Барботер для реакционных аппаратов

 

1. БАРБОТЕР ДЛЯ РЕАКЦИОННЫХ АППАРАТОВ, включающий центральную подводящую трубу с жестко прикрепленной барботажной системой, состоящей из радиальных перфорированных патрубков, размещенных в одной плос-. кости, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса контактирования газа и жидкостипри широком изменении диапазона нагрузок по газовой фазе за счет более эффективного распределения газа по объему аппарата и создания высокоразвитой поверхности контакта фаз, барботер снабжен дополнительными барботажными системами, установленными на подводящей трубепо высоте аппарата, причем каждая повернута в своей плоскости относительно предыдущей . 2. Барботер по п.1, отличающ и и с я тем, что каждая барботажная система снабжена диафрагменным элементом, размещенным в верхнейее части. З.Варботер по пп. 1 и 2, отли (Л чающийся тем, что перфорированные радиальные патрубки барботажной системы снабжены внешними диаметральными :перегородками, разме§ щенными под углом к плоскости барботажной системы. 4. Барботер по пп.1-3, о т л и ю ч а ю щ и и с я-тем, что перегородо со ки выполнены перфорированными с снабжены прорезями. СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ФИ%

РЕСПУБЛИН..ЯО„„1126315 ц4ggg 3 1 (И+

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

©з

ГОСУДА1 СТ ЕНН11й ttOMHTET CCCP

По ДЕЛИН ИЗБ ЕТЕНИЙ И отН1ЫтИй (21) 3592154/23-26. (22) 20.05.83 (46) 30-.11.84. Бюл.1Ф 44 (72) В.В.Агеев, Г.М.Яковлев, А.И.Карпович, В.И.Иинкевич и И.И.Ерошов (71) Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение

"Азот" им. С.О.Притыцкого (53) 66.063(088;8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

548285,. кл. В 01 D 3/20, 1975.

2. Соколов В.Н., Даманский И.В.

Газожидкостные реакторы. Л., 1976, с.7-9.

3.. Гальперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. И., 1981, с.182. (54) (57) 1. БАРБОТЕР ДЛЯ РЕАКЦИОННЫХ

АППАРАТОВ, включающий центральную подводящую трубу с.жестко прикрепленной барботажной системой, состоящей иэ радиальных перфорированных патрубков, размещенных в одной плоскости, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса контактирования газа и жидкости (я) В 01 F 3/04; В Ol D 3/20

В Ol J 19/00 при широком изменении диапазона нагрузок по газовой фазе за счет более эффективного распределения газа по объему аппарата и создания высокоразвитой поверхности контакта фаз, барботер снабжен дополнительными барботажиыми системами, установленными на подводящей трубе по высоте аппарата,.причем каждая повернута в своей плоскости относительно предыдущей;

2. Барботер по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что каждая барботажная система снабжена диафрагменным элементом, размещенным в верхней ее части. В

З.Барботер по пп.1и 2, о т л ич а ю шийся тем, что перфорированные радиальные патрубки барботажной системы снабжены внешними диаметральными перегородками, раэме- O щенными под углом к плоскости барботажной системы.

Э и

4 ° Барботер по пп.l-3, о т л ич а ю шийся тем, что перегород- М ки выполнены перфорированными с снаб- фф жены прорезями. Си

Наиболее интенсивная реакция между жидкостью и газом протекает в зоне барботажа на ограниченной высоте и в меньшей степени в верхних слоях жидкости. Это обусловливается обеднением газовых пузырей по целевым компонентам, особенно при процессе с использованием хорошорастворимых газов. Эти факторы являются предпосылкой для создания аппаратов большого диаметра с невысоким слоем жидкой фазы, что, в свою очередь, увеличивает неравномерность распре50

112б

Изобретение относится к устройствам для проведения процессрв массообмена и может быть использовано в химической, пищевой и других родственных отраслях промышленности

5 для проведения реакционных процессов, в частности процесса оксимиро.1вания в производстве капролактама при нейтрализации выделяющейся в процессе оксимирования свободной серной кислоты.

Известно распределительное устройство, состоящее иэ подводящей трубы, к которой жестко прикреплена барботажная система состоящая. из радиальл 15 но установленных перевернутых желобов (1).

Известно барботажное устройство для реакционных аппаратов, состоя- щее из центральной подводящей тру20 бы, к которой жестко прикреплены перфорированные патрубки, размещенные, в одной плоскости (2 3.

Однако известные барботажные сис. темы имеют недостаточно высокую эф25 фективность реакционного процесса вследствие того, что распределение газа происходит в одном сечении аппарата. Конструктивные особенности данных устройств предрасполагают к созданию наибольшей плотности распределения газовой фазы в центре колонны, что особенно проявляется при увеличении диаметра колонны.

Кроме того, в двухфазном противоточном потоке жидкость опускается око- 35 ло стенки колонны; а газовая. фаза стремится к центральной его части, что снижает эффективность расцределения. Это приводит к тому, что часть реакционной жидкости не участвует в 40 процессе массообмена,. Пузырьки газа, свободно поднимающиеся вверх, малодиспергируются, т.е. не происходит обновление поверхности контакта фаз.

315 2 деления газа и металлоемкость àïïàрата (3 j.

