一種用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)。所述用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的碳酸鈉溶解釜、預(yù)混釜以及至少兩個(gè)胺化反應(yīng)器。本實(shí)用新型用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)通過(guò)將碳酸鈉溶解釜、預(yù)混釜以及胺化反應(yīng)器串聯(lián)，使得整個(gè)胺化反應(yīng)可以連續(xù)地進(jìn)行，操作更加簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率更高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種胺化反應(yīng)系統(tǒng)，特別是涉及一種用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展及重金屬?gòu)U水的大量排放，性能優(yōu)良的重金屬捕集劑的合成與制備越來(lái)越受到環(huán)保工作者的重視。重金屬捕集劑可以去除水中的重金屬離子，是因?yàn)槠湓诔匾约拜^寬的pH范圍內(nèi)，可與各種重金屬離子結(jié)合，如Cu2+、Hg2+、Cd2+、Mn2+、Pb2 +、Ni2+等，生成穩(wěn)定且難溶于水的金屬螯合物，反應(yīng)效率較高，選擇性好，且處理重金屬?gòu)U水時(shí)污泥沉淀快，含水率低。
[0003]現(xiàn)有的重金屬捕集劑多為合成有機(jī)高分子，存在單體毒性大、難降解的缺點(diǎn)，而天然高分子捕集劑具有原料普遍易得、成本低、合成工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品易降解等優(yōu)點(diǎn)，所以研究開(kāi)發(fā)改性天然高分子捕集劑是目前國(guó)內(nèi)外研究和開(kāi)發(fā)的方向。研制改性天然高分子重金屬捕集劑的過(guò)程中，改性淀粉的研究最為廣泛，因?yàn)榈矸鄄粌H資源豐富，而且價(jià)格低，去除后產(chǎn)物完全可被降解，最重要的是，和其它改性高分子捕集劑相比，它更溶于水，更適合做重金屬集劑。由于淀粉本身難以滿(mǎn)足實(shí)際工業(yè)需要而不利于應(yīng)用，經(jīng)過(guò)化學(xué)改性可使改性淀粉具有新的性能。
[0004]不溶性淀粉黃原酸酯是研究較多，且應(yīng)用效果較好的改性淀粉重金屬捕集劑，被用于去除水體中的重金屬陽(yáng)離子。但是其很不穩(wěn)定、儲(chǔ)存運(yùn)輸困難，使其應(yīng)用受到一定的限制。相波等人(《上海環(huán)境科學(xué)》，交聯(lián)氨基淀粉的制備及對(duì)銅離子的吸附性能，2003(11): 828-831)公開(kāi)了一種改性淀粉的制備方法，該文以玉米淀粉為原料，經(jīng)交聯(lián)、醚化、胺化等改性，制得氨基改性淀粉。在胺化過(guò)程，作者直接以胺化劑來(lái)提供堿性環(huán)境，該制備方法產(chǎn)率較低，所制得的改性淀粉氨基含量低，銅去除率較低。此外，在后續(xù)還公開(kāi)了另一種交聯(lián)氨基淀粉的制備方法，選擇另一種胺化劑乙二胺進(jìn)行胺化反應(yīng)，制得具有螯合性能的氨基淀粉衍生物。
[0005]但是傳統(tǒng)方法中，一般都是先將交聯(lián)淀粉及其他物料稱(chēng)量好后，加入反應(yīng)釜中混合均勻，然后進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)需要一批一批地進(jìn)行，操作相當(dāng)繁瑣，效率較低?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型提供了一種可以連續(xù)進(jìn)行的用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)。
