Реактор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

oalWNI5H

РЕСПУЬЛИН

09) (И) - g(Q) В 01 ) 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДНиМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй (21) 3378277/23-26 (22) 04 ° 01 ° 82 (46) 15,04 ° 83 .. Вюл. 9 14 (72) В.А;Раков, A.È.Çàéöåâ, П.В.Классен, В.А.Сартаков и В.A.Nàñëîâ (53) 66 ° 023(088;8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 373022, кл. В 01 F 7/28, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 389805 кл. В 01 Р 3/30 1973., (54) (57) РЕАКТОР, содержащий корпус с крышкой и днищем, концентрично расположенную внутри него изогнутую по.спирали ленту, патрубок подвода первого реагента, закрепленный на крышке коллектор с форсункамн подачи второго реагента, патрубки вывода продуктов и размещенную в нижней части реактора камеру сбора жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения зффективности проведения реакций, протекающих с интенсивным пенообразованием, реактор снабжен коническим днищем с закрепленной в его вершине сливной трубой с коническим насадком на. ее нижнем конце и коаксиально размещенной в корпусе камерой вывода пены, верхняя часть которой закреплена в крышке,,а нижняя - в сливной трубе, ниж- . ний конец которой размещен в камере сбора жидкости, выполненной в виде цилиндро-конической обечайки с патрубками вывода продуктов, один из которых размещен в вершине, кону- Е са, а другой - выае нижнего конца сливной трубы.

1011233

1

Изобретение относится к устройствам для проведения химических реакций, сопровождающихся обильным пенообразованием и может быть использовано в химической промышленности, в частности, в производстве экстракционной фосфорной кислоты для первичной обработки фосфатного сырья кислотами перед вводом пульпы в экстрактор. Возможно также применение устройства для проведения реакций, время протекания которых в пределах нескольких минут, когда процесс идет с образованием пены и продуктов, склонных к адгезии.

Известно устройство для перемешивания высоковяэких полимеров с растворителем, которое может быть использовано в качестве реактора, состоящее из цилиндрического корпуса с верхней и нижней крышками. В стенке корпуса по всей длине расположен сквозной паз. По оси корпуса внутри установлен цилиндр меньшего диаметра с продольной щелевой прорезью по всей длине..В пространстве между внешним и внутренним цилиндрами ук,реплена стенка, образующая щелевой канал спиральной формы. При работе смесителя растворитель подается во внутренний цилиндр, а высоковязкий полимер — в начало спирального канала. При вращении корпуса смесителя вокруг его оси растворитель и полимер действием центробежных сил распределяются по внешней стенке канала и совместно движутся от центральной зоны спирали к периферии. При этом полимер, обладающий более высокой плотностью и вязкостью медленно движется по стенке канала. Растворитель, двигаясь с большей скоростью, смывает слой полимера и растворяет его. Готовый продукт выводится через сквозной паз в корпусе смесителя 1, Недостатком этого устройства яв ляется узкая область его применения. 45

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аппарат для контактирования газа и жидкости, содержащий корпус с тангенI3HBJIbHHM IIaTp áK0M H верхней H HHR» ней крышками, внутри которого размещены спиральные каналы. В центральной зоне аппарата расположено рабочее колеса с лопастями и центральный патрубок. Верхняя крышка выполнена из пористого материала.

Над верхней крышкой установлены форсунки, закрытые наружным стаканом.

Со стороны нижней крйаки имеется камера, сбора жидкости с патрубком выво; да готового материала. жидкость по- 60 дается в форсунки и равномерно распределяется по поверхности верхней, крышки, просачивается через пористый материал и в виде тонкой пленки стекает по поверхности спиральных каналов. Газ с помощью лопастей рабочего колеса по центральному патрубку, поступает в спиральные каналы и взаимодействует с жидкой пленкой. Жидкость, проконтактировавшая с газом, сливается в камеру сбора и выводится из аппарата. Гаэ выходит из спираль1 ных каналов через тангенциальный патрубок 1.2 3....

Однако проведение реакций, связанных с пенообразованием в таких уст ройствах затруднено. Известно, что интенсивность пенообразования мак.симальна в начальный перйод протека-. ния реакции. Кроме того, давление, .создаваемое в жидкости эа счет искривления канала, способствует выделению пузырьков газа и образованию пены. При подаче реакционной смеси ,в центральную зону устройства оба укаэанных фактора приводят к максимальному пенообразованию именно в центральной зоне, так как здесь максимальная кривизна канала, а значит и давление. Пена, образовавшаяся в этой зоне, занимает большую часть ,канала, увеличивая гидравлическое сопротивление, а при постоянном напоре приводит к уменьшению производительности устройств. Приспособления для гонения пены по длине канала не предусмотрены. Использование указанных устройств в качестве реакторов для процесса, идущих с обра« зованием продуктов, склонных к адгезии, невозможно вследствие их зарастания продуктами реакции.

