Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах



Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах
Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах
Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах
Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах
Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах
Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах

 


Владельцы патента RU 2429063:

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к конструкциям реакционных аппаратов малого объема периодического действия и может быть использовано для интенсификации гетерогенных процессов с большим газо- и тепловыделением в производствах химической, нефтехимической и фармацевтической промышленности. Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах содержит корпус с теплорбменной рубашкой, направляющие устройства, крышку, загрузочный и разгрузочный патрубки и вал с перемешивающим устройством. Реактор дополнительно снабжен загрузочным патрубком, соединенным с дозатором гранулированного или порошкообразного продукта. На выходе из дозатора дополнительно установлено запорное устройство с приводом, электрически соединенным с приводом дозатора. Направляющие устройства выполнены в виде радиально расположенных пластин, закрепленных на внутренней поверхности корпуса. Изобретение обеспечивает безопасность и удобство эксплуатации. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к конструкциям реакционных аппаратов малого объема периодического действия и может быть использовано для интенсификации гетерогенных процессов с большим газо- и тепловыделением в производствах химической, нефтехимической и фармацевтической промышленности.

Известен химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах, содержащий корпус с теплообменной рубашкой, вал с перемешивающим устройством, барботер, двухрядный змеевик, отражательные перегородки (Васильцов Э.А., Ушаков В.Г. Аппараты для перемешивания жидких сред. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1979, 26 с., 76 с.).

Недостатком реактора является конструкция отражательных перегородок, которые не обеспечивают необходимую турбулизацию и, как следствие, не обеспечивают достаточную интенсификацию массо- и теплообменных процессов.

Дальнейшее развитие такие реакторы получили в устройстве (патент РФ №2132726, МПК B01J 8/10, 1999 г.). Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах содержит корпус с теплообменной рубашкой, перемешивающее устройство, боковые направляющие устройства, барботер и двухрядный змеевик, выполненный таким образом, что расстояние между витками змеевика в "свету" составляет 0,5…0,8 диаметра трубы змеевика, расстояние между рядами змеевика равно 1,2 диаметра трубы. Змеевик вместе с барботером образует диффузор с конусом в нижней части реактора. На выходе из диффузора размещено дополнительное направляющее турбулизирующее устройство, выполненное в виде пяти пластин пропеллерного типа с шириной пластины, равной 1/3 ее длины, установленных под углом 90° к направлению движения перемешивающего потока.

Недостатком такого реактора является сложность эксплуатации при обработке сред, способных разлагаться вследствие своей нестабильности. Наличие многорядного змеевика и барботера приводит к усложнению процесса промывки реактора после выгрузки готового продукта, что усложняет эксплуатацию реактора.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах, содержащий корпус с теплообменной рубашкой, направляющие устройства, крышку, загрузочный и разгрузочный патрубки и вал с перемешивающим устройством (А.с. СССР №571294, МПК B01J 8/10, 1977).

Недостатком реактора является невозможность обработки сред, способных разлагаться вследствие своей нестабильности.

Задачей изобретения является обеспечение ведения процесса при получении щелочного раствора пероксида водорода, при котором необходимо дозировать твердые вещества, способные поглощать пары воды, и вести процесс в нестабильной жидкой фазе.

Задача решается тем, что в реакторе для проведения процессов в гетерогенных средах, содержащем корпус с теплообменной рубашкой, направляющие устройства, крышку, загрузочный и разгрузочный патрубки и вал с перемешивающим устройством, реактор дополнительно снабжен загрузочным патрубком, соединенным с дозатором гранулированного или порошкообразного продукта, на выходе из дозатора дополнительно установлено запорное устройство с приводом, электрически соединенным с приводом дозатора, и направляющие устройства выполнены в виде радиально расположенных пластин, закрепленных на внутренней поверхности корпуса.

Реактор дополнительно снабжен датчиком температуры, соединенным с блоком управления, управляющим приводами дозатора и запорного устройства.

