Роторный тепломассообменный реактор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, У 2 (21) 4819524/26 (22) 25.04.90 (46) 15,04.92. Бюл. М 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений (72) Р. М, Самойлова, Т. И. Радченко и Г. А. Сергеев (53) 66,015 23(088.8) (56) Соколов В. Н; и др. Газожидкостные реакторы. Л;: Машиностроение, 1976, с. 185..

Патент СССР N 1190973, кл. В 01 F 5/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N. 394079, кл. В 01 F 7/18, 1970. (54) РОТОРНЫЙ ТЕПЛОМАССООБМЕН. НЫЙ РЕАКТОР (57) Изобретение относится к химическому . и нефтяному машиностроению и представИзобретение относится к химическому и нефтяному машиностроению, а именно к роторным тепломассообменным реакторам, . предназначенный для . насыщения газов жидкостями и тепломассообмена между ними, например, для проведения операции хлорирования фенола, Изобретение может найти применение в пищевой, биологической, лакокрасочной и других страслях промышленности.

Известен роторный тепломассообменный реактор, который содержит конический обогреваемый корпус, распределительное устройство для жидкости и сепаратор брызгоотделител ь.

Жидкость подается через патрубок к распределительному устройству, которое обеспечивает предварител ьно раэбрызги„„5LI„„1725942 А1 (я)5. В 01 0 3/30, В 01 F 7/18 ляет собой роторный тепломассообменный реактор, предназначенный для насыщения газов жидкостями и тепломассообмена между ними. Изобретение может применяться в пищевой, биологической, лакокрасочной и других отраслях промышленности, Целью изобретения является повышение качества диспергирования и разделения больших обьемов газа с малым объемом жидкости. Роторный тепломассообмен ный реактор содержит разъемный корпус со штуцерами подвода — отвода взаимодействующих сред, чаши в виде полутора, статоры и дисковый ротор, размещенные в разъеме чаш, причем ротор снабжен двумя рядами лопастей, направленными углом атаки в разные стороны. 6 ил. вание жидкости вдоль периметра корпуса, и создавая тем самым режим пленочного те- 4 чения. Образовавшаяся.жидкостная пленка перемещается лопастями ротора, в резуль- Q3 тате чего происходит выравнивание распределения жидкости по поверхности ротора ф реактора и обновление свободной поверхности, взаимодействующей с газом, Это улучшает процесс тепло- и массоотдачи. Далее смесь разделяется в сепараторе брызгоотделителе на газообразную и жидкостные фазы, которые выводятся через свои патрубки.

Основными недостатками этого роторного газожидкостного реактора являются большие габариты, материалоемкость, низкая скорость химического превращения, невозможность диспергирования малых

1725942

55 объемов жидкости в больших обьемэх газа, потребность обогревэющего устройствэ и др

Известен также роторный тепломэссообменный реактор, который устраняет «астично отмеченные недостатки, решает туже задачу интенсификэции тепломэссообменэ.

Он содержит корпус с технологическими пэтрубкэми для подвода-отвода взэимодействующих сред, распыливэющее, эжекционное и смесительное устройства, центробежное колесо и герметичный привод, помещенный в рабочую жидкость, При вращении центробе>кного колеса оно создает в смесител ьном устройстве рэзрежение. В результате этого в него эжектируются в виде множества струй рабочая жидкость и гэз, которые завихряются, смешивэются и нагнетаются в рабочую жидкость, в которую помещен герметичный привод, Далее жидкость и гэз вновь эжектируются, смешиваются и снова выбрэсывэются в окружэющую рабочую жидкость и т. д.

Несмотря нэ многочисленные преимуществэ роторного тепломэссообменного реактора-аналога, он имеет и множество недостэтков. Главными из них являются необеспечение диспергировэния малых количеств жидкости в больших обьемэх гэзэ; необеспечение тонкого и гомогенного диспергировэния; потребность в герметичных двигэтелях, стойких в коррозионной среде и при больших температурах; существующие герметичные двигатели дорогие и имеют очень низкий КПД.

Роторный тепломэссообменный реэктор-прототип содер>кит рэзьемный корпус со штуцерэми подвода-отвода взэимодействующих сред и чаши в виде полутора, обрэщенные друг к другу лопастями, э тэкже заслонку, рэзмещенную в разъеме чэш, При врэщении одной из получэш, в их совместных полуторообрэзных полостях возникают вихри, которые осуществляют интенсивное перемешивэние жидкостей. и нагрев их.