Цель изобретения — повышение эф.фективности проведения реакций, протекающих с интенсивным пенообра эованием, Поставленная цель достигается тем, что реактор, содержащий корпус с крышкой и днищем, концентрично расположенную внутри него изогнутую по спирали ленту, патрубок подвода первого реагента, закрепленный на крышке коллектор с форсунками подачи второго реагента, патрубки вывода продуктов и размещенную в нижней части реактора камеру сбора жидкости снабжен коническим днищем с закрепленной в его вершине сливной трубой с коническим.насадком на ее нижнем конце и коаксиально размещенной в корпусе камерой вывода пены, верхняя часть которой закреплена в крышке, а нижняя — в сливной трубе, нижнйй конец которой размещен в камере сбора жидкости, выполненной в виде цилиндра-конической обечайки с патрубками вывода продуктов, один из которых размещен в вершине конуса, а другой — выше нижнего конца сливной трубы.

На фиг. 1 изображен реактор, разрез; на фиг. 2 - разрез A A на фиг.1.

1011233

Реактор состоит из корпуса 1 с крышкой 2 и коническим днищем 3. На, крышке реактора закреплен коллектор

4 с форсунками 5 подачи одного иэ реагентов ° Внутри корпуса 1 концентрично расположена изогнутая по спирали лента 6, патрубок 7 подвода другого реагента, камера 8 вывода .пены, верхняя часть .которой прикреплена к крышке, а нижняя опущена в камеру 9 сбора жидкости. 10

В камере сбора жидкости концентрично размещена сливная труба 10 с коническим насадком, верхняя часть которой закреплена на крышке реактора, основной 11 и дополнительный 15

12 патрубки вывода жидкости.

Устройство работает следующим образом.

Реакционная смесь по тангенциальному патрубку 7 подается в спи- 20 ральный канал и движется псг нему от периферии к центру реактора. Расход смеси и размеры канала рассчитываются таким образом, чтобы жидкость образовывала слой вдоль внешней стенки канала, а часть сечения канала, прилегающая к внутренней стенке оставалась свободной. По мере протекания реакции, идущей с пенообразованием, свободное сечение канала - О заполняется пеной, частичное гашение которой проводится тут же в спиральном канале путем разбрызгивания ,форсунками 5 жидкого компонента реакционной смеси. Разрушение происходит вследствие воздействия капель дисперсированной жидкости на пузырьки пены. Расстояние между форсунками по длине канала выбирается таким образом, чтобы на соответствующем участке происходило накоп- 40 ление пены и полное заполнение сво. бодного сечения канала перед последующей форсункой. Течение жидкости .от периферии к центру способствует равномерному накапливанию пены по дли- 45 не канала. Время,необходимое для про. текания жидкости по спиральному каналу, соответствует периоду наиболее интенсивного пенообразования. Однако пенооб разование не заканчивается полностью 50 при протекании смеси по каналу. Оно продолжается с гораздо .меньшей интенсивностью при попадании смеси в камеру сбора жидкости, образующую гидравлический затвор. Во внешней обечайке камеры 9 сбора патрубки 11 и 12 установлены так, что уровень жидкости остается неизменным и нижняя часть сливной трубы 10 Оказывается погруженной в жидкость. В результате этого прореагировавшая смесь выводится через трубу 10 и патрубок

11, а непогашенная пена по централь ному патрубКУ подается в устройство для разрушения пеиы.

Предлагаемая конструкция устройства является высокоэффективным реактором непрерывного действия, позволяющим провоДить реакции с интенсивным пенообразованием и образованием продуктов, склонных к адгезии.

Следует отметить, что хотя известные устройства имеют ряд общих конструктивных элементов, их целевое назначение различно. Так, наличие спирального канала в известных устройствах требуется для увеличения площади контакта фаз при малых габаритах устройства, В-предлагаемом реакторе спиральные каналы необходимы для обеспечения необходимого времени пребывания смеси в объеме аппарата интенсивного перемешивания реагирующих компонентов вследствие образования вторичных течений при движении жидкости по спиральному каналу, интенсивного пеновыделения эа счет дополнительного давления.в жидкости, создаваемого искривлением канала. Форсунки, имеющие значение равномерного расйределения жидкости по поверхности верхней крышки, в известном устройстве, используются в предлагаемом устройстве как пено- . гасители, позволяющие сократить гид,равлическое сопротивление аппарата и . уменьшить производительность устройства для разрушения пены. Конструкция камеры сбора жидкости, вопервых, обеспечивает отделение пены от жидкости, во-вторых, предотвра- щает образование застойных зон в данной части камеры и обеспечивает естественное вытекание жидкости из камеры в случае остановки аппарата, предотвращая тем самым зарастание устройства продуктами реакции, склон ными к адгезии. Этой цели служит и наличие конической нижней крышки реактора.

Таким образом, наличие новых конструктивных параметров позволяет использовать предлагаемый реактор для проведения процессов с пенообразованием и образованием продуктов, склонных к адгезии. При этом уменьшаются габариты реактора, увеличивается скорость реакционного процесса идущего с образованием пены, предотвращается возможность забивания пеной свободного объема аппарата.

1011233 иг.2

Составитель, О. Волошина

Редактор И. Касарда Техред Ж.Кастелевич Корректор В Вутяга

Закаэ 2623/9 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4