申请/专利权人：山东三岳化工有限公司

申请日：2016-12-20

公开（公告）日：2021-02-09

公开（公告）号：CN108543502B

主分类号：B01J10/00(20060101)

分类号：B01J10/00(20060101);B01J19/24(20060101);C01C1/16(20060101);C01D7/18(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.09#授权;2018.10.16#实质审查的生效;2018.09.18#公开

摘要：本发明涉及反应釜技术领域，具体属于一种改造后的制碱反应釜的控制方法，将CO2通过二氧化碳入口通道通入伸缩杆活动腔，CO2由二氧化碳入口通道通入伸缩杆活动腔，经右侧通道通向反应腔，CO2与置入的氨气的水溶液反应，生成NH4HCO3后。伸缩杆带动锥形堵头持续下降，直至锥形堵头压住圆筒型挡板支架底部，NaCl溶液由NaCl腔流入反应腔，过滤装置过滤出NH4Cl经过右侧通道流入伸缩杆活动腔后再由NH4Cl出口管道流出，NaHCO3沉淀留在反应腔内，发生分解，CO2通过二氧化碳出口通道进入CO2储罐，以备下次反应使用。本发明可实现反应进程的自控推进，有效控制反应速率，可在一个装置内完成多步反应。

主权项：1.改造后的制碱反应釜的控制方法，其包括一个执行机构，执行机构包括伸缩杆、圆筒型挡板支架、圆筒型挡板和弹性机构；釜体底部安装弹性机构，弹性机构上部安装圆筒型挡板支架，圆筒型挡板支架上部设置圆筒型挡板，所述伸缩杆下端安装在釜体底部，伸缩杆上端设置锥形堵头，伸缩杆穿过圆筒型挡板支架底部及弹性机构；NaCl入口管道连通至釜顶的NaCl腔，釜顶内表面设置凸台，釜体中部设置倒扣的圆筒形结构，该结构与釜体外壁固定连接，该结构内部为伸缩杆活动腔，所述圆筒型挡板最上端内径与所述凸台外径紧密接触，所述倒扣的圆筒形结构设置在圆筒型挡板及圆筒型挡板支架内侧，所述圆筒型挡板的内壁、倒扣的圆筒形结构的上表面及凸台下表面构成反应腔，反应腔底部设置加热装置；倒扣的圆筒形结构的上部设置第一通道，所述第一通道贯通反应腔及伸缩杆活动腔；所述第一通道包括左侧通道和右侧通道，左侧通道连接二氧化碳通入管，右侧通道位置设置过滤装置；二氧化碳入口通道连通至所述伸缩杆活动腔，所述凸台中心贯穿第二通道，第二通道通过二氧化碳出口通道与二氧化碳入口通道连接，所述伸缩杆活动腔底部连接NH4Cl出口管道；所述右侧通道位置设置第一阀门，第二通道位置设置第二阀门，所述二氧化碳入口通道上设置第三阀门，二氧化碳出口通道设置第四阀门，NH4Cl出口管道上设置第五阀门，所述NaCl入口管道上设置第六阀门；其特征在于：步骤1：将氨气的水溶液置入反应腔内，将NaCl溶液通过NaCl入口管道注入至釜顶的NaCl腔；步骤2：打开第三阀门；关闭第一阀门、第二阀门、第五阀及第六阀门，将CO2通过二氧化碳入口通道缓缓通入伸缩杆活动腔，伸缩杆上的锥形堵头由最高点缓缓下降，CO2由二氧化碳入口通道通入伸缩杆活动腔，经左侧通道通向反应腔，CO2与置入的氨气的水溶液反应，生成NH4HCO3后，关闭第三阀门；步骤3：此过程中伸缩杆带动锥形堵头持续下降，直至锥形堵头压住圆筒型挡板支架底部，压缩弹性机构，圆筒型挡板支架带动圆筒型挡板下降，圆筒型挡板与凸台脱离，NaCl溶液由NaCl腔流入反应腔，NH4HCO3与NaCl溶液进行反应，打开第一阀门及第五阀门，过滤装置过滤出NH4Cl经过右侧通道流入伸缩杆活动腔后再由NH4Cl出口管道流出，NaHCO3沉淀留在反应腔内；步骤4：反应腔底部的加热装置开始工作，NaHCO3发生分解反应，打开第二阀门、第四阀门，CO2通过二氧化碳出口通道进入CO2储罐，以备下次反应使用。