К недостаткам данных устройств относится низкая эффективность работы устройства при изменении нагрузки по газовой фазе и широком диапа, зоне, Увеличение расхода газа в одном сечении аппарата вызывает появление крупных пузырей газа, что резко снижает межфаэную поверхность и эффективность процесса.

Цель изобретения — интенсифика1 ция процесса контактирования гаэа и жидкости при широком изменении диапазона нагрузок по газовой фазе

1 за счет эффективного распределения газа по объему аппарата и создания высокоразвитой поверхности контакта фаз.

Указанная цель достигается тем, что в барботере, включающем центральную подводящую грубу с жестко прикрепленной барботажной системой, состоящей из радиальных перфорирован-.ных патрубков, барботер выполнен из нескольких барботажных систем, установленных на подводящей трубе поэтажно по высоте аппарата, причем каждая иэ них повернута в своей плоскости относительно предыдущей и имеет дифрагмирующий элемент в верхней части, что позвОляет распределить газовую фазу по объему аппарата.

С целью интенсификации перфорированные радиальные патрубки барботажной системы снабжены внешними перфорированными перегородками с прорезями, размещенными диаметрально перфорированному патрубку и под углом к плоскости барботажной системы.

На фиг.1 изображен барботер, общий вид; на фиг.2 — разрезы А-А, Б.-Б и В-В на фиг.1. на фиг.3 — барботажная система, общий вид.

Устройство состоит из центральной подводящей трубы 1,к которой жестко прикреплены барботажные системы 2, размещенные по высоте аппарата 3 и состоящие из. радиальных перфорированных патрубков 4, размещенных в одной плоскости, причем каждая последующая барботажная система повернч та в своей плоскости относительно предыдущей. Барботажная система имеет в верхней части диафрагменный элемент 5. Перфорированные радиальные патрубки 4 барботажной системы 2 снабжены внешними диаметральными перфорированными перегородками 6

3 1 l 263 с прорезями 7,,Перегородки установлены под углом к плоскости барботажной системы, для подачи газа и отвода жидкости служат штуцера 8 и 9.

Барботер работает следующим об5 разом, Гаэ поступает через штуцер 8 в центральную трубу и распределяется по барботажным системам 2 ° Установке барботажных систем поэтажно способствует эффективному распределению газовой фазы по всему объему реакционной жидкости, что необходимо для проведения быстрых реакций в жидкой фазе, когда один из" реагентов, переходящий из газовой фазы, является хорошо растворимым. При этом газовый пузырь быстро обедняется по целевому компоненту на ограниченной высо- . те реакционного слоя и .распределение газа по высоте реактора обусловлено

I более эффективное использование все-. то реакционного объема. Установка в верхней части, барботажных систем, в центральной трубе 1, диафрагмеиных элементов 5 дает возможность производить заранее заданное распределение газовой фазы по барботажным системам.

Внутренний диаметр диафрагменно- го устройства для каждой барботажной системы расчитывается по известным зависимостям и выбирается исходя иэ условия равенства, гидравлического сопротивления каждой барботаж. ной системы и высоты газожидкостно. го слоя над ней, а также из условий оптимального ведения процесса. Обычно для нижней барботажной системы внутренний диаметр диафрагменного устройства меньше, чем вышележащеи.

В каждой барботажной системе газ распределяется по перфорированным патрубкам и через перфорацию в них барботирует в слой жидкости. При небольших расходах газовой фазы работают верхние отверстия перфорированного патрубка. С увеличением расхода газовой фазы начинают работать

15 4 и нижние отверстия. Это позволяет устройству эффективно работать в ши-

1 воком диапазоне нагрузок.

Наличие перфорированных. перегородок способствует тому,что струи rasa, вытекающие через нижние отверстия перфорированного патрубка,поднимаются вверх вдоль плоскости перегородок,увлекая за собой жидкость. Гаэ частично барботирует через перфорацию в перегородке, а оставшаяся часть проходит через край перегородки с прорезями.

Наличие прорезей в перегородке способствует более тонкому диспергированию газа в жидкость..

Таким образом наличие перегородки способствует не только более тонкому диспергированию газовой фазы и распределению газовой фазы в большем объеме жидкости, но и придает образующемуся газожидкостному потоку турбулентное вращательное движение, что значительно интенсифицирует реакционный процесс.

Поскольку вышележащая барботажная система повернута относительно нижележащей, то основная часть вращающегося турбулизированного гаэожидкостного потока попадает на перфорированные пластины вышележащей барботажной системы. Происходит обновление поверхности контакта фаз за счет укрупнения и последующего диспергирования пузырьков газа на перегородке.

Через этот же барботер поступает новая порция газа.. Газ, проходящий

I через верхние отверстия.в перфорации патрубка, барботирует в слой жидкости под ним, а проходящий в нижние отверстия смешивается с основным гаэожидкостным потоком; еще сильнее его турбулизируя. Далее процесс повторяется.

Таким образом, предложенная конструкция барботера позволяет распределить газ во всем объеме аппарата и обеспечивает эффективную турбулизацию газожидкостного потока в широком диапазоне нагрузок. 1126315 г.1

1126315

Составитель М. Бугаева

Редактор Л. Пчелинская Техред С.Мигунова

I»

Корректор Н. Король

Заказ 8588/6 Тираж 575

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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