Реактор

 

Изобретение относится к устройству для проведения реакций, сопровождающихся обильным пенообразованием и позволяет повысить производительность . Внутри корпуса 1 реактора по оси установлена обечайка 2, заканчивающаяся , снизу диффузором 3. Внутри обечайки находится вал 4, соединенный с приводом, с направляющим диском 5 и мешалками 6 и 7, между корпусом и обечайкой расположен отражатель 8 потока . В корпусе 1 закреплен гидрозатвор 10. Верхняя часть корпуса 1 подсоединена к пеногасителю 11, имеющему сопло 12, патрубок 13 отвода пены за-

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5g 4 В 01 J 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3955051/30-26 (22) 23. 09. 85 (46) 23. 11. 86. Бюл. Ф 43 (71) Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. Я.В.Самоилова и Ярославский политехнический институт (72) В.А.Раков, А.И.Зайцев, В.М.Готовцев, Ю.Б.Алейников, А.С.Пестов, M.Ê.Áóëû÷åB, П.В.Классен, Б.Т.Микаев, В.Т.Евмененко и Л.М.Данович (53) 66.023(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1095937, кл. В 01 J 19/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 850193, кл. В.01 F 7/16, 1979.

„„SU„„1271558 Д1 (54) РЕАКТОР (57) Изобретение относится к устройству для проведения реакций, сопровождающихся обильным пенообразованием и позволяет повысить производительность. Внутри корпуса 1 реактора по оси установлена обечайка 2, заканчивающаяся снизу дийфуэором 3. Внутри обечайки находится вал 4, соединенный с приводом, с направляющим диском 5 и мешалками 6 и 7, между корпусом и обечайкой расположен отражатель 8 потока. В корпусе 1 закреплен гидрозатвор 10 ° Верхняя часть корпуса 1 подсоединена к пеногасителю 11, имеющему

С, сопло 12, патрубок 13 отвода пены за- @

1271558 креплен на гидраэатвор 10. Пена внут— ри обечайки 2 затягивается в воронку жидкости, создаваемую мешалкой б, установленной на валу 4 и отбрасывается

Изобретение относится к устройствам,цля проведения химиче ких реак— ций, сопровождающихся обильным пена; образованием, при этом. предполагает ся, чта выделение пены обусловлено 5 образованием газа при разложении мелкодисперсного порошка, погруженного н жидкую реакционную смесь.

Цель изобретения — повышение производительности за счет интенсификации разложения карбонатсадержащего фосфатного сырья и отделения пены.

На чертеже изображен реактор, продольный разрез.

Реактор состоит иэ корпуса 1, обе- 1 чайки 2, заканчивающейся внизу диффузором 3. Внутри абечайки находится вал 4, соединенный с приводом,, с направляющим диском 5 и мешалками 6 и

7. Между корпусом и обечайкой расположен цилиндра-конический отражатель

8 потока, установленный концентрично направляющему диску с образованием между ними кольцевой щели для циркуляции. Обечайка 2 внерху имеет пат- 2 рубок 9, а корпус 1 — гидроэатвор 10.

Верхняя часть корпуса подсаецинена к пенагасителю 11, имеющему сопла 12.

Гидрозатвор снабжен патрубком 13 отвода пены. 30

Реактор работает следующим образом.

Фосфатное сырье из системы: предна-3

35 рительного смачинания по патрубку 9 поступает в обечачку 2 реактора. В системе предварительного смачивания происходит перемешивание фосфатного сырья с серной и оборотной фосфорной кислотой. Здесь же начинается частич ное выделение пены. Пена внутри обечайки 2 затягивается в воронку жидкости, создаваемую мешалкой 6, установ" ленной на валу 4, и отбрасывается направляющим диском 5 к отражателю 8. направляющими диском 5 к отражателю 8,вокруг которого организуется циркуляцион: ный контур,при этом крупные пузырьки га за поднимаются вверх. 2 э.п.ф-лы. 1 ил.

Вокруг отражателя 8 организуется циркуляцианный контур. В верхней части отражателя 8 происходит резкое изменение направления патока. При этом пузырьки газа., достигшие определенных размерон и обладающие значительной подъемной силой, выскакивают на поверхность жидкой фазы и переходят в пену. Мелкие пузырьки вместе с твердыми частицами движутся вниз в щели между отражателем 8 и корпусом 1. В нижней части реактора и мешалкой 7 создается второй циркуляционный контур вокруг конической части обечайкидиффуэора 3. В. зоне направляющего диска 5 происходит пересечение циркуляпионных контурон и образуется зона интенсивного перемешивания и слияние газовых пузырьков. Крупные пузыри проскакивают в щель между направляю-, щим диском 5 и отражателем 8 и поднимаются вверх, а мелкие остаются в циркуляционном контуре вокруг диффузора 3.

