Реактор

О НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯКлас 2. ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,53) 66023(,0888)56) 1Авторское свидетельство ССС М 373022, кл. В 01 Г 7/28, 1973,2. Авторское свидетельство СССР 9 389805 кл. В 01 Р 3/30 1973. , (54) Ь 7) РЕАКТОР, содержащий корпус с крышкой и днищем, концентрично расположенную внутри него изогнутую па.спирали ленту, патрубок подвода первого реагента, закрепленный на крышке коллектор с форсунками подачи второго реагента, патрубки вывода продуктов и размещенную э нижней части реактора камеру сбора жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения зффективности проведения реакций, протекающих с интенсивным пенообраэованием, реактор снабжен коническим днищем с закрепленной в его вершине сливной трубой с коническим насадком на ее нижнем конце и коаксиально размещенной в корпусе камерой вывода пены, верхняя часть которой закреплена в крышкеа нижняя - в сливной трубе, нижний конец которой размещен в камере сбора жидкости, выполненной в виде цилиндро-конической обечайкис патрубками вывода продуктов, один из которых размещен в вершине, кону- Е са, а другой - вьше нижнего концасливной трубы.каналов. Газ с помощью лопастей рабочего колеса по центральному патрубку,поступает в спиральные каналы и взаимодействует с жидкой пленкой. Жидкость, проконтактировавшая с газом,сливается в камеру сбора и выводитсяиз аппарата. Гаэ выходит из спиральных каналов через тангенциальныйпатрубок 23Однако проведение реакций, связанных с пенообразованием в таких устройствах затруднено, Известно, чтоинтенсивность пенообразования мак.симальна в начальный перйод протека-.ния реакции. Кроме того, давление,.создаваемое в жидкости эа счет искривления канала, способствует выделению пузырьков газа и образованиюпены. При подаче реакционной смеси,в центральную зону устройства обаукаэанных Фактора приводят к максимальному пенообразованию именно вцентральной зоне, так как здесь максимальная кривизна канала, а значит и давление, Пена, образовавшаясяв этой зоне, занимает большую часть,канала, увеличивая гидравлическоесопротивление, а при постоянном напоре приводит к уменьшению производительности устройств, Приспособления для гонения пены по длине канала не предусмотрены. Использованиеуказанных устройств в качестве реакторов для процесса, идущих с образованием продуктов, склонных к адгезии, невозможно вследствие ихзарастания продуктами реакции.Цель изобретения - повышение эфФективности проведения реакций,протекающих с интенсивным пенообраэованием,5 1 15 20 25 30 35 40 Изобретение относится к устройствам для проведения химических реакций, сопровождающихся обильным пенообразованием и может быть использовано в химической промышленности, в частности, в производстве экстракционной фосфорной кислоты для первичной обработки фосфатного сырья кислотами перед вводом пульпы в экстрактор. Возможно также применение устройства для проведения реак ций, время протекания которых в пределах нескольких минут, когда процесс идет с образованием пены и продуктов, склонных к адгезии.Известно устройство для перемешивания высоковяэких полимеров с растворителем, которое может быть использовано в качестве реактора, состоящее из цилиндрического корпуса с верхней и нижней крышками. В стенкекорпуса по всей длине расположен сквозной паз. По оси корпуса внутри установлен цилиндр меньшего диаметра с продольной щелевой прорезью по всей длине, В пространстве между внешним и внутренним цилиндрами ук,реплена стенка, образующая целевой канал спиральной формы. При работе смесителя растворитель подается во внутренний цилиндр, а высоковязкий полимер - в начало спирального канала. При вращении корпуса смесителя вокруг его оси растворитель и полимер действием центробежных сил распределяются по внешней стенке канала и совместно движутся от центральной зоны спирали к периферии. При этом полимер, обладающий более высокой плотностью и вязкостью медленно движется по стенке канала. Раствори- тель, двигаясь с большей скоростью, смывает слой полимера и растворяет его. Готовый продукт выводится через сквозной паз в корпусе смесителя 1,Недостатком этого устройства яв ляется узкая область его применения. 45Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аппарат для контактирования газа и жидкости, содержащий корпус с тангенциальным патрубком и верхней и ниж ней крышками, внутри которого размещены спиральные каналы. В центральной зоне аппарата расположено рабочее колеса с лопастями и центральный патрубок. Верхняя крышка выполнена из пористого материала. Над верхней крышкой установлены форсунки, закрытые наружным стаканом. Со стороны нижней крйдки имеется камера, сбора жидкости с патрубком выво; да готового материала. жидкость по дается в форсунки и равномерно распределяется по поверхности верхней, крышки, просачивается через пористый материал и в виде тонкой пленки стекает по поверхности спиральных 65 Поставленная цель достигаетсятем, что реактор, содержащий корпусс крышкой и днищем, концентричнорасположенную внутри него изогнутуюпо спирали ленту, патрубок подводапервого реагента, закрепленный накрышке коллектор с форсунками подачивторого реагента, патрубки выводапродуктов и размещенную в нижнейчасти реактора камеру сбора жидкостиснабжен коническим днищем с закрепленной в его вершине сливной трубойс коническим.