Реактор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 1965505 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Государственный комитет СССР но делам изобретений н оТкрытий(088.8) Дата опубликования описания 15 .10 .82(54) РЕАКТО Изобретение относится к реакцион" ной химической аппаратуре, более конкретно к вращающимся аппаратам ба- рабанного типа, и может быть использовано для проведения гетерогенных химических реакций.или массообмена между дисперсной твердой фазой и гаэомаИзвестны вращающиесяаппараты барабанного типа для обжига цементного клинкера. Эти аппараты не имеют каких-либо внутренних устройств, обеспечивающих перемешивание:и перемещение твердой Фазы. Перемещение твердой фазы к нижнему концу. аппарата происходит эа счет скатывания частиц по склону засыпки барабана при его вращении.Известны вращающиеся барабаны для проведения процессов сушки, Эти аппараты .снабжаются внутренними уст" ройствамн в виде перекидных полок или другими аналогичными приспособлениями, которые захватывают частицы твердой фазы и с которых происходит ссыпание частиц сквозь газовую фазу. Сушильные барабанные аппараты устанавливаются также наклонно к горизонту и перемещение;твердой фазы происходит в них не.только за счет сскатывания частиц по склону засыпки,но и эа счет смещения к нижнему концу барабана при каждом ссыпании сперекидных полок 1)В этих аппаратах также как и ваппаратах для производства цемента,отсутствует полное перемешиваниетвердой Фазы вдоль аппарата и наблюдается только интенсивное поперечноеперемешивание твердой фазыНаиболее близким к предлагаемомупо конструкции и достигаемому эффекту является реактор, содержащийна,клонно установленный вращающийся барабан, спиральную ленту и перекидные полки, закрепленные на внутреннейповерхности барабана, теплообменныйцилиндрический кожух, коаксиальнорасположенный снаружи корпуса, штуцеры авода и вывода теплоносителя,соединенные с кожухом, и устройстваввода и вывода реагентов. За .счетприменения винтовых поверхностей,перекидных полок и наклона аппара.та к горизонту осуществляется интенсивное как поперечноетак и продольное перемешивание твердой Фазы. Жкие аппараты используются, например,в процессах прямого синтеза алкил- ЗО и арилхлорсиланов воздействием. хлористого алкила или арила на кремне-видный сплав. Для отвода тепла реак- ции аппарат снабжен наружным непод- вижным кожухом, разделенным лабиринтньми. уплотнениями на три зоны, каждая из которых имеет самостоятельный по двод и отвод охлаждающих газов. Подпитка аппарата твердой фазой (кремне-медньм сплавом) осуществляется непрерывно. Удаление отработанной твердой фазы (выработанного кремневидО ного сплава и образовавшейся сажи) осуществляется газовым потоком. Геометрические размеры винтовой поверхности, число и размер перекидных полок, а также угол наклона аппарата к горизонту взаимно связаны длядостижения равномерной по длине аппарата степени загрузки твердой фазой. В аппаратах с таким внутренним устройством наблюдается как интенсивное поперечное, так и продольное пере.мешивание твердой фазы 2)Недостатком этого аппарата является повышенный расход фазы (кремне- медного сплава) из-за выноса газовым потоком наряду с отработанными и свежих частиц твердой фазы. Повышенный расход свежей твердой фазы объясняется тем, что внутри вращающегося барабана имеет место интенсивное продольное перемешивание твердой фазы, благодаря которому вновь загруженные частицы твердой фазы переносятся к выгружающему штуцеру аппарата за время, недостаточное для ее отработки. 35 Цель изобретения - интенсификация процессов за счет уменьшения расхода твердой фазы у аппарата.Поставленная цель достигается тем, 4 О что реактор, содержащий наклонно установленный вращающийся барабан, спиральную ленту и перекидные полки, закрепленные на внутренней поверхности барабана, теплообменный цилиндри вский кожух, коаксиально расположнный снаружи корпуса, штуцеры ввода и вывода теплоносителя, соединенняе с кожухом, и устройства ввода и жгвода реагентов, снабжен вертикальими перегородками с выполненными в них отверстиями, установленными в корпусе перпендикулярно продольной ,оси корпуса между витками спиральной ,ленты, причем диаметр отверстий вертикальных перегородок меньше внутреннегодиаметра витков спиральной ленты и равен разности между внут-.