Реактор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 15 9) дУ 1 В 01 1 19/1 ЕТЕНИЯ НИЕ И У ельство СССР 19/02, 1982ьство СССР7/16, 1979. 11, имеющемувода пены за:В ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ АВТОРСКОМУ СВИ(71) Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектоАунгицидам им. Я.В.Самоилова и Ярославский политехнический институт(57) Изобретение относится к устройству для проведения реакций, сопровождающихся обильным пенообразованиеми позволяет повысить производительность. Внутри корпуса 1 реактора пооси установлена обечайка 2, заканчивающаяся снизу дийфуэором 3. Внутриобечайки находится вал 4, соединенныйс приводом, с направляющим диском 5и мешалками 6 и 7, между корпусом иобечайкой расположен отражатель 8 потока. В корпусе 1 закреплен гидрозатвор 10Верхняя часть корпуса 1 подсоединена к пеногасителюсопло 12, патрубок 13 от1271558 креплен на гидраэатвор 10. Пена внутри обечайки 2 затягивается в воронку жидкости, создаваемую мешалкой б, установленной на валу 4 и отбрасывается Изобретение относится к устройствам,цля проведения химических реак -ций, сопровождающихся обильным пена;образованием, при этом предполагается, чта выделение пены обусловлено 5образованием газа при разложении мелкодисперсного порошка, погруженногон жидкую реакционную смесь,Цель изобретения - повышение производительности за сче 1 интенсификации разложения карбонатсадержащегофосфатного сырья и отделения пены.На чертеже изображен реактор, продольный разрез.Реактор состоит иэ корпуса 1, обечайки 2, заканчивающейся внизу дифФузором 3. Внутри абечайки находитсявал 4, соединенный с приводом с направляющим диском 5 и мешалками 6 и7. Между корпусом и обечайкой расположен цилиндра-конический отражатель8 потока, установленный концентричнонаправляющему диску с образованиеммежду ними кольцевой щели для циркуляции. Обечайка 2 внерху имеет патрубок 9, а корпус 1 - гидроэатвор 10,Верхняя часть корпуса подсаецинена кпенагасителю 11, имеющему сопла 12.Гидрозатвор снабжен патрубком 13 отвода пены. 30 Реактор работает следующим образом. Фосфатное сырье из системы. предна 35 рительного смачинания по патрубку 9 поступает в обечайку 2 реактора. В системе предварительного смачивания происходит перемешивание фосфатного сырья с серной и оборотной фосфорной кислотой. Здесь же начинается частичч ное выделение пены, Пена внутри обечайки 2 затягивается в воронку жидкости, создаваемую мешалкой б, установ" ленной на валу 4, и отбрасывается направляющим диском 5 к отражателю 8,направляющими диском 5 к отражателю 8,вокруг которого организуется циркуляционный контур,при этом крупные пузырьки газа поднимаются вверх. 2 э,п.ф-лы.1 ил. 2Вокруг отражателя 8 организуется циркуляцианный контур. В верхней части отражателя 8 происходит резкое изменение направления патока. При этом пузырьки газа., достигшие определенных размерон и обладающие значительной подъемной силой, выскакивают на поверхность жидкой фазы и переходят в пену, Мелкие пузырьки вместе с твердыми частицами движутся вниз в щели между отражателем 8 и корпусом 1. В нижней части реактора и мешалкой 7 создается второй циркуляционный контур вокруг конической части обечайкидиффуэора 3, В. зоне направляющего диска 5 происходит пересечение циркуляпионных контурон и образуется зона интенсивного перемешивания и слияние газовых пузырьков. Крупные пузыри проскакивают в щель между направляю-, щим диском 5 и отражателем 8 и поднимаются вверх, а мелкие остаются в циркуляционном контуре вокруг диффузора 3.Угол раскрытия конуса диффуэора 15-25 обеспечивает течение с образованием эон отрыва которые способствуют интенсификации перемешивания и коалесценции пузырьков газа. Кроме того, наличие зон отрыва препятствует осаждению твердых частиц на дно реактора и образованию отложений. Твердые частицы также вовлекаются в циркуляционные контуры, Причем частицы, не содержащие карбонатных соединений, имеют меньшее гидравлическое сопротивление и большую плотность, чем частицы, выделяющие газ прикрепленные 3к газовым пузырькам, Вследствие этого твердые частицы центробежными силами выбрасываются из нижнего циркуляционного контура в колено гидроэатвора 10 и выводятся из объема реактора. Карбонатсодеряащие частицы остаются в контуре до тех пор, пока размер газонагапузырька, к которому они пои 1271558креплены, не станет критическим, и пузырь выйдет на поверхность жидкости, увлекая за собой частицу. Образовавшаяся на поверхности жидкости пена отводится в пеногаситель 11 и гасится струей острого пара, поданаемого через сопло 12,Наличие