CN202717598U

CN202717598U - 一种制备氧化铁红的反应器

Info

Publication number: CN202717598U
Application number: CN2012204319402U
Authority: CN
Inventors: 李卫星; 付荣; 傅琦凤
Original assignee: JIANGSU JIANGSHENG ENERGY-SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU JIANGSHENG ENERGY-SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2022-08-28

Abstract

本实用新型涉及一种制备氧化铁红的反应器，由反应罐、变频电机、主轴、搅拌桨、加热盘管、曝气盘和锥形空气分布板组成；反应罐顶部安装变频电机及主轴，主轴上安装两套搅拌桨，两套搅拌桨之间在反应罐内壁上安装有锥形空气分布板，反应罐底部装有加热盘管和曝气盘；利用变频器控制变频电机实现不同搅拌速率，控制反应罐内液体混合均匀度；底部曝气盘通入反应所需空气，空气上升至锥形空气分布板处被二次分散均匀。

Description

一种制备氧化铁红的反应器

技术领域

本实用新型设计一种无机颜料氧化铁红生产***中的制备氧化铁红的反应器，具体涉及一种制备铁红的气液固三相反应器。

背景技术

氧化铁颜料是重要的无机颜料，氧化铁红是较常见的一种。目前，生产氧化铁红颜料的方法主要为干法和湿法。干法生产过程中，产生废气，环境污染较严重，没有大量使用；湿法是目前工业上普遍采用的方法，在湿法制造氧化铁红的生产工艺中，普遍采用圆筒状反应罐进行反应。反应原料硫酸亚铁溶液加入反应罐内，加入氢氧化钠溶液调节pH值，在一定温度下，从反应罐底部通入空气，并不断搅拌使之反应，直到反应罐内色浆达到所需要的状态。此时，停止反应，将反应料液泵送到过滤单元，后经过洗涤、干燥和包装，即为成品。

湿法反应生产氧化铁红过程中，气液固三相的混合程度对反应效率和产品质量具有重要影响。只有气液固充分接触，才能达到节约原料用量、提高效率和产品质量的目的。随着铁红产量和需求量不断增大，新建铁红项目吨位均较大，从而采用的反应罐的体积也因此升高。在此情况下，气液固三相反应器中气液固流场分布极为重要，设计不合理将造成反应死角，导致反应器有效反应体积减小，反应效率下降和产品颗粒分布不均，产品质量下降。而目前公开的报道中鲜有制备铁红反应器的设计，例如发明专利“湿法制造氧化铁红的工艺及设备”（CN1143049A）公开了一种氧化铁红的生产工艺，但对反应设备要求较简单。随着反应罐的增大，气液固三相传质存在一定问题，需要进行合理设计。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型、实用的带空气二次分布的制备氧化铁红反应器，以替代传统的铁红反应桶，实现提高反应罐有效利用率、提高成品粉的均匀性、提高产品合格率，降低能耗。

本实用新型的技术方案：一种制备氧化铁红的反应器，其特征在于由反应罐3、变频电机1、主轴2、锥形空气分布板4、固定装置5、第一搅拌桨6A、第二搅拌桨6B、加热盘管7、曝气盘8、排污接口9和温度计10组成；其中反应罐3顶部中心安装有变频电机1，变频电机1连接主轴2，主轴2上下分别安装第一搅拌桨6A和第二搅拌桨6B，锥形空气分布板4通过固定装置5固定于反应罐3的内壁上且其高度介于第一搅拌桨6A和第二搅拌桨6B中间，反应罐3底部装有曝气盘8，加热盘管7位于曝气盘8上方，第二搅拌桨6B位于加热盘管7上方，第一搅拌桨6A位于反应罐3的中上部，反应罐3侧面下方安装有排污接口9，温度计10安装于反应罐3侧面中上部。

利用变频器控制变频电机实现不同搅拌速率，控制反应罐内液体混合均匀度；底部曝气盘通入反应所需空气，空气上升至锥形空气分布板处被二次分散均匀。

优选所述锥形空气分布板为大口在上、小口在下的构型；所述锥形空气分布板（4）为开孔板，均匀分布圆孔、方孔或者其他形状的孔；每个孔的面积为1~100cm²；每平方米锥形空气分布板上的孔个数为80~5000；优选空气分布板材料为塑料或不锈钢，也可以是其他耐碱腐蚀的材料。

反应原料硫酸亚铁溶液加入反应罐内，然后加入氢氧化钠溶液调节pH值，加热盘管通入蒸汽，一般加热到75~90℃，从反应罐底部通入空气，启动变频电机带动搅拌桨旋转搅拌，从反应罐底部曝气盘进入的空气经过锥形空气分布板后进入反应罐上部，反应罐内反应物料充分混合，直到反应罐内色浆达到所需要的状态时，停止反应，反应终止。