Полость реактора и полость дозатора соединены с линией подачи инертного газа.

Направляющие устройства расположены под углом к образующей реактора.

Патрубок подачи гранулированного или порошкообразного продукта снабжен узлом удаления пылевидных частиц и узлом растворения пылевидных частиц перед подачей в реактор.

Узел удаления пылевидных частиц выполнен в виде заключенных в обечайку сетчатых вставок, соединенных с линией подачи инертного газа.

Узел растворения пылевидных частиц выполнен в виде емкости, снабженной барботером, соединенным с линией подачи инертного газа.

Дополнительное снабжение реактора загрузочным патрубком, соединенным с дозатором гранулированного или порошкообразного продукта, дополнительная установка на выходе из дозатора запорного устройства с приводом, электрически соединенным с приводом дозатора, и выполнение направляющих устройств в виде радиально расположенных пластин, закрепленных на внутренней поверхности корпуса, обеспечивает:

- возможность дозирования не только растворов, но и продукта в виде чешуек или порошка;

- исключение обводнения твердого продукта перед подачей в реактор;

- упрощение обслуживания реактора при проведении гетерогенных реакций за счет одновременного открытия запорного устройства и пуска дозатора;

- упрощение обслуживания за счет исключения воронкообразования при перемешивании потока взаимодействием раствора с направляющими пластинами.

Дополнительное снабжение реактора датчиком температуры, соединенным с блоком управления, управляющим приводами дозатора и запорного устройства, обеспечивает проведение процесса синтеза пероксогидрата калия за счет поддержания оптимальной температуры синтеза. При повышении температуры выше заданной происходит автоматическое отключение привода дозатора и перекрытие патрубка подачи твердого продукта запорным устройством. Повторное включение дозатора происходит только после снижения температуры до безопасной, т.е. после полного растворения твердого продукта (гидроокиси калия). За счет этого исключается термическое разложение щелочного раствора пероксида водорода. Это обеспечивает упрощение обслуживания реактора.

Соединение полости реактора и полости дозатора с линией подачи инертного газа обеспечивает:

- безопасность работы реактора при работе с нестабильными растворами - возможное каталитическое разложение щелочного раствора пероксида водорода в случае применения герметичного реактора требует применения специальных защитных средств (например, разрушающихся мембран) для исключения разрушения реактора;

- подача инертного газа (например, азота или очищенного от диоксида углерода воздуха) исключает попадание воздуха в полость реактора через неплотности крышки реактора, крышки бункера дозатора, препятствуя обводнению твердого продукта.

Расположение направляющих устройств под углом к образующей реактора помимо исключения воронкообразования жидкости в реакторе в процессе перемешивания обеспечивает интенсификацию процесса перемешивания вблизи центральной части днища реактора, т.е. в зоне, в которой собираются нерастворенные гранулы твердого продукта. Это позволяет интенсифицировать работу реактора.

Снабжение загрузочного патрубка, соединенного с дозатором, узлом удаления пылевидных частиц и узлом растворения пылевидных частиц перед подачей в реактор обеспечивает исключение попадания пылевидного продукта в раствор пероксида водорода, что может привести к его каталитическому разложению. Это позволяет упростить работу оператора при обслуживании реактора за счет исключения предварительного удаления пылевидного продукта.

Выполнение узла удаления пылевидных частиц в виде заключенных в обечайку сетчатых вставок, соединенных с линией подачи инертного газа, обеспечивает удаление пылевидных продуктов из дозируемого в реактор гранулированного продукта, тем самым исключается возможность каталитического разложения раствора пероксида водорода, что повышает безопасность эксплуатации реактора.

