫65；排污密封座61原理与上部密封座51设置原理相同，以使污液可靠的进入到第三通孔62内。

排污管66，其一端套设于所述第三通孔62外壁上，且抵接于所述第一密封垫65上，所述排污管66与所述第三通孔62连通，所述排污管66内侧壁和所述第三通孔62外侧壁之间套设有第四密封填料函67；其中，所述排污管66内壁沿其径向扩径形成环形的第四平台68、所述排污密封座61外壁沿径向向外凸出形成环形的第五平台69，所述第四平台68和所述第五平台69形成第二容纳腔，所述第二容纳腔内沿所述排污管66轴向套设有呈压缩状态的第二弹簧601，所述排污管66靠近所述排污密封座61侧壁沿径向向外凸设有环形的第六平台602，所述排污通道11内壁沿径向向外扩径形成环形的第七平台，所述第六平台602与所述第七平台之间设有环形的第二密封垫605，所述排污管66侧壁与所述排污通道11侧壁之间套设有第五密封填料函606；由于排污管66与排污密封座61之间也经常发生相对转动，因此采用相同原理来保证排污密封座61与排污管66之间的密封性，从而使污液可靠的从第三通孔62进入到排污管66内。

排污管压盖603，其上开设有与所述排污管66连通的第四通孔604，所述排污管压盖603一端套设于所述排污管66远离所述多通道密封球23的一端，且抵接于所述第六平台602上，所述排污管压盖603另一端固定于所述反应腔体100上。排污管压盖603一则用于固定排污管66的位置，二则用于与污液回收设备连接。

在上述技术方案中，当多通道密封球23处于第三工位状态时，则污液经第二通道25进入排污轴套27内，然后进入第三通孔62内，然后进入排污管66内，最后经第四通孔604流出至污液回收设备，整个过程可以避免污液进入到贯通口13而污染下部反应腔体100，从而保证每个反应器可以独立工作。

在另一种技术方案中，所述反应腔体100上设有压力检测仪表和温度检测仪表。可以实时知晓各反应腔体100内的压力和温度情况，以便精准的控制反应参数，提高产品合格率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.树型多级反应器，其特征在于，包括：

多个反应器单元，多个反应器单元从上至下依次连接，每个反应器单元包括：

反应腔体，其上设有与外部连接的进料口、补压口及清洗口，相邻两个反应腔体相对交错连接，所述进料口、所述补压口及所述清洗口上均设有阀门；

连通组件，其包括开设于相邻两个反应腔体连接处的贯通口、设置于所述贯通口上的转换器，所述转换器具有使上下相邻两个反应腔体连通且与所述反应腔体外部不连通的第一工位状态、与相邻两个反应腔体和所述反应腔体外部均不连通的第二工位状态、与相邻两个反应腔体中的上部反应腔体连通且同时与上部反应腔体外部连通的第三工位状态；

搅拌组件，其包括设置于所述反应腔体内的搅拌器和驱动所述搅拌器转动的驱动器；

加热组件，其设置于多个反应腔体外部；

其中，所述反应腔体与水平面的夹角为30~60°，所述贯通口上部连通于相邻两个反应腔体中位于上部的反应腔体的底部，所述贯通口下部连通于位于下部的反应腔体的侧壁上；

相邻两个反应腔体的连接处上相对同轴开设有排污通道和旋转轴通道，所述排污通道和所述旋转轴通道分别穿过所述贯通口侧壁与所述贯通口连通；

所述转换器包括：

上部密封件，其设置于所述贯通口上部，所述上部密封件上开设有与所述贯通口连通的第一通孔；

下部密封件，其设置于所述贯通口下部，所述下部密封件上开设有与所述贯通口连通的第二通孔；

多通道密封球，其设于所述贯通口内，并且所述多通道密封球的外壁抵接于所述上部密封件和所述下部密封件之间，所述多通道密封球沿其径向开设有第一通道和与所述第一通道相互独立不连通的第二通道，所述第二通道一端与所述排污通道连通；