全文数据：改造后的制碱反应釜的控制方法技术领域[0001]本发明涉及反应釜技术领域，具体属于一种改造后的制碱反应釜及其控制方法。背景技术[0002]纯碱生产中，氨碱法因其对食盐原料的利用率低，且生产难以处理的氯化钙逐渐被联合制碱法取代。联合制碱法实现了生产主产品纯碱和副产品氯化铵的交替循环，现有的制碱装置均会在不同的储罐中完成各步反应，设计一种可以有效提高反应效率的制碱反应装置是非常必要的。发明内容[0003]鉴于现有技术的缺陷，本发明提供一种改造后的制碱反应釜及其控制方法，其可实现反应进程的自控推进，有效控制反应速率，并且可在一个装置内完成多步反应。[0004]为达到上述效果，本发明提供的技术方案是改造后的制碱反应釜，其包括一个执行机构;执行机构包括伸缩杆、圆筒型挡板支架、圆筒型挡板和弹性机构;釜体底部安装弹性机构，弹性机构上部安装圆筒型挡板支架，圆筒型挡板支架上部设置圆筒型挡板，所述伸缩杆下端安装在釜体底部，伸缩杆上端设置锥形堵头，伸缩杆穿过圆筒型挡板支架底部及弹性机构;Nacl入口管道连通至塔顶的Nacl腔，反应腔底部设置加热装置，釜顶内表面设置凸台，釜体中部设置倒扣的圆筒形结构，该结构与釜体外壁固定连接，该结构内部为伸缩杆活动腔，所述圆筒型挡板最上端内径与所述凸台外径紧密接触，所述倒扣的圆筒形结构设置在圆筒型挡板及圆筒型挡板支架内侧，所述圆筒型挡板的内壁、倒扣的圆筒形结构的上表面及凸台下表面构成;倒扣的圆筒形结构的上部设置第一通道，所述第一通道贯通反应腔及伸缩杆活动腔;所述第一通道包括左侧通道和右侧通道，左侧通道连接二氧化碳通入管，右侧通道位置设置过滤装置;二氧化碳入口通道连通至所述伸缩杆活动腔，所述凸台中心贯穿第二通道，第二通道通过二氧化碳出口通道与二氧化碳入口通道连接，所述伸缩杆活动腔底部连接NH4cl出口管道;所述右侧通道位置设置第一阀门，第二通道位置设置第二阀门，所述二氧化碳入口通道上设置第三阀门，二氧化碳出口通道设置第四阀门，NH4cl出口管道上设置第五阀门，所述Nacl入口管道上设置第六阀门。[0005]所述倒扣的圆筒形结构是通过若干垂直于釜体内壁的固定连接杆固定在釜体上的。[0006]所述弹性机构为弹簧组。[0007]所述锥形堵头底边圆的直径大于伸缩杆截面直径。[0008]所述加热装置为电感加热器。[0009]反应方程式为：NH3+H20+C02=NH4HC03NH4HC03+Nac1=NH4c1+NaHC032NaHC03=Na2C03+H20+C02本发明的一个反应周期分为三个阶段：将氨气的水溶液置入反应腔内，将Nacl溶液通过Nacl入口管道注入至塔顶的Nacl腔。[0010]第一阶段：打开第四阀门；关闭第一阀门、第三阀门、第二阀门、第五阀及第六阀门，将C〇2通过二氧化碳入口通道缓缓通入伸缩杆活动腔，伸缩杆上的锥形堵头由最高点第一通道处缓缓下降，C02由二氧化碳入口通道通入伸缩杆活动腔，经右侧通道通向反应腔，C〇2与置入的氨气的水溶液反应，生成NH4HC03后，关闭第四阀门。[0011]第二阶段:此过程中伸缩杆带动锥形堵头持续下降，直至锥形堵头压住圆筒型挡，支架底部，压缩弹性机构，圆筒型挡板支架带动圆筒型挡板下降，圆筒型挡板与凸台脱离，Nacl溶液由Nac1腔流入反应腔，NH4HC03与Nac1溶液进行反应，打开第一阀门及第五阀门，过滤装置过滤出NH4cl进过右侧通道流入伸缩杆活动腔后再由NH4cl出口管道流出，NaHC03沉淀留在反应腔内。