Выполнение узла растворения пылевидных частиц в виде емкости, соединенной с линией подачи инертного газа, обеспечивает возвращение в производственный цикл пылевидного продукта после его растворения в воде. При этом перемешивание раствора осуществляется инертным газом, участвовавшем в процессе продувки дозируемого продукта. Это обеспечивает простоту эксплуатации реактора.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 представлен общий вид химического реактора для проведения процессов в гетерогенных средах;

на фиг.2 показано сечение корпуса реактора, по А-А, фиг.1;

на фиг.3 показано сечение корпуса реактора с боковыми направляющими, развернутыми относительно образующей реактора;

на фиг.4 показано соединение дозатора с крышкой реактора (выноска I);

на фиг.5 показан узел продувки твердого продукта;

на фиг.6 - то же, что на фиг.5, сечение по Б-Б.

Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах содержит:

1. корпус;

2. теплообменная рубашка;

3. перемешивающее устройство;

4. направляющие устройства;

5. крышка;

6. загрузочный патрубок;

7. разгрузочный патрубок;

8. вал;

9. привод вала;

10. дозатор;

11. привод;

12. узел удаления пылевидных частиц;

13. сетчатая вставка;

14. запорный орган;

15. привод;

16. загрузочный патрубок;

17. узел растворения пылевидных частиц;

18. кран;

19. линия подачи пероксида водорода;

20. кран слива готового продукта;

21. патрубок подвода теплоносителя;

22. патрубок отвода теплоносителя;

23. линия подачи инертного газа;

24. запорное устройство;

25. регулятор давления;

26. дроссель;

27. дроссель;

28. датчик температуры;

29. блок управления.

Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах содержит корпус 1, выполненный из нержавеющей стали и заключенный в теплообменную рубашку 2. Внутри реактора помещено перемешивающее устройство 3, и на стенке корпуса 1 закреплены направляющие устройства 4. Сверху на корпусе 1 установлена крышка 5 с загрузочным патрубком 6. В нижней части корпуса 1 расположен разгрузочный патрубок 7. Перемешивающее устройство 3 смонтировано на валу 8, соединенным с приводом вращения вала 9. На крышке 5 установлен дозатор 10, снабженный приводом 11. На выходе дозатора 10 расположен узел удаления пылевидных частиц 12 с установленными на ее противоположных стенках сетчатыми вставками 13. К узлу удаления пылевидных частиц 12 примыкает запорный орган 14, соединенный с приводом 15. С противоположной стороны запорный орган 14 соединен с крышкой 5 загрузочным патрубком 16, соединенным с дозатором 10. На крышке 5 установлен узел растворения пылевидных частиц 17, представляющий собой камеру с водой, соединенную с загрузочным патрубком 6 через кран 18. Загрузочный патрубок 6 соединен также с линией подачи пероксида водорода 19. На выходе разгрузочного патрубка 7 установлен кран 20 для слива готового продукта. Теплообменная рубашка 2 снабжена патрубками 21 и 22 для подвода и отвода теплоносителя. Линия подачи инертного газа 23 содержит запорное устройство 24, регулятор давления 25 и дроссели 26 и 27. На крышке 5 установлен также датчик температуры 28 с блоком управления 29. Линия подачи инертного газа 23 соединена с дозатором 10, разгрузочным патрубком 7, узлом удаления пылевидных частиц 12 и узлом растворения пылевидных частиц 17.

Химический реактор работает следующим образом: в корпус 1 реактора периодическим способом через загрузочный патрубок 6 на крышке 5 заливают мерное количество пероксида водорода через линию подачи пероксида водорода 19, включается перемешивающее устройство 3 путем включения привода 9 вала 8. При этом подается охлаждающая жидкость в теплообменную рубашку 2 через патрубки 21 и 22. После этого из линии подачи инертного газа 23 через открытое запорное устройство 24 и регулятор давления 25 в дозатор 10, разгрузочный патрубок 7, узел удаления пылевидных частиц 12 и узел растворения пылевидных частиц 17 подается инертный газ - азот либо очищенный от диоксида углерода воздух. Расход инертного газа через разгрузочный патрубок 7 и узел удаления пылевидных частиц 12 регулируется дросселями 26 и 27.