Основными недостатками прототипа являются невозможность качественного смешения больших объемов гэзэ с малыми обьемэми жидкости и их последующее рэзделение, Целью изобретения является устрэнение отмеченных недостэтков, т. е, повышение качества смешения и рэзделения больших объемов газа с малым обьемом жидкости.

Постэвленнэя цель достигается тем, что роторный тепломэссообменный реактор, содержащий разьемиый корпус со штуцервми подводэ-отвода взаимодействующих сред, и чашами в виде полутора, снабжен стэторэми и дисковым ротором, размещенными в рэзьеме чэш, причем ротор снабжен двумя рядами лопастей, направленных углом атаки в разные стороны.

Нэ фиг. 1 схематически изображен роторный тепломэссообменный реактор в продольном разрезе; нэ фиг. 2 — разрез А — А нэ фиг. 1; нэ фиг. 3 — разрез Б-Б нэ фиг. 1; нэ фиг. 4 — рэзрез В-В нэ фиг, 1; нэ фиг. 5— разрез à — Г нэ фиг. 3, где a — угол этаки; нэ фиг, 6 — разрез Д вЂ” Д нэ фиг. 3.

Роторный тепломэссообменный реэктор состоит из пог учэш 1 и 2, между которыми смонтирована дистанционная простэвкэ

3 и двэ дисковых перфорированных стэторэ

4. Между перфорированными стэторэми 4 с осевым зазором 0,1-1,0 мм закреплен ротор

5, снабженный лопатками 6, 7 и рэдиэльными отверстиями 8. Ротор 5 закреплен нэ резьбовым конце 9 приводного вэлэ 10 и снэб>кен уплотнением 11. Получэшэ 2 снэбжена штуцером 12 ввода гэзэ, штуцером 13 вводэ жидкости, штуцером 14 вывода прореагировавшего газа и штуцером 15 вывода жидкого продукта, Штуцер 12 своим концом утопает в разделительной перегородке 16 и удерживает ее от выпэдэния из полуторообразной выемки чаши 2. Лопатки 6, 7 имеют различную длину для сохранения их одинаковых проходных сечений и направлены углом атаки в разные стороны для поддержания интенсивного вихреобрэзовэния в полуторообрэзных выемках чэш 1 и 2.

Стэтор 4 имеет прорези 17 и зубья 18.

Роторный тепломэссообменный реэктор работает следующим образом.

Жидкость, например, расплавленный фенол, подается через штуцер 13 в рэдиэльные отверстия 8 и при вращении ротора 5 нагнетается и выбрасывается в межлопэточные каналы периферийного ряда лопаток 7.

Гэз, например хлор, подается через штуцер 12 в зону входа в прицентрэльный ряд лопаток 6 ротора 5, Лопатки 6 и 7 сообщэют хлору циркуляционное вращательное движение в полуторообрэзных выемках 1 и

2. При этом зэ счет периодического зэкрытия-.открытия (перекрытия) межлопэточных каналов лопаток 6 и 7 стенками стэторэ 4 возникают акустические колебания, которые интенсифицируют процесс диспергировэния жидкости и смешения ее с газом, э тэкже закрутка потока в осевом и рэдиэльном нэпрэвлениях, что повышает качество смешения. Абгэз удаляется через штуцер

14, э хлорировэнный фенол выбрасывается к периферии получаш 1 и 2 и выводится через штуцер 15, 1725942

6 !

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в использовании большого числа физических эффектов и глубины их использования.

Так в изобретении используются центробежные силы, давление, разряжение; колебания стенок статора (гидродинамиче- . ские, гидроакустические, акустические).

Все эти.факторы совместно с известными 10 (смешение, турбулизация, циркуляция) позволяют осуществлять тонкое гомогенное диспергирование небольших объемов жидкости в больших объемах газа и, следовательно, высокую интенсивность тепломассообмена, а 15 также качественное последующее разделение продуктов реакции.

Формула изобретения

Роторный тепломассообменный реактор, содержащий разъемный корпус со штуцерами подвода-отвода взаимодействующих сред и чашами в виде полутора, о тл и ч а ю шийсятем, что, с целью повышения качества смешения и разделения больших объемов газа с малым объемом жидкости, он снабжен расположенными между чашами статорами и дисковым ротором, при этом ротор снабжен двумя рядами лопастей, направленными углом атаки в разные стороны.

1725942

1725942

1725942

Составитель С. Баранова

Редактор М. Самерханова Техред М,Моргентал Корректор Э. Лончакова

Заказ 1221 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101