[0007]—種用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)的碳酸鈉溶解釜、預(yù)混釜以及至少兩個(gè)胺化反應(yīng)器，所述預(yù)混釜包括釜體，釜體內(nèi)通過(guò)導(dǎo)流筒分隔為中心攪拌區(qū)和外圍溢流區(qū)，中心攪拌區(qū)安裝有攪拌槳，碳酸鈉溶解釜的底部出口通過(guò)第一管路連通至中心攪拌區(qū)頂部，釜體側(cè)壁設(shè)有與外圍溢流區(qū)連通的出口，該出口通過(guò)第二管路連通至胺化反應(yīng)器；
[0008]在預(yù)混釜頂部還設(shè)有與中心攪拌區(qū)相通的交聯(lián)醚化淀粉入口；所述第二管路還連通有用于供應(yīng)胺化劑的第三管路。
[0009]攪拌槳由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，將交聯(lián)醚化淀粉與碳酸鈉溶液混合后，混合物被擠壓入外圍溢流區(qū)，并進(jìn)一步通過(guò)釜體側(cè)壁上與外圍溢流區(qū)連通的出口進(jìn)入第二管路，在第二管路中， 從第三管路進(jìn)入的胺化劑慢慢加入到交聯(lián)醚化淀粉與碳酸鈉溶液的混合物中，最終到達(dá)胺化反應(yīng)器進(jìn)行胺化反應(yīng)。第二管路的管徑大小根據(jù)物料的實(shí)際粘度進(jìn)行選擇，必要時(shí)可以增加一臺(tái)驅(qū)動(dòng)栗來(lái)驅(qū)動(dòng)混合物進(jìn)入胺化反應(yīng)器。胺化反應(yīng)器的處理能力需要大于預(yù)混釜的處理能力，從而保證胺化反應(yīng)發(fā)生完全。[〇〇1〇]優(yōu)選的，所述導(dǎo)流筒的底部收攏。導(dǎo)流筒的底部收攏，使得新加入的交聯(lián)醚化淀粉和水不會(huì)馬上通過(guò)導(dǎo)流筒，有利于交聯(lián)淀粉與水在中心攪拌區(qū)充分混合均勻。
[0011]所述第一管路上還設(shè)有用于將碳酸鈉溶液加入到預(yù)混釜中心攪拌區(qū)的驅(qū)動(dòng)栗。
[0012]優(yōu)選的，所述的用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，還設(shè)有用于輸送碳酸鈉的第一螺旋送料器，第一螺旋送料器出口與碳酸鈉溶解釜頂部連通，在碳酸鈉溶解釜頂部還設(shè)有工藝水管路。所述第一螺旋送料器包含轉(zhuǎn)軸和提料螺帶，轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)提料螺帶旋轉(zhuǎn)，將碳酸鈉固體顆粒粉碎并通過(guò)第一螺旋送料器出口送入碳酸鈉溶解釜。工藝水管路用于添加溶解碳酸鈉的水。
[0013]優(yōu)選的，所述碳酸鈉溶解釜內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸水平布置的推進(jìn)式攪拌槳。推進(jìn)式攪拌槳能使碳酸鈉與水充分混勻，有利于碳酸鈉的溶解。
[0014]優(yōu)選的，所述第一管路中設(shè)有靜態(tài)混合器，該靜態(tài)混合器豎直布置且與碳酸鈉溶解釜的底部出口連接。靜態(tài)混合器有利于碳酸鈉的充分溶解。
[0015]優(yōu)選的，所述的用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，還設(shè)有用于輸送交聯(lián)醚化淀粉的第二螺旋送料器，第二螺旋送料器出口與預(yù)混釜頂部連通。交聯(lián)醚化淀粉為固體粉末，由第二螺旋送料器送入預(yù)混釜的中心攪拌區(qū)。
[0016]優(yōu)選的，所述胺化反應(yīng)器為依次串聯(lián)的2?6臺(tái)，每臺(tái)胺化反應(yīng)器為斜置的筒形，筒內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)軸以及固定在轉(zhuǎn)軸上的提料螺帶，每臺(tái)胺化反應(yīng)器的入料口位于較低端，出料口位于較高端，相鄰兩臺(tái)胺化反應(yīng)器之間通過(guò)重力移料管相連通。交聯(lián)醚化淀粉與碳酸鈉溶液和胺化劑混合后，為糊狀，進(jìn)入胺化反應(yīng)器后，進(jìn)行胺化反應(yīng)。為保證胺化反應(yīng)進(jìn)行徹底，設(shè)備安裝時(shí)，需要調(diào)試物料在胺化反應(yīng)器中滯留的時(shí)間，并最終確定使用的胺化反應(yīng)器的數(shù)量。胺化反應(yīng)器斜置，即保證物料在胺化反應(yīng)器中滯留的時(shí)間，同時(shí)也考慮了物料為糊狀，不易驅(qū)動(dòng)前進(jìn)的問(wèn)題。