После достижения заданной температуры в реакторе, например 25°С, включается дозирование твердой гидроокиси калия в виде чешуек либо порошка. Для этого включается привод 11 дозатора 10 и привод 15 запорного органа 14, и твердый продукт через узел удаления пылевидных частиц, запорный узел 14 и загрузочный патрубок 16 из дозатора 10 поступает в перемешиваемую жидкость. При растворении гидроокиси калия происходит повышение температуры раствора, которая контролируется датчиком температуры 28 с блоком управления 29. При повышении температуры раствора выше заданной блок управления 29 отключает привод 11 и приводом 15 закрывает запорный орган 14. Повторное включение осуществляется автоматически после снижения температуры раствора.

Растворение твердого продукта интенсифицируется за счет работы перемешивающего устройства 3. Раствор при работе перемешивающего устройства 3 взаимодействует с боковыми направляющими устройствами 4 и отклоняется вниз, создавая циркуляцию потока вблизи днища корпуса 1. Этому же способствует поступающий через дроссель 27 и разгрузочный патрубок 7 инертный газ, способствующий интенсификации растворения за счет перемешивания раствора.

Так как при растворении пылевидного продукта может происходить местный перегрев пероксида водорода, приводящий к его термическому разложению, производится продувка пыли из дозируемой гидроокиси калия. Для этого инертный газ подается через дроссель 26 в узел удаления пылевидных частиц 12 под нижнюю сетчатую вставку 13, через которую инертный газ проходит через дозируемый материал и увлекает пылевидный материал, проходя через верхнюю сетчатую вставку, в узел растворения пылевидных частиц 17, в котором находится вода. За счет барботирования пылевидные частицы растворяются в воде, а инертный газ удаляется из узла растворения 17 через верхние отверстия. В ходе процесса раствор щелочи через кран 18 и загрузочный патрубок 6 подается в реактор и принимает участие в приготовлении щелочного раствора пероксида водорода без повышения температуры. По окончании процесса готовый щелочной раствор перокеида водорода через разгрузочный патрубок 7 и кран 20 выгружается из реактора.

Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах обеспечивает получение щелочного раствора пероксида водорода и обеспечивает повышение безопасности и упрощение работы реактора.

1. Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах, содержащий корпус с теплообменной рубашкой, направляющие устройства, крышку, загрузочный и разгрузочный патрубки и вал с перемешивающим устройством, отличающийся тем, что реактор дополнительно снабжен загрузочным патрубком, соединенным с дозатором гранулированного или порошкообразного продукта, на выходе из дозатора дополнительно установлено запорное устройство с приводом, электрически соединенным с приводом дозатора, и направляющие устройства выполнены в виде радиально расположенных пластин, закрепленных на внутренней поверхности корпуса.

2. Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах по п.1, отличающийся тем, что реактор дополнительно снабжен датчиком температуры, соединенным с блоком управления, управляющим приводами дозатора и запорного устройства.

3. Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах по п.1, отличающийся тем, что полость реактора и полость дозатора соединены с линией подачи инертного газа.

4. Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах по п.1, отличающийся тем, что направляющие устройства расположены под углом к образующей реактора.

5. Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах по п.1, отличающийся тем, что патрубок подачи гранулированного или порошкообразного продукта снабжен узлом удаления пылевидных частиц и узлом растворения пылевидных частиц перед подачей в реактор.

6. Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах по п.5, отличающийся тем, что узел удаления пылевидных частиц выполнен в виде заключенных в обечайку сетчатых вставок, соединенных с линией подачи инертного газа.

7. Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах по п.5, отличающийся тем, что узел растворения пылевидных частиц выполнен в виде емкости, снабженной барботером, соединенным с линией подачи инертного газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для аэрирования и может быть использовано в гидрометаллургической, химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях техники, в частности, для осаждения марганца аммиаком с использованием кислорода воздуха в качестве окислителя, а также для аэрационной очистки сточных вод.