[0012]第三阶段:反应腔底部的加热装置开始工作，NaHC〇3发生分解反应，打开第二阀门、第三阀门，C02通过二氧化碳出口通道进入〇2储罐，以备下次反应使用。[0013]本发明的有益效果:其可实现反应进程的自控推进，有效控制反应速率，并且可在一个装置内完成多步反应。附图说明[0014]图1为本发明未反应时的结构示意图；图2为本发明第一阶段的结构示意图；图3为本发明第二阶段的结构示意图；图4为图1中A的放大图；图5为固定连接杆位置的俯视图；图中：1、伸缩杆，2、圆筒型挡板支架，3、圆筒型挡板，4、弹性机构，5、锥形堵头，6、Nacl入口管道，7、Nacl腔，S、凸台，9、倒扣的圆筒形结构，10、伸缩杆活动腔，11、反应腔，12、加热装置，13、左侧通道，14、右侧通道，15、二氧化碳通入管，16、过滤装置，17、二氧化碳入口通道，18、第二通道，I9、二氧化碳出口通道，20、NH4cl出口管道，21、第一阀门，22、第二阀门，23、第三阀门，24、第四阀门，25、第五阀门，26、第六阀门，27、固定连接杆，28、C02储罐。具体实施方式[0015]改造后的制碱反应釜，其包括一个执行机构;执行机构包括伸缩杆1、圆筒型挡板支架2、圆筒型挡板3和弹性机构4;釜体底部安装弹性机构4,弹性机构4上部安装圆筒型挡板支架2，圆筒型挡板支架2上部设置圆筒型挡板3，所述伸缩杆1下端安装在釜体底部，伸缩杆1上端设置锥形堵头5,伸缩杆1穿过圆筒型挡板支架2底部及弹性机构4;Nacl入口管道6连通至塔顶的Nacl腔7,釜顶内表面设置凸台8,釜体中部设置倒扣的圆筒形结构9,该结构与釜体外壁固定连接，该结构内部为伸缩杆活动腔1〇，所述圆筒型挡板3最上端内径与所述凸台8外径紧密接触，所述倒扣的圆筒形结构9设置在圆筒型挡板3及圆筒型挡板支架2内侧，所述圆筒型挡板3的内壁、倒扣的圆筒形结构9的上表面及凸台8下表面构成反应腔11，反应腔11底部设置加热装置丨2;倒扣的圆筒形结构9的上部设置第一通道，所述第一通道贯通反应腔11及伸缩杆活动腔10;所述第一通道包括左侧通道13和右侧通道14,左侧通道13连接二氧化碳通入管15,右侧通道13位置设置过滤装置16;二氧化碳入口通道17连通至所述伸缩杆活动腔10,所述凸台8中心贯穿第二通道18,第二通道18通过二氧化碳出口通道19与二氧化碳入口通道17连接，二氧化碳出口通道19与二氧化碳入口通道17之间设置C02储罐28,所述伸缩杆活动腔1〇底部连接NH4cl出口管道2〇;所述右侧通道14位置设置第一阀门21，第二通道18位置设置第二阀门22,所述二氧化碳入口通道I7上设置第三阀门23,二氧化碳出口通道I9设置第四阀门24，NMcl出口管道2〇上设置第五阀门25,所述Nacl入口管道6上设置第六阀门26。[0016]所述倒扣的圆筒形结构9是通过若干垂直于釜体内壁的固定连接杆27固定在爸体上的。[0017]所述弹性机构4为弹簧组。[0018]所述锥形堵头5底边圆的直径大于伸缩杆截面直径。[0019]所述加热装置12为电感加热器。[0020]所述伸缩杆由计算机控制伸缩速度，以达到控制物料进入反应爸的速率，从整反应速率。’$

