Реактор

(53) 66.023(088.8) 123093,со ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ АВТОРСКОМУ СВИ(54) (57) 1. РЕАКТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, цилиндрический теплообменник, коаксиально расположенный в корпусе и образующий реакционную камеру, вал, размещенный по оси корпуса, перемешивающий элемент, закрепленный на рабочем конце вала, насос с всасывающим патрубком, установленный на валу, и штуцеры ввода и вывода реагентов, отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса за счет многократной циркуляции смеси реагентов по высоте корпуса и измельчения твердых реагентов, он снабжен мелющими телами, помещенными на перемешивающий элемент, который выполнен в виде перфорированной тарелки, расположенной внутри теплообменника, а насос размещен на одном из торцов теплообменника и соединен всасывающим патрубком с реакционной камерой,1017378 2. Реактор по.п. 1, отличающийся тем, что он снабжен горизонтальной перфорированной перегородкой, установленной на всасывающем патрубке насоса, который выполнен в виде турбинного колеса.3. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен горизонтальной перфорированной перегородкой, установленной в реакционной камере, на внутренней поверхИзобретение относится к аппаратам, предназначенным для проведения физико-химико-механических процессов в системе жидкость - газ, жидкость - жидкость, жидкость твердое тело и преимущественно может бытьиспользовано в различных технологических процессах пищевой и химической отраслей.Известно устройство для диспергирования частиц в жидкой среде, содержашеекорпус, внутри которого на валу установлена мешалка в виде пропеллера, рабочиетела, трубопроводы подачи и отвода смесии привод 1.Наиболее близким к предлагаемому .посвоей сущности и достигаемому эффекту является реактор, содержаший вертикальныйцилиндрический корпус, цилиндрическийтеплообменник, .коаксиально расположенный в корпусе и образующий реакционнуюкамеру, вал размещенный по оси корпуса,перемещающий элемент, закрепленный на 20рабочем конце вала, насос со всасываюшимипатрубками, установленный на валу, и штуцеры ввода и вывода реагентов 2,Недостаток известных устройств заключается в том, что низка интенсивность обработки смеси и диспергирования в жидкости твердых частиц, так как в этих реакторах рабочие тела неравномерно распределяются по всему объему рабочей камеры, соударения между ними носят скользящий характер и слабы. Цель изобретения - интенсификация процесса за счет многократной циркуляции смеси реагентов по высоте корпуса и измельчения твердых реагентов.Поставленная цель достигается тем, что реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, цилиндрический теплообменник, коаксиально расположенный в корпусе и образующий реакционную камеру, вал, размешенный по оси корпуса, пе ремешиваюший элемент, закрепленный на рабочем конце вала, насос со всасываю ности теплообмен ника под перфорированной тарелкой с мелющими телами. 4. Реактор по пп. 1, 2 и.3, отличающийся тем, что он снабжен вертикальными отражательными перегородками, закрепленными на внутренней поверхности теплообменника и расположенными под перфорированной тарелкой. шим патрубком, установленный на валу, и штуцеры ввода и вывода реагентов, снабжен мелющими телами, помещенными на перемешиваюший элемент, который выполнен в виде перфорированной тарелки, расположенной внутри теплообменника, а насос размещен на одном из торцов теплообменника и соединен всасывающим патрубком с реакционной камерой.Дополнительно он снабжен горизонтальной перфорированной перегородкой, установленной на всасываюшем патрубке насоса, который выполнен в виде турбинного колеса, горизонтальной перфорированной перегородкой, установленной в реакционной камере на внутренней поверхности теплообменника над перфорированной тарелкой с мелющими телами, и вертикальными отражательными перегородками, закрепленными на внутренней поверхности теплообменника и расположенными над перфорированной тарелкой. На фиг. 1 изображен реактор по первому варианту исполнения, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, по второму варианту исполнения,Реактор, содержаший вертикальный цилиндрический корпус 1, цилиндрический теплообменник 2, коаксиально расположенный в корпусе и образующий реакционную камеру 3, вал 4, размещенный по оси корпуса, перемешиваюший элемент 5, закрепленный на рабочем конце вала 4, насос 6 со всасывающим патрубком 7, установленный на валу 4, штуцеры 8 и 9 ввода и вывода реагентов, и мелющие тела 10, Ьомешенные на перемешиваюший элемент 5, который выполнен в виде перфорированной тарелки, расположенной внутри теплообменника 2. Насос 6 размешен на одном из торцов теплообменника 2 и соединен всасывающим патрубком 7 с реакционной камерой 3. Дополнительно реактор снабжен горизонтальной перфорированной перегород1017378 Я г ВНИИПИ Тираж 537 Филиал ПП г, Ужгород Заказ 3429111ПодписноеПатент,Проектная,кой 11, установленной на всасывающем патрубке 7 насоса б, который выполнен в виде турбинного колеса, горизонтальной перфорированной перегородкой 1.2, установленной в реакционной камере 3 на внутренней поверхности теплообменника 2 над перфорированной тарелкой 5 с мелющими телами 10, и вертикальными отражательными перегородками 13, закрепленными на внутренней поверхности теплообменника 2 и расположенными над перфорированной тарелкой 5.Реактор работает следующим образом.Через штуцер 8 загружается исходной суспензией, в полость теплообмен ника 2 подается теплоноситель, вал 4 приводится во вращение. При этом тела 10 приходят в беспорядочное интенсивное движение, в связи с чем происходит дробление и истирание частиц твердой фазы, а также значительная турбулизация слоя жидкости у поверхности раздела.Насосом 6 создается направленное движение смеси реагентов и появление внутренней циркуляции в аппарате по аксиальному каналу 14. Перегородка 12 предотвращает вылет тел 10 из камеры 3. Многократная внутренняя циркуляция реагирующей суспензии и интенсивное воздействие беспорядочно движущихся шаровых мелющих тел 10, дробление и истирание твердой фазы приводят к значительному ускорению процесса синтеза.Кроме проведения химических процессов в гетерогенных системах в предлагаемом аппарате могут быть проведены физические процессы, например, растворение плохо- растворимых веществ, абсорбция с образованием осадков и инкрустацией и др.5 Плотность твердого вещества в суспензии может быть различной, что вызывает различие в конструктивном выполнении аппарата, касающемся взаимного т 1 асположения пространства, занимаемого твердыми телами, и турбинного колеса.При плотности твердой фазы, близкойк плотности жидкости, при наличии газовой фазы и при опасности всплывания частиц турбинное колесо располагается над пространством, занятым шаровыми телами, 15 а поток реагентов проходит зону интенсивного взаимодействия снизу вверх (фиг. 1),При плотности твердой фазы, значительно превышающей плотность жидкости, и при опасности осаждения частиц турбинное колесо располагается ниже пространства, 20 занятого шаровыми телами, и реакционныйпоток проходит зону интенсивного взаимодействия сверху вниз (фиг. 1).Предварительно проведенный техникоэкономический анализ показывает, что каталитические реакции в жидкотвердой фазе в настоящем реакторе протекают по времени в три раза быстрее. На существующих аппаратах для этих целей реакции протекают в течение 25 - 30 мин и за это время расходуется электроэнергии около 3,5 - ЗО 4 кВт.В предлагаемом устройстве расход электроэнергии снижается до 1,0 - 1,2 кВт.