Реактор

 

1. РЕАКТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, цилиндрический теплообменник, коаксиально расположенный в корпусе и образующий реакционную камеру, вал, размещенный по оси корпуса, перемешивающий элемент, закрепленный на рабочем конце вала, насос с всасывающим патрубком, установленный н.а валу, и штуцеры ввода и вывода реагентов , отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса за счет многократной циркуляции смеси реагентов по высоте корпуса и измельчения твердых реагентов, он снабжен мелюшими телами, помещенными на перемешивающий элемент, который выполнен в виде перфорированной тарелки, расположенной внутри теплообменника, а насос размещен на одном из торцов теплообменника и соединен всасывающим патрубком с реакционной камерой.

„„S0„„1017378 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g g В 01 J 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3280314/23-26 (22) 05.05.81 (46) 15.05.83. Бюл. № 18 (72) М. М. Вевиоровский, Р. А. Восканян, Б. А. Головня, А. И. Горбунов, Н. К. Ефимов, П. Д. Зимныця, В. П. Павлов, М. Г. Плешков, И. А. Прянишникова, P. С. Сафин, В. Е. Трубкин и Е. А..Чернышев (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт продуктов брожения, Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений и Производственное объединение

«Навоиазот» (53) 66.023(088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 123093?, кл. В 1 С, опублик. 1968.

2, Заявка Франции № 2220634, кл. С 07 F 1/00, опублик. 1974. (54) (57) 1. РЕАКТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, цилиндрический теплообменник, коаксиально расположенный в корпусе и образующий реакционную камеру, вал, размещенный по оси корпуса, перемешивающий элемент, закрепленный на рабочем конце вала, насос с всасывающим патрубком, установленный на валу, и штуцеры ввода и вывода реагентов, отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса за счет многократной циркуляции смеси реагентов по высоте корпуса и измельчения твердых реагентов, он снабжен мелющими телами, помещенными на перемешивающий элемент, который выполнен в виде перфорированной тарелки, расположенной внутри теплообменника, а насос размещен на одном из торцов тепло- I обменника и соединен всасывающим патрубком с реакционной камерой.

1017378

2. Реактор по .п. 1, отличающийся тем, что он снабжен горизонтальной перфорированной перегородкой, установленной на всасывающем патрубке насоса, который выполнен в виде турбинного колеса.

3. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен горизонтальной перфорированной перегородкой, установленной в реакционной камере, на внутренней поверхИзобретение относится к аппаратам, предназначенным для проведения физико-химико-механических процессов в системе жидкость — газ, жидкость — жидкость, жидкость-твердое тело и преимущественно может быть использовано в различных технологических процессах пищевой и химической отраслей.

Известно устройство для диспергирования частиц в жидкой среде, содержащее корпус, внутри которого на валу установлена мешалка в виде пропеллера, рабочие тела, трубопроводы подачи и отвода смеси и привод (1).

Наиболее близким к предлагаемому по своей сущности и достигаемому эффекту является реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, цилиндрический теплообменник, .коаксиально расположенный в корпусе и образующий реакционную камеру, вал размещенный по оси корпуса, перемещающий элемент, закрепленный на рабочем конце вала, насос со всасывающими патрубками, установленный на валу, и штуцеры ввода и вывода реагентов (2).

Недостаток известных устройств заключается в том, что низка интенсивность обработки смеси и диспергирования в жидкости твердых частиц, так как в этих реакторах рабочие тела неравномерно распределяются по всему объему рабочей камеры, соударения между ними носят скользящий характер и слабы.

Цель изобретения — интенсификация процесса за счет многократной циркуляции смеси реагентов по высоте корпуса и измельчения твердых реагентов.

Поставленная цель достигается тем, что реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, цилиндрический теплообменник, коаксиально расположенный в корпусе и образующий реакционную камеру, вал, размещенный по оси корпуса, пе- 40 ремешивающий элемент, закрепленный на рабочем конце вала, насос со всасываю ности теплообменника под перфорированной тарелкой с мелющими телами.

