Реактор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 51)5 В 01 ./ 19/ И парата явля- Лия процессов ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт проблем механики АН СССР(56) Справочник по обогащению углей. - М.:Недра. 1984, с,501,Авторское свидетельство СССР М.997771, кл. В 01 Р 5/18, 1981,(57) Изобретение относится к химическомумашиностроению, в частности к реакторам Изобретение относится к области химического машиностроения и предназначено для проведения химических реакций в пленочном режиме,Известен аппарат, содержащий корпус сустановленной 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 продля 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 апется невозможность проведен С:с большим тепловыделением.Целью изобретения является увеличение производительности реактора.Поставленная цель достигается тем, что,ивав реакторе, содержащем вертикально установленный корпус с тангенциальным патрубком ввода реагента, совмещенный с 00винтовой серповидной вставкой, установленной в верхней части боковой поверхно- (Лсти корпуса, форсунку ввода второго ареагента, расположенную на оси корпуса, (рпатрубок вывода продукта, введены новыеэлементы; а именно: снаружи корпуса установлена рубашка с патрубками ввода и вы- - двода охлаждающего агента, к которойприкреплен коллектор с патрубком выводапродукта, причем боковая поверхность корпуса выполнена конической с отверстиями,соединенными посредством отводных трубок, проходящих через рубашку, с коллектором, 1787518В 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, авторой реэгеНт йоступает в слой в виде 10капель, 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 реакционнуюсмесь рассредоточенно по мере ее образования и интенсивно ее охлаждать и тем самым полностью проводить процесс в оптимальномрежиме(без осмоления), четко выдеркать температуру в зоне реакции итем 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 возмокности 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 двикение смеси, так как уменьшается радиус корпуса, а момент количества движения практически постоянен,На чертеже представлен реактор в разрезе,Реактор содержит корпус 1, имеющийконическую 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 серповиднойвставкой 6, На оси реактора установлена форсунка 7 для подачи второго реагента. Сбоковой поверхностью 2 соединена рубашка 8 с патрубком ввода 9 и вывода 10 ох 152025303540 455055 лаждающего или нагревающего агента, к рубашке прикреплен коллектор 11 с выходным патрубком 12. Коллектор 11 соединен с корпусом 1 отводящими трубками 13,Реактор работает следующим образом. Более легкий реагент через пэтрубок 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 вследствие1787518 оставитель Ю.Волковехред М.Моргентал Корректор Н,Кеш эктор О,Ходаков Заказ 24 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго.Гагарина, 101 резкого понижения уровня происходит интенсивное волнообразование с большой,амплитудой. Данное волнообразование сбольшой амплитудой приводит к появлению интенсивных крупномасштабных вихревых образований, которыеперемещаются внутри объема жидкости,интенсивно его перемешивания. Еслиучесть, что отверстий много и одни волныбудут накладываться на другие, то эффективность перемешивания будет достаточновысокой, То есть отводящие трубки выполняют еще одну функцию - являются смесительными элементами в самой пленкежидкости, текущей по конической поверхности, в дополнении к трем уже имеющимсяфункциям,Таким образом, в предложенном реакторе удается проводить процессы с интенсивным выделением тепла или с 20интенсивным подогревом реакционнойсмеси, если вместо охлаждающего агента врубашку подавать нагревающий агент. Кроме того, производительность реактора существенно увеличивается, так как 25улучшаются условия перемешивания, Производительность реактора повышается согласно лабораторным исследованиям на модельных установках на 30 - 50 О посравнению с прототипом,Формула 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, установ. ленной в верхней части боковой поверхности корпуса, форсунку ввода второго компонента, расположенную по оси корпуса, патрубок вывода продукта, о т л и ч а ющ и й с я 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.