[實用新型]一種用于磷酸鐵制備過程中氧化工序的反應裝置

有效

• 申請號: 202222898603.0
• 申請日: 2022-11-01
• 公開（公告）號: CN218359281U
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 王德喜;褚付州
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01F33/83
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

本實用新型一種用于磷酸鐵制備過程中氧化工序的反應裝置，屬于攪拌設備技術領域，其特征在于：在反應罐的底部設置有射流器，射流器的進液管通過管線與熱交換器連接，射流器的出液口與反應罐連通，射流器上還設有進氣管，進氣管通過管線和閥門與反應罐外的大氣連通。所述的射流器由進液管、進氣管、噴嘴、喉管和擴散管構成，進液管與射流器內的噴嘴連通，噴嘴正對著喉管的入口，喉管的出口與擴散管連通，擴散管作為射流器的出液口與反應罐的底部連通；射流器的側壁上設有進氣管，設置在射流器內噴嘴的旁邊。其目的在于將氣泡有效破碎，進而有效增大氣液兩相流之間的接觸面積，提高傳質效率，減少反應時間。

技術領域

本實用新型屬于攪拌設備技術領域，具體涉及到一種用于磷酸鐵制備過程中氧化工序的反應裝置。

背景技術

我國每年生產鈦白粉的過程中產生了大量的副產物硫酸亞鐵，為避免資源的浪費，可將硫酸亞鐵作為生產磷酸鐵的原料。磷酸鐵的具體生產工藝如下：首先對來自鈦白粉廠家的副產物硫酸亞鐵進行除雜，然后用氧化劑將硫酸亞鐵氧化成硫酸鐵，再加入磷酸和氨水生成磷酸鐵沉淀，最后經過過濾和干燥得到磷酸鐵產品。為了得到質量優良的磷酸鐵產品，磷酸鐵氧化工序中需要添加過量的氧化劑，而雙氧水的價格比較昂貴，可采用空氣或者氧氣取代雙氧水氧化硫酸亞鐵降低生產成本。

磷酸鐵氧化工序中采用空氣或者氧氣氧化硫酸亞鐵時涉及到氣液兩相流之間的混合反應，市場上常用的氣液兩相流混合反應設備是鼓泡塔反應器，這種反應器采用鼓風機或者壓縮機作為動力源將氣體鼓入反應器底部，氣體從反應器底部逐漸上升并與液體進行混合傳質，但是使用鼓泡塔反應器得到的氣泡粒徑大，傳質效率低，反應時間長。為了增強傳質效率，提高產品質量，需要開發出一種高效的氧化反應裝置用于磷酸鐵的生產中。

發明內容

針對上述磷酸鐵生產過程中存在的問題，本實用新型提供一種用于磷酸鐵制備過程中氧化工序的反應裝置，其目的在于將氣泡有效破碎，進而有效增大氣液兩相流之間的接觸面積，提高傳質效率，減少反應時間。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種用于磷酸鐵制備過程中氧化工序的反應裝置，所述反應裝置包括反應罐，在反應罐外，通過閥門和管線連接有氣液混輸泵和熱交換器，在反應罐內部設置有導流筒，其特征在于：在反應罐的底部設置有射流器，射流器的進液管通過管線與熱交換器連接，射流器的出液口與反應罐連通，射流器上還設有進氣管，進氣管通過管線和閥門與反應罐外的大氣連通。

優選的，所述的射流器由進液管、進氣管、噴嘴、喉管和擴散管構成，進液管與射流器內的噴嘴連通，噴嘴正對著喉管的入口，喉管的出口與擴散管連通，擴散管作為射流器的出液口與反應罐的底部連通；射流器的側壁上設有進氣管，設置在射流器內噴嘴的旁邊。

優選的，所述射流器的進氣管與水平方向的傾斜角度α為30°~90°，進氣管的數量為1~4個，沿中心軸線方向等間距布置。

優選的，所述反應罐內部設置1~4級導流筒。

優選的，所述反應罐內部設置有溫度傳感器和壓力傳感器。

本實用新型的有益效果如下：

（1）采用射流器將氣體破碎成微米級的小氣泡，增大了氣液兩相流混合反應時的接觸面積，提高了反應效率，解決了傳統鼓泡塔反應器氣泡粒徑大，反應時間長的問題。

（2）通過改變射流器進氣管的數量及進氣管與水平方向的傾斜角度，有效改善了喉管出口處氣含量的均勻性，提高了產品的質量。

（3）反應罐中設置多級導流筒，延長了氣體在反應罐內的停留時間，提高了導流筒外部循環液速和氣含量，改善了反應罐內部氣液兩相流的混合效果。

（4）反應罐中未反應完全的氣體可以通過管線進入射流器再次參與反應，避免了氣體外排對環境的影響。

附圖說明：