Устройство для перемешивания жидких сред

(51)5 В 01 Р 5 16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Рубежанский филиал Днепропетровского химико-технологического института(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМ 1,ШИВАНИЯ 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.5 10 15 20 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 роторачерез 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 О,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 зо 25 30 35 40 45 50 ББ ны, следовательно, снижается перекачивающая производительность мешалки,Увеличение сечения прорези более 0,2существенно уменьшает перекачивающуюспособность перемешивающего устройстваза счет увеличенного расхода жидкости через прорези, который создает дополнительное сопротивление основному перекачиваемому потоку жидкости.Увеличение длины прорези более 0,8ее ширины не оказывает влияния на расходперекачиваемой жидкости, кроме того снижает прочность лопасти, а уменьшение длиныменее 0,7 ширины лопатки приводит к снижению расхода перекачиваемой жидкости,так как зона сужения потока в лопаткелишь частично перекрывается по ширинелопасти прорезью.При использвании предлагаемого устрой.ства для проведения массообмена в системегаз - жидкость в полых лопатках мешалкиустраняется застойная зона и увеличиваетсяперекачивающая способность. Это особенноважно при проведении быстрых экзотермичных реакций, например, сульфированияалкилбензолов газообразным серным ангидридом. Эта реакция протекает практически мгновенно. При этом выделяется большое количество тепла (170 ккал на 1 кг алкилбензолов), а следовательно, возмож нолокальное повышение температуры, что приводит к пересульфированию углеводородов.В данном случае применение перемешивающих устройств с прорезями позволяетустранить застойные зоны в полости лопатки, а значит устранить зоны налипания инакапливания пересульфированных углеводородов, т.е. предотвратить возможностьинкрустации стенок выходных каналов лопатки. В противном случае это приводит куменьшению поперечного сечения входногоканала лопатки и тем самым существенно снижает перекачивающую производительность мешалки по жидкой фазе. Это, всвою очередь, приводит к нарушению соотношения взаимодействующих реагентов, чтоеще более способствует образованию пересульфированных углеводородов, В конечномитоге происходит полное закупоривание полости лопаток пересульфированными углеводородами, для устранения которых необходимы демонтаж реактора и чистка перемешивающего устройства. При этом качество получаемой сульфокислоты постепенноухудшается, в сульфомассе увеличиваетсяпроцент пересульфированных углеводородов,При окончательной забивке лопастей процесссульфирования не идет.Частые разборки, чистки и сборки реактора, а также следующий за ними пусковой период характеризуются нестабильнымикачественными показателями целевого продукта.Установка перемешивающего устройства с прорезями на фронтальной поверх1606168 Формула изобретения Составитель Н. ФедороваРедактор И. Касарда Техред А. Кравчук Корректор М. МаксимишннепЗаказ 3510 Тираж 515 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45Производственно-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 жидкихсред, 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 1 Оннадежности устроиства, на фронтальной поверхности полых лопаток на расстоянии от их корневой части, равном гидравлическому радиусу, выполнены прорези, живое сечение которых составляет О,1 - 0,2 живого сечения выходного отверстия, а длина - 0,7 - 0,8 ширины лопатки.