Изобретение относится к регенерации мономерных сложных эфиров замещенной или незамещенной акриловой кислоты или стиролсодержащих мономеров, а именно к устройству для регенерации мономерных сложных эфиров замещенной или незамещенной акриловой кислоты или стиролсодержащих мономеров из содержащего соответствующие структурные единицы полимерного материала, включающему обогреваемый реактор для генерирования содержащего мономер газа из полимерного материала и передвигающее устройство для приведения в движение содержащегося в реакторе передвигаемого продукта, которое скомбинировано с реактором или является частью реактора, причем передвигаемый продукт содержит полимерный материал и теплоноситель.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к технологическому комплексу производства алкидных лаков с использованием автоматизированной системы управления всем технологическим процессом, и может быть использовано при получении различных лакокрасочных материалов на его основе и покрытий различного назначения, в частности применяемых для окраски металлических, деревянных и других поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях и внутри помещений.

Изобретение относится к области химической промышленности. .

Изобретение относится к реакторам и тепломассообменным аппаратам и может быть использовано в кремний органической промышленности для получения алкоксисиланов. .

Реактор // 2330715
Изобретение относится к химическому машиностроению, к конструкциям реакционных аппаратов и может быть применено для интенсификации гетерогенных процессов при избыточном давлении с большим газо- и тепловыделением.

Изобретение относится к области проведения тепловой обработки текучих продуктов. .

Изобретение относится к химической промышленности и касается установки для термоударной обработки сыпучих материалов, содержащей емкость для исходного материала, нагреватели и привод вращения, при этом она включает вертикальный вал с закрепленной на нем тарелью, установленный в корпусе, регулятор расхода материала, установленный в нижней части емкости для исходного материала, при этом привод вращает вал, имеется система охлаждения-закалки продуктов термоударной обработки, а рабочая поверхность тарели выполнена конической или с кривизной, обеспечивающей расширение кверху.

Изобретение относится к способам и устройствам, позволяющим проводить физические и химические процессы с жидкими средами. .

Изобретение относится к установке для проведения термокаталитических процессов нефтепереработки и нефтехимии

Изобретение относится к центробежному массообменному аппарату, предназначенному для проведения процессов, осложненных химическими превращениями, как в системах "жидкость-твердое", так и в системах "жидкость-жидкость" и может быть использовано в химической, фармацевтической, биотехнологической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к устройству для осуществления пиролиза биомассы

Изобретение относится к оборудованию для реализации различных способов проведения тепловой обработки и концентрирования текучих продуктов. Устройство включает подшипниковый узел 1 с вертикальным приводным валом 2 и приводом, нагреватель. Устройство дополнительно содержит выпарной контур, который включает в качестве нагревателя насос 6, по крайней мере, одно инжекторное устройство 11, замыкающее выпарной контур, связанные линией трубопроводов, для установки элементов выпарного контура в нижней части подшипникового узла 1 совместно с ним или раздельно выполнен опорный фланец 4, под подшипниковым узлом 1 расположена консоль 5 произвольной конструкции, на которой установлен корпус насоса 6 соосно приводному валу 2, насос 6 состоит из неподвижного разъемного корпуса 8, закрепленного на консоли 5, и ротора 9, установленного на приводном валу 2, насос 6 имеет центральное входное отверстие 7 для забора продукта и по крайней мере одно выходное отверстие из насоса 6 для подачи продукта через линию трубопроводов в инжекторное устройство 11 для обратного впрыска продукта в емкость. Техническим результатом устройства является то, что с его помощью можно выполнять тепловую обработку и выпаривание любых текучих продуктов и смесей без перегрева. При необходимости устройство позволяет также наряду с тепловой обработкой осуществлять гомогенизацию продукта. 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к конструкциям химических реакторов с механическими перемешивающими устройствами и может быть использовано в химических и смежных с ней промышленностях для проведения различных каталитических процессов, в частности для жидкофазной очистки стирольной фракции от примеси фенилацетилена методом каталитического селективного гидрирования стирольной фракции. Реактор содержит вертикальный корпус, патрубки для подвода стирольной фракции и водорода, привод механической мешалки, установленный на крышке корпуса по его оси, с вертикальным валом, пропущенным через крышку корпуса, и катализатор, загруженный в корпус, при этом катализатор изготовлен из стеклотканого материала в форме ленты, размещенной на цилиндрической сетчатой обечайке, которая установлена вертикально соосно валу механической мешалки в средней части корпуса. Катализатор содержит в своем составе каталитически активные металлы из ряда Ni, Cu и металлы платиновой группы на уровне 0,05-1,0 мас. %. Реактор снабжен системой термостатирования, выполненной в виде охватывающего корпус кожуха, обеспечивающего при прокачке через его рубашку теплоносителя поддержание в реакторе температуры гидрируемой стирольной фракции не выше 50°C. Изобретение обеспечивает увеличение производительности реактора и упрощение его конструкции. 2 ил., 1 табл.

