Газожидкостной реактор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„Л0„„12551 (51) 4 В 01 J 10/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3850909/23-26 (22) 25.12.84 (46) 07,09.86. Вюл, У 33 (72) А.В.Шишкин (53) 66.023(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР у 327938,кл. В 01 J 19/00, 1972.

Соколов В.И., Доманский И.В. ГазоKHPKQcTHbIe e KTo b . — JI.: Машиностроение, 1976, с. 81, рис, 42.

Аппарат фирмы "Пауэр Гез" Великобритания. Контракт N - 46/22463-1 15, 1965. (54) (57) ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ РЕАКТОР, содержащий вертикальный корпус с днищем и крышкой,, центральную циркуляционную трубу, барботер, трубчатые теплообменники, расположенные в кольцевом зазоре между центральной трубой и корпусом, технологические штуцеры отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет интенсификации теплообмена, трубчатые теплообменники установлены по винтовой линии и снабжены закрепленными по винтовой линии, имеющей противоположное направление, отражательными пластинами с отверстиями.

1255195

Изобретение относится к аппаратам для проведения газожидкостных реакций, например получение уксусной кислоты путем окисления воздухом лег- ких фракций бензина. 5

Цель изобретения - повьппение производительности за счет интенсификации теплообмена, На фиг. 1 показана принципиальная схема аппарата; на фиг..2 — сечение 10

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — принципиальное исполнение отражательной пластины.

Аппарат содержит корпус 1 с днищем и крьппкой, циркуляционную трубу f5

2, расположенную соосно корпусу,теплообменные элементы 3 в виде пучков труб, размещенные в кольцевом зазо-, ре между корпусом 1 и циркуляционной трубой 2 по винтовой линии, барботер 20

4, расположенный в нижней части аппарата в кольцевом зазоре между корпусом 1 и циркуляционной трубой 2 отражательные пластины 5, установленные на теплообменных элементах 3 и 25 расположенные в кольцевом зазоре между корпусом и циркуляционной трубой по винтовой линии, имеющей противоположное направление относительно винтовой линии, по которой размещены теп-30 лообменные элементы 3, а верхние кром1 ки 6 отражательных пластин 5 отогнуты вниз и снабжены отверстиями 7,штуцер 8 для подачи воздуха в .барботер

4, штуцер 9 для ввода сырья и штуцер

10 для вывода целевого компонента, штуцер 11 для выхода непрореагировавшего воздуха, штуцеры 12 для входа и выхода теплоносителя. Отражательные пластины 5 имеют отверстия 13 для прохода теплообменных трубок теплообменных элементов 3.

Аппарат работает, следующим образом.

Исходйая смесь периодически или постоянно подается в аппарат через 45 штуцер 9. Через штуцер 8 в барботер

4 подается газовый реагент (воздух), который затем поступает в кольцевой зазор между корпусом 1 и циркуляционной трубой 2. В кольцевом зазоре образуется газожидкостная смесь с плотностью меньшей, чем плотностьжидкости. В циркуляционной трубе 2 находится жидкость. За счет разностиплотностей жидкости и газожидкостной сме- 55 си в аппарате возникает замкнутая внутренняя циркуляция реакционной массы. В результате химической реакции между газом и жидкостью выделяется реакционное тепло, которое отводится через встроенные теплообменные элементы 3.

Непрореагировавший газ выходит через штуцер 11, а целевой продукт— через штуцер 10. Для интенсификации, процесса теплообмена трубчатка теплообменных элементов 3 устанавливается в кольцевом зазоре по винтовой линии, под углом к восходящему газожидкостному потоку. Если процесс ведется при вьсоком давлении (например, 50 ати), то промышленный аппарат У = 50 м имеет толщину корпуса

3 не менее 55 мм, т.е. такие реакторы обычно не имеют внешней рубашки изза ее малой эффективности и высокой ! металлоемкости. Реакционные компоненты являются коррозионно-агрессивными по отношению к конструкционным . материалам. Поэтому все внутренние устройства реактора, в т.ч ° . и теплообменные элементы, изготавливаются из высоколегированной стали.

Для создания поперечного обтекания теплообменных элементов газожидкостным потоком теплообменные элементы 3 снабжены отражательными пластинами 5, ширина которых равна величине кольцевого зазора. Пластины устанавливаются таким образом, что образуют с теплообменными трубками угол, о близкий к 90 . При этом они располагаются на отдельных теплообменных элементах как бы по винтовой линии

j с противоположным направлением относительно установки теплообменных элементов. Так как отражательные пластины расположены под углом в вертикали и под ними имеет место сепарация газа из жидкости, то каждая пластина 5 заканчивается козырьком, отогнутым вниз. В совокупности пластина 5 и ее отогнутая вниз верхняя кромка 6 образуют радиально-расположенный желоб, обеспечивающий радиальное перерас-.. пределение газа. Для диспергирования газа отогнутая кромка 6 снабжена отверстиями 7.

Создание .поперечного обтекания теплообменных элементов газожидкостным потоком и многократное радиальное перераспределение газового реагента и его многократное диспергирование обеспечивают интенсификацию процессов теплообмена и массообмена.

1255195 фиг. Я

Составитель А.Лиханов

Редактор Г.Волкова Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

4743/7 Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Интенсификация теплообмена позволяет уменьшить суммарную поверхность теплообменных элементов, что в свою очередь позволяет снизить расход высоколегированных труб и металлоемкость конструкции в целом.