Реактор

 

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к реакторам для проведения химических реакций в пленочном режиме течения реакционной смеси . Цель изобретения состоит в увеличении производительности реактора и достигается за счет установки снаружи корпуса реактора рубашки с патрубками ввода и вывода охлаждающего или нагревающего агента, к которой прикреплен коллектор с патрубком вывода продукта, причем боковая поверхность корпуса выполнена конической с отверстиями, соединенными посредством отводных трубок, проходящих через рубашку, с коллектором . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 J 19/ f8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

00 3 (Л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4301412/63 (22) 28.08,87 (46) 15.01.93, Бюл. N- 2 (71) Институт проблем механики АН СССР (72) Г.А,Пагава, А.Г,Липкин, Ю.В,Мартынов, Д.И,Караулашвили, 3,Я.Кервалишвили, И.Я.Городецкий,Ф.Н.Тавадзе и В.В. Котомцева (56) Справочник по обогащению углей. — М.:

Недра. 1984, с,501, Авторское свидетельство СССР N.

997771, кл. В 01 F 5/18, 1981. (54) РЕАКТОР (57) Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к реакторам

Изобретение относится к области химического машиностроения и предназначено для проведения химических реакций в пленочном режиме, Известен аппарат, содержащий корпус с установленной в верхней части форсункой для подачи одной компоненты, в нижней части установлен кольцевой коллектор для подачи второй компоненты с соплами, установленными тангенциально, в дне аппарата установлен патрубок готового продукта. Недостатком указанного аппарата является сложность системы подачи второго реагента, невозможность использования аппарата для проведения процессов с большим тепловыделением, Известен также аппарат, содержащий корпус с тангенциальным патрубком ввода одного реагента, с которым совмещена винтовая серповидная вставка, в верхней части корпуса установлена форсунка для подачи второго реагента, с нижней частью корпуса соединен патрубок отвода готового про„„Я0 „„1787518 А1 для проведения химических реакций в пленочном режиме течения реакционной смеси. Цель изобретения состоит в увеличении производительности реактора и достигается за счет установки снаружи корпуса реактора рубашки с патрубками ввода и вывода охлаждающего или нагревающего агента, к которой прикреплен коллектор с патрубком вывода продукта, причем боковая поверхность корпуса выполнена конической с отверстиями, соединенными посредством отводных трубок, проходящих через рубашку, с коллектором. 1 ил. дукта. Недостатком данного аппарата является невозможность проведения процессов с большим тепловыделением.

Целью изобретения является увеличение производительности реактора.

Поставленная цель достигается тем, что в реакторе, содержащем вертикально установленный корпус с тангенциальным патрубком ввода реагента, совмещенный с винтовой серповидной вставкой, установленной в верхней части боковой поверхности корпуса, форсунку ввода второго реагента, расположенную на оси корпуса, патрубок вывода продукта, введены новые элементы; а именно: снаружи корпуса установлена рубашка с патрубками ввода и вывода охлаждающего агента, к которой прикреплен коллектор с патрубком вывода продукта, причем боковая поверхность корпуса выполнена конической с отверстиями, соединенными посредством отводных трубок, проходящих через рубашку, с коллектором, 1787518

В данном реакторе более тяжелый компонент, вышедший из форсунки, попадает на вращающуюся вокруг оси реактора поверхность более легкого компонента, проникает внутрь слоя реагента, при этом протекает химическая реакция с выделением тепла. Так как слой более легкого реагента из-за взаимодействия с охлаждающей поверхностью поступает охлажденным, а второй реэгеНт йоступает в слой в виде 10 капель, то выделйвшееся тепло поглощается более легким реагентом, Реакционная смесь с частично образовавшимся продуктом под действием центробежной силы прижимается к стенкам корпуса и проходит в отводящие трубки, где реакция протекает полностью при интенсивном охлаждении.

Таким образом, использование отводящих трубок позволяет: отбирать реакционную смесь рассредоточенно по мере ее образования и интенсивно ее охлаждать и тем самым полностью проводить процесс в оптимальном режиме (без осмоления), четко выдер>кать температуру B зоне реакции и тем самым ликвидировать побочные реакции; реакционная смесь из-за резкого изменения направления движения и резкого возрастания сдвиговых напряжений (влияние стенок более существенно) подвергается интенсивному перемешиванию, что увеличивает выход реакции, ускоряет процесс получения продукта; наличие систем трубок с интенсивным перемешиванием позволяет получить большую производительность реактора из-за возмо>кности существенного увеличения подачи реагентов; реактор более безопасный во взрывоопасном отношении, так как протекающие химические процессы локализованы в отводящих трубках и интенсивно охлаждаются; снять тепловую нагрузку вдоль реактора, В результате выполнения боковой стенки корпуса в виде конуса удается поддерживать интенсивное вращательное дви>кение смеси, так как уменьшается радиус корпуса, а момент количества движения практически постоянен, На чертеже представлен реактор в разрезе.