有益效果：

（1）反应罐搅拌桨之间安装锥形空气分布板，将底部曝气盘发生的气泡进行强制二次分散，能有效解决大型反应罐中曝气分布的均匀性，减小反应罐的死体积。

（2）通过安装锥形空气分布板，调节气泡与反应原料的充分接触，提高反应收率和速率，控制生产产品铁红的粒径均匀度。

（3）流场均匀，气液固三相分散接触好。利用CFD数值模拟技术优化反应罐内部结构，获得均匀分布的流场，减少反应传质阻力。

附图说明

图1为本实用新型用于制备氧化铁红的反应器的结构示意图，其中1、变频电机，2、主轴，3、反应罐，4、锥形空气分布板，5、固定装置，6A、第一搅拌桨，6B、第二搅拌桨，7、加热盘管，8、曝气盘，9、排污接口，10、温度计。

具体实施方式

实施例1：

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：本实用新型所提供制备氧化铁红的反应器的机构示意图如图1所示；由反应罐、变频电机、主轴、锥形空气分布板、固定装置、第一搅拌桨、第二搅拌桨、加热盘管、曝气盘、排污接口和温度计组成；其中反应罐顶部中心安装有变频电机，变频电机连接主轴，主轴上下分别安装第一搅拌桨和第二搅拌桨，锥形空气分布板通过固定装置固定于反应罐的内壁上且其高度介于第一搅拌桨和第二搅拌桨中间，反应罐底部装有曝气盘，加热盘管位于曝气盘上方，第二搅拌桨位于加热盘管上方，第一搅拌桨位于反应罐的中上部，反应罐侧面下方安装有排污接口，温度计安装于反应罐侧面中上部。利用变频器控制变频电机实现不同搅拌速率，控制反应罐内液体混合均匀度；底部曝气盘通入反应所需空气，空气上升至锥形空气分布板处被二次分散均匀；通过通入蒸汽加热反应器内物料。

实施例2：

本实施例装置同实施例1，其中锥形空气分布板为多孔塑料板，表面开有圆形通孔，孔面积为1cm²，每平方米孔个数为5000。

反应原料硫酸亚铁溶液加入反应罐内，加入氢氧化钠溶液调节pH值为8，加热盘管通入蒸汽，在温度75℃下，从反应罐底部通入空气，启动变频电机带动搅拌桨旋转搅拌，从反应罐底部曝气盘进入的空气经过锥形空气分布板后进入反应罐上部，反应罐内反应物料充分混合，反应2.5h后，反应罐内色浆达到要求，停止反应。与常规反应器相比，反应时间减少30%以上，所得产品颗粒粒径均一，色度达到产品质量要求。

实施例3：

本实施例装置结构同实施例1，其中锥形空气分布板为多孔不锈钢板，表面开有方形通孔，孔径为10cm，每平方米孔个数为80。

反应原料硫酸亚铁溶液加入反应罐内，加入氢氧化钠溶液调节pH值为9，加热盘管通入蒸汽，在温度90℃下，从反应罐底部通入空气，启动变频电机带动搅拌桨旋转搅拌，从反应罐底部曝气盘进入的空气经过锥形空气分布板后进入反应罐上部，反应罐内反应物料充分混合，反应2h后，反应罐内色浆达到要求，停止反应。与常规反应器相比，反应时间减少50%以上，所得产品颗粒粒径均一，色度达到产品质量要求。

Claims

1.一种制备氧化铁红的反应器，其特征在于由反应罐（3）、变频电机（1）、主轴（2）、锥形空气分布板（4）、固定装置（5）、第一搅拌桨（6A）、第二搅拌桨（6B）、加热盘管（7）、曝气盘（8）、排污接口（9）和温度计（10）组成；其中反应罐（3）顶部中心安装有变频电机（1），变频电机（1）连接主轴（2），主轴（2）上下分别安装第一搅拌桨（6A）和第二搅拌桨（6B），锥形空气分布板（4）通过固定装置（5）固定于反应罐（3）的内壁上且其高度介于第一搅拌桨（6A）和第二搅拌桨（6B）中间，反应罐（3）底部装有曝气盘（8），加热盘管（7）位于曝气盘（8）上方，第二搅拌桨（6B）位于加热盘管（7）上方，第一搅拌桨（6A）位于反应罐（3）的中上部，反应罐（3）侧面下方安装有排污接口（9），温度计（10）安装于反应罐（3）侧面中上部。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于锥形空气分布板（4）为大口在上、小口在下的构型。

3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于所述锥形空气分布板（4）为开孔板。