ренним радиусом барабана и стрелой озгмента номинальной загрузки его твердой фазой, а перекидные полки 60 расположены на расстоянии от вертикальных перегородок, определяемым произведением внутреннего диаметра барабана на синус угла его наклона к горизонту. 65 На фиг. 1 изображен реактор, общий вид, продольный разрез; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг. 1.Реактор, установленный под углом о к горизонту, состоит иэ корпуса 1, внутри которого располагаются перекидные полки 2 и винтовые поверхности 3. На корпус 1 одеты бандажи 4, которые опираются на ролики 5, Вращение барабан получает от венцовой шестерни б. Внутренняя полость барабана делится на отдельные реакционные зоны с помощью вертикальных перегород,7. Снаружи вращающийся корпус 1 охватывает неподвижный кожух 8, снабженный штуцерами 9 и 10 для подачи и отвода газообразного теплоносителя. Полость между неподвижным кожухом 8 и вращающимся корпусом 1 ограничивается лабиринтньми уплотнениями 11. Реакционный газ с исходной твердой фазой поступает через штуцер 12, а продукты синтеза и отработанная твердая фаза покидают реактор через штуцер 13. Вращающийся реактор барабанного типа работает следующим образом.После загрузки барабана номинальньм количеством твердой фазы дальнейшая ее подача, компенсирующая ее выработку и унос, осуществляется транспортом реакционными газами через штуцер 12. В первой по ходу газа реакционной зоне осуществляется интенсивное как поперечное, так и продольное перемешивание твердой фазы. Так как радиус отверстия в вертикальной перегородке меньше внутреннего радиуса винтовой поверхности и составляет (К-Ь), то перенос твердой Фазы иэ первой секции во вторую осуществляется газовым потоком, Для предотвращения попадания в отверстие вертикальной перегородки твердой фазы, попадающей с перекидных полок 2, последние не доходят до вертикальной перегородки на растояние а, определяемое произведением внутреннего диаметра барабана на синус угла его наклона к горизонту. Этим .достигается перенос во вторую реакционную зону только наиболее мелких и легких взвешенных в газовом потоке частиц твердой фазы. Во второй и последующих реакционных зонах за счет наклона аппарата к горизонту и измнения внутреннего устройства в виде перекидных полок 2 и винтовой поверхности 3 осуществляется интенсивное поперечное и продольное перемешивание твердой фазы и вынос через вертикальные перегородки наиболее, мелких и легких, т.е. отработанных, частиц твердой фазы.Разбивка реакционного пространства на ряд последовательных реакционных эон предотвращает прямой965505 Формула изобретения ИИПИ 3раж 583 каз 7733/7Подписное Патент" ул,Лрое Филиал ПП г. Ужгоро/ктная,4,1.2 проскок свежей твердой фазы и .черезштуцер 13 выносится наиболее отработанная твердая Фаза, тем самым, снижается расходный коэффициент по твердой фазе.В случае синтеза алкил- и арилхлорсиланов, где твердая Фаза кремневидный сплав является наиболее дорогим компонентом процесса, применение предлагаемого аппарата дает экономический эффект в десятки тысяч рублей. Реактор для обработки твердой фазы, содержащий наклонно установленный .вращающийся барабан, спи 1.альную ленту и перекидные полки, закрепленные на внутренней поверхности барабана, теплообменный цилиндрический кожух, коаксиально расположенный снаружи корпуса барабана, штуцеры ввода и вывода теплоносителя, соединенные с кожухом, и устройства вво да и вывода реагентов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процессов за счет уменьжния расхода твердой фазы, он снабжен вертикальными перегородками с вылнениыми в них отверстиями, установленными в корпусе перпендикулярн опродольной его оси между витками спиральной ленты, причем диаметр отверстий вертикальных перегородок меньше10 внутреннего диаметра витков спиральюй ленты и равен разности между внутренним радиусом барабана и высотойноминальной загрузки его твердойфазой, а перекидные полки располо.15 жены нарасстоянии от вертикальныхперегородок, определяемом произведением внутреннего диаметра барабанана синус угла его наклона к горизонту.Источники информации,20 принятые во внимание при экспертизе1. Воганов А.И. Вращающиеся печиМацементной промышленности. М.,оиностроение, 1965, с. 123.2, Авторское свидетельство СССР25 9 169498, .кл. В 01 Л 1/00, 1964.