(57) Настоящее изобретение относится к реактору (1) для сепарации вещества, включенного в составной материал. Реактор включает по меньшей мере одну реакционную камеру (2) и по меньшей мере один ротор (3), причем упомянутая реакционная камера (2) включает по меньшей мере один корпус (6, 6а, 6b, 7), который уплотнен относительно окружающей среды и имеет по меньшей мере одно входное отверстие (8), а также по меньшей мере одно выходное отверстие (9). Ротор (3) включает по меньшей мере один вал (5). По меньшей мере первая часть ротора (3) расположена в корпусе (6, 6а, 6b, 7), а упомянутый вал (5) протяжен только в одном направлении от упомянутой первой части ротора через корпус (6, 6а, 6b, 7) и выходит за его пределы. Изобретение позволяет облегчить доступ к лопастям ротора и к изношенным поверхностям в реакционной камере, подлежащим обслуживанию и/или замене. 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к полиуретановым лакам и способу его получения и может быть использовано для защиты металлических, бетонных, железобетонных и деревянных строительных конструкций, морских сооружений, внутреннего и наружного покрытия трубопроводов и емкостей, насосно-компрессорного оборудования при добыче и транспортировке нефти и газа от воздействия атмосферных и агрессивных сред. Способ получения полиуретанового форполимерного лака включает смешение компонентов в процентно-массовом соотношении: простой полиэфир Лапрол 3003 20-30, стирол 40-50, акрилонитрил 20-30 и гексаметилдиизоцианат 5-7, при избыточном давлении углекислого газа, смесь которых синтезируют перемешиванием при температуре 50-55°C. Затем смесь охлаждают с последующей фильтрацией и расфасовкой в герметичные тары. Перед применением в смесь вводят диизоцианат или полимердиизоцианат в количестве 20-25 мас.ч. на 100 мас.ч. лака и перемешивают. При необходимости в лак вводят необязательные добавки из одного или нескольких представителей пигментов или модификаторов реологии и неактивных наполнителей. Также изобретение относится к установке для получения полиуретанового форполимерного лака, которая содержит реактор, снабженный циркуляционной системой нагрева, включающей емкость воды, подогреватель и водяной насос, последовательно соединенные трубопроводами с нагревательной рубашкой реактора, последний соединен с многокомпонентным дозатором и емкостью для загрузки сырья, оснащенной весами, и сборником с емкостью для легкой фракции, и системой охлаждения, включающей обратный холодильник, снабженный вакуумным насосом с гидрозатвором, соединенный с рубашкой реактора, а снизу реактор соединен трубопроводами с помощью вентилей параллельно с баллоном для сжатого газа, снабженным газовым редуктором и через фильтр с тарой для готовой продукции. Технический результат - повышение стойкости от воздействия атмосферных и агрессивных сред, термостойкости и гидроизоляции, электрической прочности. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Наверх