权利要求：1.改造后的制碱反应釜的控制方法，其包括一个执行机构，执行机构包括伸缩杆、圆筒型挡板支架、圆筒型挡板和弹性机构;釜体底部安装弹性机构，弹性机构上部安装圆筒型挡板支架，圆筒型挡板支架上部设置圆筒型挡板，所述伸缩杆下端安装在釜体底部，伸缩杆上端设置锥形堵头，伸缩杆穿过圆筒型挡板支架底部及弹性机构；Nacl入口管道连通至塔顶的Nacl腔，釜顶内表面设置凸台，釜体中部设置倒扣的圆筒形结构，该结构与爸体外壁固定连接，该结构内部为伸缩杆活动腔，所述圆筒型挡板最上端内径与所述凸台外径紧密接触，所述倒扣的圆筒形结构设置在圆筒型挡板及圆筒型挡板支架内侧，所述圆筒型挡板的内壁、倒扣的圆筒形结构的上表面及凸台下表面构成反应腔，反应腔底部设置加热装置;倒扣的圆筒形结构的上部设置第一通道，所述第一通道贯通反应腔及伸缩杆活动腔;所述第一通道包括左侧通道和右侧通道，左侧通道连接二氧化碳通入管，右侧通道位置设置过滤装置；二氧化碳入口通道连通至所述伸缩杆活动腔，所述凸台中心贯穿第二通道，第二通道通过二氧化碳出口通道与二氧化碳入口通道连接，所述伸缩杆活动腔底部连接NH4cl出口管道；所述右侧通道位置设置第一阀门，第二通道位置设置第二阀门，所述二氧化碳入口通道上设置第三阀门，二氧化碳出口通道设置第四阀门，NH4cl出口管道上设置第五阀门，所述Nacl入口管道上设置第六阀门；其特征在于：步骤1:将氨气的水溶液置入反应腔内，将Nacl溶液通过Nacl入口管道注入至塔顶的Nacl腔；步骤2:打开第四阀门；关闭第一阀门、第三阀门、第二阀门、第五阀及第六阀门，将C〇2通过二氧化碳入口通道缓缓通入伸缩杆活动腔，伸缩杆上的锥形堵头由最高点（第一通道处缓缓下降，C〇2由二氧化碳入口通道通入伸缩杆活动腔，经右侧通道通向反应腔，C02与置入的氨气的水溶液反应，生成NH4HC03后，关闭第四阀门；步骤3:此过程中伸缩杆带动锥形堵头持续下降，直至锥形堵头压住圆筒型挡板支架底部，压缩弹性机构，圆筒型挡板支架带动圆筒型挡板下降，圆筒型挡板与凸台脱离，Nacl溶液由Nac1腔流入反应腔，NH4HC03与Nac1溶液进行反应，打开第一阀门及第五阀门，过滤装置过滤出NH4cl进过右侧通道流入伸缩杆活动腔后再由NH4cl出口管道流出，NaHC03沉淀留在反应腔内；步骤4:反应腔底部的加热装置开始工作，NaHC03发生分解反应，打开第二阀门、第三阀门，C02通过二氧化碳出口通道进入C02储罐，以备下次反应使用。2.根据权利要求1所述的改造后的制碱反应釜的控制方法，其特征在于:所述倒扣的圆筒形结构是通过若干垂直于釜体内壁的固定连接杆固定在釜体上的。3.根据权利要求1所述的改造后的制碱反应釜的控制方法，其特征在于:所述弹性机构为弹簧组。4.根据权利要求1所述的改造后的制碱反应釜的控制方法，其特征在于:所述锥形堵头底边圆的直径大于伸缩杆截面直径。5.根据权利要求1所述的改造后的制碱反应釜的控制方法，其特征在于:所述加热装置为电感加热器。

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