насадком на ее нижнемконце и коаксиально размещенной вкорпусе камерой вывода пены, верхняячасть которой закреплена в крышке,а нижняя - в сливной трубе, нижнййконец которой размещен в камересбора жидкости, выполненной в видецилиндра-конической обечайки с патрубками вывода продуктов, один изкоторых размещен в вершине конуса, адругой - выше нижнего конца сливнойтрубы,На фиг. 1 изображен реактор, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.Реактор состоит из корпуса 1 с крышкой 2 и коническим днищем 3, На, крышке реактора закреплен коллектор 4 с форсунками 5 подачи одного иэ реагентовВнутри корпуса 1 концентрично расположена изогнутая по спирали лента 6, патрубок 7 подвода другого реагента, камера 8 вывода пены, верхняя часть .которой прикреплена к крышке, а нижняя опущена в камеру 9 сбора жидкости, 10В камере сбора жидкости концентрично размещена сливная труба 10 сконическим насадком, верхняя часть которой закреплена на крышке реактора, осьовной 11 и дополнительный 15 12 патрубки выводажидкости.Устройство работает следующим образом.Реакционная смесь по тангенциальному патрубку 7 подается в спиральный канал и движется псг нему от периферии к центру реактора. Расход смеси и размеры канала рассчитываются таким образом, чтобы жидкость образовывала слой вдоль внешней стенки канала, а часть сечения канала, прилегающая к внутренней стенке оставалась свободной, По мере протекания реакции, иДущей с пенообразованием, свободное сечение канала заполняется пеной, частичное гашение которой проводится тут же в спиральном канале путем разбрызгивания форсунками 5 жидкого компонента реакционной смеси, Разрушение происходит вследствие воздействия капель дисперсированной жидкости на пузырьки пены. Расстояние между форсунками по длине канала выбирается таким образом, чтобы на соответствующем участке происходило накоп ление пены и полное заполнение свободного сечения канала перед последующей форсункой, Течение жидкости .от периферии к центру способствуетравномерному накапливанию пены по длине канала. Время,необходимое для про. текания жидкости по спиральномуканалу,соответствует периоду наиболее интенсивного пенообразования. Однако пенообразование нефэаканчивается полностью 50при протекании смеси по каналу, Онопродолжается с гораздоменьшей интенсивностью при попадании смесив камеру сбора жидкости, образующуюгидравлический затвор. Во внешней 55обечайке камеры 9 сбора патрубки 11и 12 установлены так, что уровеньжидкости остается неизменным и нижняя часть сливной трубы 10 Оказывается погруженной в жидкость. В результате этого прореагировавшая смесьвыводится через трубу 10 и патрубок11, а непогашенная пена по центральному патрубКУ подается в устройстводля разрушения пенЫ,Предлагаемая конструкция устройства является высокоэффективным реактором непрерывного действия, поз"воляющим проводить реакции с интенсивным пенообразованием и образованием продуктов, склонных к адгезии.Следует отметить, что хотя известные устройства имеют ряд общих конструктивных элементов, их целевое назначение различно. Так, наличие спирального канала в известных устройствах требуется для увеличенияплощади контакта фаз при малых габаритах устройства, В.предлагаемомреакторе спиральные каналы необходимы для обеспечения необходимоговремени пребывания смеси в объемеаппарата интенсивного перемешиванияреагирующих компонентов вследствиеобразования вторичных течений придвижении жидкости по спиральномуканалу, интенсивного пеновыделенияэа счет дополнительного давления,вжидкости, создаваемого искривлениемканала, форсунки, имеющие значениеравномерного расйределения жидкостипо поверхности верхней крышки, визвестном устройстве, используютсяв предлагаемом устройстве как пено- .гасители, позволяющие сократить гид,равлическое сопротивление аппарата иуменьшить производительность устройства для разрушения пены. Конструкция камеры сбора жидкости, вопервых, обеспечивает отделение пены от жидкости, во-вторых,. предотвра-щает образование застойных зон в данной части камеры и обеспечивает естественное вытекание жидкости изкамеры в случае остановки аппарата,предотвращая тем самым зарастаниеустройства продуктами реакции, склонными к адгезии. Этой цели служит иналичие конической нижней крышки ре"актора,Таким образом, наличие новых конструктивных параметров позволяет использовать предлагаемый реактор для проведения процессов с пенообразованием и образованием продуктов, склонных к адгезии, При этом уменьшаются габариты реактора, увеличивается скорость реакционного процесса, идущего с образованием пены, предотвращается возможность забивания пеной свободного объема аппарата.1011233иг,ЯСоставитель, О. ВолошинаРедактор И. Касарда Техред Ж.Кастелевич Корректор В ВутягаЗакаэ 2623/9 Тираж 535 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5 Филиал ППП 1 Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4