Угол раскрытия конуса диффуэора

15-25 обеспечивает течение с образованием эон отрыва„ которые способствуют интенсификации перемешивания и коалесценции пузырьков газа. Кроме того, наличие зон отрыва препятствует осаждению твердых частиц на дно реактора и образованию отложений. Твердые частицы также вовлекаются в циркуляционные контуры. Причем частицы, не содержащие карбонатных соединений, имеют меньшее гидравлическое сопротивление и большую плотность, чем частицы, выделяющие газ прикрепленные

3 к газовым пузырькам. Вследствие этого твердые частицы .центробежными силами выбрасываются из нижнего циркуляционного контура в колено гидроэатвора 10 и выводятся из объема реактора. Карбонатсодержащие частицы остаются в контуре до тех пор, пока размер газонага пузырька, к которому они пни1271558 креплены, не станет критическим, и пузырь выйдет на поверхность жидкости, увлекая за собой частицу. Образовавшаяся на поверхности жидкоСти пена отводится в пеногаситель 11 и гасится струей острого пара, поданаемого через сопло 12.

Наличие обечайки 2 способствует интенсивному перемешиванию пульпы мешалкой 6 в малом объеме, вследствие 0 чего уменьшаются энергетические затраты на перемешивание. Внутри реактора обеспечивается создание двух циркуляционных контуров, интенсифицирующих перемешивание и препятствующих 5 образованию отложений продуктов реакции на внутренних поверхностях аппарата. Кроме того, циркуляционные контуры позволяют дифференцировать время пребывания твердых частиц в реакцион- 20 ном объеме в зависимости от их химического состава и, в конечном счете, уменьшить этот объем без снижения производительности устройства. Удержание газовых пузырьков в циркуляци- 25 онных контурах до достижения или определенных размеров имеет значение для процесса разрушения пены. Пена с крупными пузырьками требует для раэ1 рушения меньших энергетических зат- щ рат, т.е. сокращается расход пара на ее гашение.

Существенное -значение имеет взаимное расположение патрубка отвода пены по отношению к колену гидрозатвора. 35 Причем расстояние по высоте между элементами определяет высоту пенного слоя в свободном объеме аппарата и время пребывания пены в этом объеме при постоянной скорости пенообразова- 40 ния. Время пребывания пены, в свою .очередь, определяется действием двух факторов: увеличение времени пребывания способствует "подсушиванию" пены за счет вытекания из нее жидкости и 45 сокращению затрат на ее гашение, а это приводит к вытеканию из пены вместе с жидкостью мельчайших частиц пустой породы (шламов), наличие которых в реакционной пульпе создает помехи 50 для фильтрования. Таким образом, это расстояние должно быть строго определенным и должно составлять О, 1-0,3 циаметра корпуса.

Ограничения, накладываемые на со- 55 отношения диаметров корпуса и обечайки, определяются следующими соображениями.

Диаметр обечайки при заданных параметрах мешалки должен обеспечивать образование воронки, через которую должна проходить вся пена, образовавшаяся в системе предварительного смешения. Исходя из этого, необходим минимальный диаметр обечайки, но черезмерное его уменьшение приводит к снижению скорости жидкости в циркуляционном контуре и переходу в пену мелких пузырьков газа, которые увлекают с собой большое количество жидкости, а вместе с ней и частиц фосфатного сырья, которые должны оставаться в пульпе. Мелкодисперсные пены содержат большое количество жидкости. Таким образом имеются два фактора, определяющие соотношение диаметров корпуса и обечайки, а следовательно, должно быть и оптимальное значение этого соотношения, которое лежит в пределах

1, 5-3.

Выполнение нижней части обечайки конической расширяющейся вниз с углом раствора конуса 15-25 обусловлено тем, что в указанном интервале углов при течении через конус возникают зоны отрыва, приводящие к появлению пульсаций, предотвращающие выпадение твердых частиц на дно аппарата и образование затвердевающего осадка.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить эффективность разложения карбонатсодержащего фосфатного сырья по сравнению с известными установками путем уменьшения объема аппарата без снижения производительности, снижения энергетических затрат на перемешивание и гашение пены. Использование внутренних уст-, ройств, образующих циркуляционные . контуры, приводит к появлению у уст ройства принципиально нового свойст-. ва — дифференциации времени пребывания твердых частиц в аппарате в зависимости от их химического состава.

Формула изобретения

1. Реактор, содержащий корпус, установленную по оси обечайку, внутри которой размещен вал с перемешивающими устройствами и направляющим диском, отличающийся тем, 1 что, с целью повышения производитель- ности за счет интенсификации разложения фосфатного сырья и отделения пены, реактор снабжен размещенным ме1558

Составитель Н.Кацовская

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Редактор И.Дербак

Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ ГосуДарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6274/9

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

% 127 жду корпусом и обечайкой цилиндроконическим отражателем, установленным концентрично направляющему диску с образованием между ними кольцевой щели для циркуляции, и гидрозатвором с патрубком отвода пены, установленным относительно входа гидроэатвора на расстоянии 0,1-0,3 диаметра корпуса.

2. Реактор по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что он снабжен расширяющимся книзу диффузором с углом раскрытия 15-25, размещенным под на5 правляющим диском.

3. Реактор по пп,1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что отношение диаметра корпуса к диаметру обечайки составляет 1 5-3.