[0017]本實(shí)用新型用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，通過(guò)將碳酸鈉溶解釜、預(yù)混釜以及胺化反應(yīng)器進(jìn)行串聯(lián)，使得整個(gè)胺化反應(yīng)可以連續(xù)地進(jìn)行，操作更加簡(jiǎn)單， 生產(chǎn)效率更高?！靖綀D說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)的示意圖。 【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，一種用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)的碳酸鈉溶解釜1、預(yù)混釜2以及至少兩個(gè)胺化反應(yīng)器3,還設(shè)有用于輸送碳酸鈉的螺旋送料器4和用于輸送交聯(lián)醚化淀粉的螺旋送料器5。
[0020]螺旋送料器4的出口與碳酸鈉溶解釜1的頂部連通，螺旋送料器4包含轉(zhuǎn)軸和提料螺帶，轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)提料螺帶旋轉(zhuǎn)，將碳酸鈉固體顆粒粉碎并通過(guò)螺旋送料器4的出口送入碳酸鈉溶解釜1。在碳酸鈉溶解釜1的頂部還設(shè)有工藝水管路6。工藝水管路6用于添加溶解碳酸鈉的水。[〇〇21]碳酸鈉溶解釜1內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸水平布置的推進(jìn)式攪拌槳7。推進(jìn)式攪拌槳7能使碳酸鈉與水充分混勻，有利于碳酸鈉的溶解。碳酸鈉溶解釜1的底部出口通過(guò)管路8連通至預(yù)混釜2。管路8中設(shè)有靜態(tài)混合器9,靜態(tài)混合器9豎直布置且與碳酸鈉溶解釜1的底部出口連接。靜態(tài)混合器9有利于碳酸鈉的充分溶解。管路8上還設(shè)有用于將碳酸鈉溶液加入到預(yù)混釜中的驅(qū)動(dòng)栗10。
[0022]預(yù)混釜2包括釜體11，釜體11內(nèi)通過(guò)導(dǎo)流筒12分隔為中心攪拌區(qū)13和外圍溢流區(qū) 14,導(dǎo)流筒12的底部收攏，中心攪拌區(qū)13安裝有攪拌槳15,釜體11側(cè)壁設(shè)有與外圍溢流區(qū)14 連通的出口，該出口通過(guò)管路16連通至胺化反應(yīng)器3。管路8具體連通至預(yù)混釜2的中心攪拌區(qū)13。在預(yù)混釜2頂部還設(shè)有與中心攪拌區(qū)13相通的交聯(lián)醚化淀粉入口；螺旋送料器5的出口與該入口連通。交聯(lián)醚化淀粉為固體粉末，由螺旋送料器5送入預(yù)混釜2的中心攪拌區(qū)13。 管路16上還連通有用于供應(yīng)胺化劑的管路17。
[0023]攪拌槳15由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，將交聯(lián)醚化淀粉與碳酸鈉溶液混合后，混合物被擠壓入外圍溢流區(qū)14,并進(jìn)一步通過(guò)釜體11側(cè)壁上與外圍溢流區(qū)14連通的出口進(jìn)入管路16,在管路 16中，從管路17進(jìn)入的胺化劑慢慢加入到交聯(lián)醚化淀粉與碳酸鈉溶液的混合物中，最終到達(dá)胺化反應(yīng)器3進(jìn)行胺化反應(yīng)。管路16的管徑大小根據(jù)物料的實(shí)際粘度進(jìn)行選擇，必要時(shí)可以增加一臺(tái)驅(qū)動(dòng)栗來(lái)驅(qū)動(dòng)混合物進(jìn)入胺化反應(yīng)器3。