4. Реактор по пп. 1, 2 и.3, отличающийся тем, что он снабжен вертикальными отражательными перегородками, закрепленными на внутренней поверхности теплообменника и расположенными под перфорированной тарелкой. щим патрубком, установленный на валу, и штуцеры ввода и вывода реагентов, снабжен мелющими телами, помещенными на перемешивающий элемент, который выполнен в виде перфорированной тарелки, расположенной внутри теплообменника, а насос размещен на одном из торцов теплообменника и соединен всасывающим патрубком с реакционной камерой.

Дополнительно он снабжен горизонтальной перфорированной перегородкой, установленной на всасывающем патрубке насоса, который выполнен в виде турбинного колеса, горизонтальной перфорированной перегородкой, установленной в реакционной камере на внутренней поверхности теплообменника над перфорированной тарелкой с мелющими телами, и вертикальными отражательными перегородками, закрепленными на внутренней поверхности теплообменника и расположенными над перфорированной тарелкой.

На фиг. 1 изображен реактор по первому варианту исполнения, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, по второму варианту исполнения.

Реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус 1, цилиндрический теплообменник 2, коаксиально расположенный в корпусе и образующий реакционную камеру 3, вал 4, размещенный по оси корпуса, перемешивающий элемент 5, закрепленный на рабочем конце вала 4, насос 6 со всасывающим патрубком 7, установленный на валу 4, штуцеры 8 и 9 ввода и вывода реагентов, и мелющие тела 10, hoveщенные на перемешивающий элемент 5, который выполнен в виде перфорированной тарелки, расположенной внутри теплообменника 2. Насос 6 размещен на одном из торцов теплообменника 2 и соединен всасывающим патрубком 7 с реакционной камерой 3.

Дополнительно реактор снабжен горизонтальной перфорированной перегород1017378

||| г кой 11, установленной на всасывающем патрубке 7 насоса б, который выполнен в виде турбинного колеса, горизонтальной перфорированной перегородкой 1.2, установленной в реакционной камере 3 на внутренней поверхности теплообменника 2 над перфорированной тарелкой 5 с мелющими телами

10, и вертикальными отражательными перегородками 13, закрепленными на внутренней поверхности теплообменника 2 и расположенными над перфорированной тарелкой 5.

Реактор работает следующим образом.

Через штуцер 8 загружается исходной суспензией, в полость теплообменника 2 подается теплоноситель, вал 4 приводится во вращение. При этом тела 10 приходят в беспорядочное интенсивное движение, в связи с чем происходит дробление и истирание частиц твердой фазы, а также значительная турбулизация слоя жидкости у поверхности раздела.

Насосом 6 создается направленное движение смеси реагентов и появление внутренней циркуляции в аппарате по аксиальному каналу 14. Перегородка 12 предотвращает вылет тел 10 из камеры 3.

Многократная внутренняя циркуляция реагирующей суспензии и интенсивное воздействие беспорядочно движущихся шаровых мелющих тел 10, дробление и истирание твердой фазы приводят к значительному ускорению процесса синтеза.

Кроме проведения химических процессов в гетерогенных системах в предлагаемом аппарате могут быть проведены физические процессы, например, растворение плохорастворимых веществ, абсорбция с образованием осадков и инкрустацией и др.

5 Плотность твердого вещества в суспензии может быть различной, что вызывает различие в конструктивном выполнении аппарата, касающемся взаимного т|асположения пространства, занимаемого твердыми телами, и турбинного колеса.

При плотности твердой фазы, близкой к плотности жидкости, при наличии газовой фазы и при опасности всплывания частиц турбинное колесо располагается над пространством, занятым шаровыми телами, а поток реагентов проходит зону интенсивного взаимодействия снизу вверх (фиг. 1).

При плотности твердой фазы, значительно превышающей плотность жидкости, и при опасности осаждения частиц турбинное колесо располагается ниже пространства, 20 занятого шаровыми телами, и реакционный поток проходит зону интенсивного взаимодействия сверху вниз (фиг. 1).

Предварительно проведенный техникоэкономический анализ показывает, что каталитические реакции в жидкотвердой фазе в настоящем реакторе протекают по времени в три раза быстрее. На существующихаппаратах для этих целей реакции протекают в течение 25 — 30 мин и за это время расходуется электроэнергии около 3,5—

Зп 4 кВт.

В предлагаемом устройстве расход электроэнергии снижается до 1,0 — 1,2 кВт.

ВНИИПИ Заказ 3429/l 1

Тираж 537 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4