Реактор содержит корпус 1, имеющий коническую боковую поверхность 2 и крышки 3, в нижней части корпуса установлен патрубок 4 вывода готового продукта, в верхней части корпуса установлен тэнгенциальный патрубок 5 ввода реагента, совмещенный с винтовой серповидной вставкой 6. На оси реактора установлена форсунка 7 для подачи второго реагента. С боковой поверхностью 2 соединена рубашка 8 с патрубком ввода 9 и вывода 10 ох15

55 лаждающего или нагревающего агента, к рубашке прикреплен коллектор11 с выходным патрубком 12. Коллектор 11 соединен с корпусом 1 отводящими трубками 13.

Реактор работает следующим образом.

Более легкий реагент через патрубок 5 подается в корпус 1 тан ген циально, движется вдоль винтовой серповидной вставки 6, стекает через край вставки и оавномерно распределяется вдоль боковой поверхности 2, стекает вниз, вращаясь относительно оси реактора. Более тяжелый реагент распыляется форсункой 7 на вращающийся слой бОлее легкого реагента, проходит этот слой и вместе с образовавшимся продуктом удаляется через отводящие трубки 14 в коллектор 11, В рубашку 8 непрерывно подается через патрубок 9 охлаждающий агент, который выводится через патрубок 10, Реакционная масса интенсивно охлаждается агентом в отводящих трубках 13. Готовый продукт удаляется из коллектора 11 через патрубок 12 и из корпуса реактора через патрубок 4. Наличие крышки 3 не позволяет каплям: реакционной смеси уносится из реактора. Следует отметить, что наличие интенсивного вращения реакционной смеси на боковой конической стенке позволяет: 1) прижимать к стенке под действием центробежной силы готовый продукт и реакционную массу с максимальным количеством более тяжелого реагента и удалять их в отводящие трубки; 2) интенсивно перемешивать реакционный обьем, что позволяет избежать больших температур в зоне реакции и интенсивно охлаждать слой жидкости охлаждающим агентом, движущимся в рубашке 8; 3) подавать под напором реакционную массу в отводящие трубки 13, что улучшает условия перемешивания в них.

Кроме того, подача реакционного раствора в отводящие трубки приводит к интенсивному перемешиванию в слое жидкости на стенке 2.

В реакторе уставка отводящих трубок позволяет осуществить интенсивное перемешивание в пленочном потоке, что снижает размеры и количество локальных зон перегрева, резко уменьшает время их "жизни", Реакционная масса, достигающая входных отверстий отводящих трубок, проваливается в них. При этом за входными отверстиями отводящих трубок наблюдается резкое падение уровня пленочного течения реакционной массы, куда устремляется реакционная масса с обоих краев с большим уровнем жидкости. В результате столкновения потоков движущихся с обоих краев навстречу друг другу, а также вследствие

1787518 изводительность реактора повышается согласно лабораторным исследованиям на модельных установках на 30 — 50 no сравнению с прототипом, 7 6

Составитель Ю.Волков

Техред М.Моргентал Корректор Н.Кешеля

Редактор Q.Õîäàêîâà

Заказ 24 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 резкого понижения уровня происходит интенсивное волнообразование с большой,амплитудой. Данное волнообразование с большой амплитудой приводит к появлению интенсивных крупномасштабных вих- 5 ревых образований, которые перемещаются внутри объема жидкости, интенсивно его перемешивания. Если учесть, что отверстий много и одни волны будут накладываться на другие, то эффек- 10 тивность перемешивания будет достаточно высокой. То есть отводящие трубки выполняют еще одну функцию — являются смесительными элементами в самой пленке жидкости, текущей по конической поверх- 15 ности, в дополнении к трем уже имеющимся функциям, Таким образом, в предложенном реакторе удается проводить процессы с интенсивным выделением тепла или с 20 интенсивным подогревом реакционной смеси, если вместо охлаждающего агента в рубашку подавать нагревающий агент. Кроме того, производительность реактора существенно увеличивается, так как 25 улучшаются условия перемешивания, ПроФормула изобретения

Реактор для проведения химических реакций в пленочном режиме течения реакционной смеси, содержащий вертикально установленный корпус с тангенциальным патрубком ввода реагента, совмещенным с винтовой серповидной вставкой, установленной в верхней части боковой поверхности корпуса, форсунку ввода второго компонента, расположенную по оси корпуса, патрубок вывода продукта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения производительности реактора, снаружи корпуса установлена рубашка с патрубком ввода и вывода охлаждающего или нагревающегс агента, к которой прикреплен коллектор с патрубком вывода продукта, причем боко вая поверхность корпуса выполнена конической с отверстиями, соединенными посредством отводных трубок, проходящих через рубашку, с коллектором.