[0024]胺化反應(yīng)器3為依次串聯(lián)的2?6臺(tái)，每臺(tái)胺化反應(yīng)器3為斜置的筒形，筒內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)軸18以及固定在轉(zhuǎn)軸18上的提料螺帶19，每臺(tái)胺化反應(yīng)器3的入料口位于較低端，出料口位于較高端，相鄰兩臺(tái)胺化反應(yīng)器3之間通過(guò)重力移料管20相連通。交聯(lián)醚化淀粉與碳酸鈉溶液和胺化劑混合后，為糊狀，進(jìn)入胺化反應(yīng)器3后，進(jìn)行胺化反應(yīng)。為保證胺化反應(yīng)進(jìn)行徹底，設(shè)備安裝時(shí)，需要調(diào)試物料在胺化反應(yīng)器3中滯留的時(shí)間，并最終確定使用的胺化反應(yīng)器的數(shù)量。胺化反應(yīng)器斜置，即保證物料在胺化反應(yīng)器中滯留的時(shí)間，同時(shí)也考慮了物料為糊狀，不易驅(qū)動(dòng)前進(jìn)的問(wèn)題。胺化反應(yīng)器3的處理能力需要大于預(yù)混釜2的處理能力，從而保證胺化反應(yīng)發(fā)生完全。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次串聯(lián) 的碳酸鈉溶解釜、預(yù)混釜以及至少兩個(gè)胺化反應(yīng)器，所述預(yù)混釜包括釜體，釜體內(nèi)通過(guò)導(dǎo)流 筒分隔為中心攪拌區(qū)和外圍溢流區(qū)，中心攪拌區(qū)安裝有攪拌槳，碳酸鈉溶解釜的底部出口 通過(guò)第一管路連通至中心攪拌區(qū)頂部，釜體側(cè)壁設(shè)有與外圍溢流區(qū)連通的出口，該出口通 過(guò)第二管路連通至胺化反應(yīng)器；在預(yù)混釜頂部還設(shè)有與中心攪拌區(qū)相通的交聯(lián)醚化淀粉入口；所述第二管路還連通有 用于供應(yīng)胺化劑的第三管路。2.如權(quán)利要求1所述的用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于， 還設(shè)有用于輸送碳酸鈉的第一螺旋送料器，第一螺旋送料器出口與碳酸鈉溶解釜頂部連 通，在碳酸鈉溶解釜頂部還設(shè)有工藝水管路。3.如權(quán)利要求1所述的用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述碳酸鈉溶解釜內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸水平布置的推進(jìn)式攪拌槳。4.如權(quán)利要求1所述的用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一管路中設(shè)有靜態(tài)混合器，該靜態(tài)混合器豎直布置且與碳酸鈉溶解釜的底部出口連 接。5.如權(quán)利要求1所述的用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于， 還設(shè)有用于輸送交聯(lián)醚化淀粉的第二螺旋送料器，第二螺旋送料器出口與預(yù)混釜頂部連通。6.如權(quán)利要求1所述的用于制備改性淀粉重金屬捕集劑的胺化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述胺化反應(yīng)器為依次串聯(lián)的2?6臺(tái)，每臺(tái)胺化反應(yīng)器為斜置的筒形，筒內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)軸以 及固定在轉(zhuǎn)軸上的提料螺帶，每臺(tái)胺化反應(yīng)器的入料口位于較低端，出料口位于較高端，相 鄰兩臺(tái)胺化反應(yīng)器之間通過(guò)重力移料管相連通。
【文檔編號(hào)】B01J19/00GK205586969SQ201620415409
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】譚軍, 韋曉燕, 歐陽(yáng)玉霞
【申請(qǐng)人】嘉興學(xué)院