旋转驱动件，其包括密封转动穿设于所述旋转轴通道上的旋转轴，所述旋转轴一端伸出所述旋转轴通道外部、另一端卡接于所述多通道密封球上；

其中，当转动所述旋转轴至第一工位状态时，则所述第一通道的上端与所述第一通孔连通，所述第一通道的下端与所述第二通孔连通；当转动所述旋转轴至第二工位状态时，则所述多通道密封球外壁同时封闭所述第一通孔和所述第二通孔；当转动所述旋转轴至第三工位状态时，则所述多通道密封球外壁封闭所述第二通孔，同时所述第二通道的另一端与所述第一通孔连通。

2.如权利要求1所述的树型多级反应器，其特征在于，所述上部密封件包括抵接于所述多通道密封球上壁面上的上部密封座和抵接于所述上部密封座顶部的环形的上部密封垫，所述上部密封座设有所述第一通孔。

3.如权利要求1所述的树型多级反应器，其特征在于，所述下部密封件包括抵接于所述多通道密封球下壁面上的下部密封座、抵接于所述下部密封座底部的环形的下部密封垫、抵接于所述下部密封垫上的密封座压盖、以及套设于所述下部密封座外侧壁和所述密封座压盖内侧壁上的第一填料密封函，其中，所述下部密封座的外侧壁沿径向向内凹陷形成环形的第一平台、所述密封座压盖的内侧壁沿径向向外凸设形成环形的第二平台，所述第一平台和所述第二平台相对设置形成环形的第一容纳腔，所述第一容纳腔内上下限位套设有呈压缩状态的第一弹簧。

4.如权利要求1所述的树型多级反应器，其特征在于，所述旋转驱动件包括活动穿设于所述旋转轴通道上的旋转轴、套设于所述旋转轴外侧壁和所述旋转轴通道内侧壁之间的第二密封填料函、固定于所述反应腔体外壁上的旋转轴支架、固定于所述旋转轴支架上的轴承座、以及固定于所述轴承座上的轴承，其中，所述旋转轴伸出所述旋转轴通道的一端穿设固定于所述轴承上；

其中，所述多通道密封球侧壁上开设有插槽，所述旋转轴另一端卡接于所述插槽内。

5.如权利要求4所述的树型多级反应器，其特征在于，所述多通道密封球侧壁上与所述旋转轴同轴设有排污轴套，所述排污轴套与所述第二通道连通；

还包括排污组件，其包括：

排污密封座，其套设于所述排污通道内，所述排污密封座上开设有第三通孔，所述第三通孔一端活动套设于所述排污轴套外壁上，所述第三通孔内壁与所述排污轴套外壁之间套设有第三密封填料函，所述排污密封座外侧壁沿径向向外凸设有环形的第三平台，所述第三平台上套设有环形的第一密封垫；

排污管，其一端套设于所述第三通孔外壁上，且抵接于所述第一密封垫上，所述排污管与所述第三通孔连通，所述排污管内侧壁和所述第三通孔外侧壁之间套设有第四密封填料函；其中，所述排污管内壁沿其径向扩径形成环形的第四平台、所述排污密封座外壁沿径向向外凸出形成环形的第五平台，所述第四平台和所述第五平台形成第二容纳腔，所述第二容纳腔内沿所述排污管轴向套设有呈压缩状态的第二弹簧，所述排污管靠近所述排污密封座侧壁沿径向向外凸设有环形的第六平台，所述排污通道内壁沿径向向外扩径形成环形的第七平台，所述第六平台与所述第七平台之间设有环形的第二密封垫，所述排污管侧壁与所述排污通道侧壁之间套设有第五密封填料函；

排污管压盖，其上开设有与所述排污管连通的第四通孔，所述排污管压盖一端套设于所述排污管远离所述多通道密封球的一端，且抵接于所述第六平台上，所述排污管压盖另一端固定于所述反应腔体上。

6.如权利要求1所述的树型多级反应器，其特征在于，所述搅拌器的搅拌轴密封转动穿设于所述反应腔体顶部，所述驱动器包括与所述搅拌轴固定的减速器和与所述减速器固定的电机。

7.如权利要求1所述的树型多级反应器，其特征在于，所述加热组件包括套设于多个反应腔体外壁上的夹套层和填充于所述夹套层内的换热介质。

8.如权利要求1所述的树型多级反应器，其特征在于，所述反应腔体上设有压力检测仪表和温度检测仪表。