обечайки 2 способствует интенсивному перемешиванию пульпы мешалкой 6 в малом объеме, вследствие 0 чего уменьшаются энергетические затраты на перемешивание. Внутри реактора обеспечивается создание двух циркуляционных контуров, интенсифицирующих перемешивание и препятствующих 5 образованию отложений продуктов реакции на внутренних поверхностях аппарата. Кроме того, циркуляционные контуры позволяют диАференцировать время пребывания твердых частиц в реакцион ном объеме в зависимости от их химического состава и, в конечном счете,уменьшить этот объем без сниженияпроизводительности устройства. Удержание газовых пузырьков в циркуляционных контурах до достижения или определенных размеров имеет значениедля процесса разрушения пены. Пена скрупными пузырьками требует для раэ 1рушения меньших энергетических зат- щрат, т.е. сокращается расход пара наее гашение,Существенное значение имеет взаимное расположение патрубка отвода пены по отношению к колену гидрозатвора. 35 Причем расстояние по высоте между элементами определяет высоту пенного слоя в свободном объеме аппарата и время пребывания пены в этом объеме при постоянной скорости пенообразова ния. Время пребывания пены, в свою очередь, определяется действием двух факторов: увеличение времени пребывания способствует "подсушиванию" пены за счет вытекания из нее жидкости и 45 сокращению затрат на ее гашение, а это приводит к вытеканию из пены вместе с жидкостью мельчайших частиц пустой породы (шламов), наличие которых в реакционной пульпе создает помехи 50 для фильтрования, Таким образом, это расстояние должно быть строго определенным и должно составлять О, 1-0,3 циаметра корпуса.Ограничения, накладываемые на со отношения диаметров корпуса и обечайки, определяются следующими соображениями. Диаметр обечайки при заданных параметрах мешалки должен обеспечивать образование воронки, через которую должна проходить вся пена, образовавшаяся в системе предварительного смешения. Исходя из этого, необходим минимальный диаметр обечайки, но чрезмерное его уменьшение приводит к снижению скорости жидкости в циркуляционном контуре и переходу в пену мелких пузырьков газа, которые увлекают с собой большое количество жидкости, а вместе с ней и частиц фосфатного сырья, которые должны оставаться в пульпе. Мелкодисперсные пены содержат большое количество жидкости. Таким образом имеются два Аактора, определяющие соотношение диаметров корпуса и обечайки, а следовательно, должно быть и оптимальное значение этого соотношения, которое лежит в пределах 1, 5-3.Выполнение нижней части обечайки конической расширяющейся вниз с углом раствора конуса 15-25 обусловлено тем, что в указанном интервале углов при течении через конус возникают зоны отрыва, приводящие к появлению пульсаций, предотвращающие выпадение твердых частиц на дно аппарата и образование затвердевающего осадка,Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить эААективность разложения карбонатсодержащего фосфатного сырья по сравнению с известными установками путем уменьшения объема аппарата без снижения производительности, снижения энергетических затрат на перемешивание и гашение пены. Использование внутренних уст-, ройств, образующих циркуляционные . контуры, приводит к появлению у уст- ройства принципиально нового свойства - дифференциации времени пребывания твердых частиц в аппарате в зависимости от их химического состава.Формула изобретения1, Реактор, содержащий корпус, установленную по оси обечайку, внутри которой размещен вал с перемешивающими устройствами и направляющим диском, о т л и ч а ю щ и й с я тем,1 что, с целью повышения производитель- ности за счет интенсификации разложения Аосфатного сырья и отделения пены, реактор снабжен размещенным меСоставитель Н.КацовскаяТехред А.Кравчук Корректор С.Черни Редактор И.Дербак Тираж 527 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Заказ 6274/9 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В 127 жду корпусом и обечайкой цилиндроконическим Ьтражателем, установленным концентрично направляющему диску с образованием между ними кольцевой щели для циркуляции, и гидрозатвором с патрубком отвода пены, установленным относительно входа гидроэатвора на расстоянии 0,1-0,3 диаметра корпуса. 2, Реактор по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что он снабжен расширяющимся книзу диффузором с углом раскрытия 15-25 , размещенным под на правляющим диском,3. Реактор по пп,1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что отношение диаметра корпуса к диаметру обечайки составляет 15-3.