Устройство для перемешивания жидких сред

 

Изобретение относится к химическому машиностроению и позволяет интенсифицировать процесс перемешивания, улучшить качество целевого продукта и повысить надежность устройства. Устройство содержит полый ротор 1 с осевыми входными каналами 2,3. На роторе 1 закреплены полые радиальные лопатки 4 с выходными отверстиями 5 и прорезями 6. Прорези 6 расположены на фронтальной поверхности на расстоянии от корневой части лопатки, равном гидравлическому радиусу с живым сечением, составляющим 0,1-0,2 живого сечения выходного отверстия 5 и длиной 0,7-0,8 ширины лопатки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1606168 (51)5 В 01 F 5 16

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4409111/31-26 (22) 12.04.88 (46) 15.11.90. Бюл. № 42 (71) Рубежанский филиал Днепропетровского химико-технологического института (72) В; И. Шабрацкий, В. И. Барвин, А. И. Барвин, Ю. Г. Панин и В. В. Золотухин (53) 66.063 (088.8) (56) Химическое и нефтяное машиностроение, № 7, 1973, с. 14. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ HEPEMFIllHBAНИЯ ЖИДКИХ СРЕД (57) Изобретение относится к химическому машиностроению и позволяет интенсифицировать процесс перемешивания, улучшить качество целевого продукта и повысить надежность устройства. Устройство содержит полый ротор 1 с осевыми входными каналами 2, 3. На роторе закреплены полые радиальные лопатки 4 с выходными отверстиями 5 и прорезями 6. Прорези 6 расположены на фронтальной поверхности на расстоянии от корневой части лопатки, равном гидравлическому радиусу с живым сечением, составляющим 0,1 — 0,2 живого сечения выходного отверстия 5 и длиной 0,7 — 0,8 ширины лопатки. 1 ил.

1606168

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к устройствам для перемешивания жидких и газожидкостных сред, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — интенсификация процесса перемешивания, улучшение качества целевого продукта и повышение надежности устройства.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из полого цилиндрического ротора 1 с осевыми входными каналами 2 и 3, на котором закреплены радиальные полые лопатки 4 с выходными отверстиями 5 и прорезями 6, расположенными на фронтальной поверхности на расстоянии от корневой часи лопатки, равном гидравлическому радиусу с живым сечением, составляющим 0,1 — 0,2 живого сечения выходного отверстия и длиной 0,7 — 0,8 ширины лопатки. Полость ротора сообщена с полостями лопаток.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала мешалки в полость ротора I через входной канал 2 засасывается жидкость, которая под действием центробежной силы выбрасывается в свободный объем аппарата через полые лопатки 4 и выходные отверстия 5. Через прорези 6, выполненные на фронтальной поверхности полых лопаток, в зону пониженного давления из объема аппарата засасывается жидкость, которая интенсивно перемешивается с основным потоком, формируемым в полых лопатках 4. В случае проведения быстрых экзотермических реакций это приводит к снижению температурного градиента, что позволяет повысить качество целевого продукта.

При входе жидкости из ротора мешалки в полость лопатки происходит сужение потока, максимальное значение которого находится на расстоянии от корневой части лопасти, равном гидравлическому радиусу, определяемому отношением площади сечения лопатки к ее смоченному периметру.

Выполнение живого сечения прорезей, равным 0,1 — 0,2 живого сечения выходных отверстий, позволяет устранить застойную зону в полости лопатки и за счет эжекции увеличить сечение входного потока перекачиваемой жидкости из ротора мешалки в полость лопатки, что приводит к увеличению перекачивающей производительности перемешивающего устройства по жидкости.

В случае, когда живое сечение прорезей составляет менее 0,1 живого сечения выходных каналов, расход жидкой фазы, подсасываемой через прорези, существенно снижается за счет большого сопротивления, создаваемого в щели. Этот расход является недостаточным для устранения застойной зо25

55 ны, следовательно, снижается перекачивающая производительность мешалки.

Увеличение сечения прорези более 0,2 существенно уменьшает перекачивающую способность перемешивающего устройства за счет увеличенного расхода жидкости через прорези, который создает дополнительное сопротивление основному перекачиваемому потоку жидкости.

Увеличение длины прорези более 0,8 ее ширины не оказывает влияния на расход перекачиваемой жидкости, кроме того снижает прочность лопасти, а уменьшение длины менее 0,7 ширины лопатки приводит к снижению расхода перекачиваемой жидкости, так как зона сужения потока в лопатке лишь частично перекрывается по ширине лопасти прорезью.

При использвании предлагаемого устройства для проведения массообмена в системе газ — жидкость в полых лопатках мешалки устраняется застойная зона и увеличивается перекачивающая способность. Это особенно важно при проведении быстрых экзотермичных реакций, например, сульфирования алкилбензолов газообразным серным ангидридом. Эта реакция протекает практически мгновенно. При этом выделяется большое количество тепла (170 ккал на 1 кг алкилбензолов), а следовательно, возмож но локальное повышение температуры, что приводит к пересульфированию углеводородов.

В данном случае применение перемешивающих устройств с прорезями позволяет устранить застойные зоны в полости лопатки, а значит устранить зоны налипания и накапливания пересульфированных углеводородов, т.е. предотвратить возможность инкрустации стенок выходных каналов лопатки. В противном случае это приводит к уменьшению поперечного сечения входного канала лопатки и тем самым существенно снижает перекачивающую производительность мешалки по жидкой фазе. Это, в свою очередь, приводит к нарушению соотношения взаимодействующих реагентов, что еще более способствует образованию пересульфированных углеводородов. В конечном итоге происходит полное закупоривание полости лопаток пересульфированными углеводородами, для устранения которых необходимы демонтаж реактора и чистка перемешивающего устройства. При этом качество получаемой сульфокислоты постепенно ухудшается, в сульфомассе увеличивается процент пересульфированных углеводородов, При окончательной забивке лопастей процесс сульфирования не идет.

Частые разборки, чистки и сборки реактора, а также следующий за ними пусковой период характеризуются нестабильными качественными показателями целевого продукта.

Установка перемешивающего устройства с прорезями на фронтальной поверх1606168

Формула изобретения

Составитель Н. Федорова

Редактор И. Касарда Техред А. Кравчук Корректор М. Максимишннеп

Заказ 3510 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ности лопаток позволяет устранить застойные зоны в лопатках, тем самым увеличить перекачивающую способность мешалки, практически устранить зону образования и накопления пересульфированных углеводородов.

Циркуляция жидкости из реактора через прорези в лопатках способствует проведению реакции между серным ангидридом и алкилбензолами в мягком температурном режиме, т.е. образовавшаяся сульфокислота в полости мешалки смешивается с охлажденной сульфомассой, поступающей из перемешивающего объема. При этом усредняется температура реакционного потока, выбрасываемого из полых лопаток.

Устройство для перемешивания жидких сред, содержащее полый ротор с осевыми входными каналами, радиальные полые лопатки с выходными отверстиями, полость которых сообщена с полостью ротора, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания, улучшения качества целевого продукта и повышения

I0 надежности устроиства, на фронтальной поверхности полых лопаток на расстоянии от их корневой части, равном гидравлическому радиусу, выполнены прорези, живое сечение которых составляет О, I — 0,2 живого сечения выходного отверстия, а длина — 0,7 — 0,8 ширины лопатки.