Реактор для плавления твердых продуктов и обработки жидких сред

(51) 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВОДЕТЕЛЬСТВУ 26 ногоческибалкаменнылена ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) РЕАКТОР ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ПРОДУКТОВ И ОБРАБОТКИ ЖИДКИХ СРЕД(57) Изобретение относится к химическому емкостному оборудованию для проведения различных химико-технологических процессов, особенностью которых является необходимость расплавления твердых часИзобретение относится к констукции реакторов для плавления твердых продуктов и обработки жидких сред и может найти применение в крупнотоннажных производствах серной кислоты для плавления комовой серы, а также в производствах простых и сложных полиэфиров для плавления ксилита.Целью изобретения является интенсификация процесса плавления и повышение производительности.На фиг. 1 схематично показан реактор, разрез;на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - подробное конструктивное исполнение герметичной камеры. актор состоит из корпуса 1, сварениз цилиндрической обечайки с коним днищем. На отдельных поперечных х 2 установлены сегментные теплообе элементы 3 и к этим балкам прикреппо оси аппарата циркуляционная трутиц, и позволяет интенсифицировать процесс плавления и повысить производительность. Реактор содержит корпус патрубками для подвода и вывода исходных компонентов и готового продукта, привод вала, на котором установлено шнековое перемешиваюшее устройство, заклю .енное в циркуляционную трубу, теплообменные элементы, расположенные между корпусом и циркуляционной трубой. На выходном витке шнека соосно его оси установлен перевернутый стакан, образуюший с валом шнека замкнутую герметичную камеру, соединенную с винтовой полостью шнека, к цилиндрической обечайке радиально присоединены трубы, сообщающиеся своими внутренними концами с замкнутой герметичной камерой, причем их периферийные концы расположены на различных радиусах вращения над пучками теплообменных элементов. 3 ил. ба 4, внутри которой с зазором а распол жен шнек 5. Этот шнек, например, сварко соединен с валом 6, вращение которог осуществляется от электропривода 7. С наружной стороны последнего выход. ного витка шнека 5 к его поверхности приварена по всей окружности цилиндрическая обечайка 8 с крышкой 9, которая также приварена и к валу 6. В таком состоянии обечайка 8 образует замкнутую герметичную камеру А, которая соединяется с винтовой полостью шнека Б и начинается от входной кромки обечайки 8, являясь естественным ее завершением. Радиально к обечайке 8 присоединены трубы О, внутренними концами сообщаюгциеся с камерой А,а наружные концы расположены на различных радиусах своего вращения Кь К., Кз, К 4 Трубы 10 располагаются над сегментными теплообменными элементами 3.Вход и выход теплоносителя в теплообменные элементы 3 осуществляется через патрубки 11 и 12. Подача исходного кристаллического или комкового продукта производится через патрубок 13, а выход расплавленной среды - через сливной патрубок 14, Различная грязь, шлам, песок, камешки периодически выводятся из реактора через вентиль 15. Вал 6 соединен с лопастноймешалкой 16.Реактор работает следующим образом, Непрерывно или периодически черезпат- , рубок 13 загружаются исходные компоненты. Включается электропривод 7 и шнек о приводится во вращательное движение. Комки серы из патрубка 13 попадают на теп, лообменные элементы 3, радиальными трубами 1 О комки равномерно распределяютсяпо периметру теплообменных элементов.Жидкая фаза, включающая нерасплавленные комочки серы, поступает на вход в шнек 5. Перед входом в шнек на валу 6установлена лопастная мешалка 16, которая , разрушает крупные не расплавившиеся комки серы.Далее нагретая жидкая сера попадает в циркуляционную трубу 4 по винтовым полостям Б, нагнетается шнеком 5 вверх в камеру А, из нее по вращающимся трубам 1 О горячая сера выливается на поверхность теплообменных элементв 3, на которые загружается из бункера комовая сера. Непрерывно выливающиеся струи горячей серы способствуют быстрому нагреву комков и их оплавлению, Дальнейшее прохождение комков и частично охлажденной жидкой серы между трубами твплообменных элементов способствует их быстрому нагреву и дальнейшему оплавлению.Расположение наружных концов труб 10 на разных радиусах вращения способствует тому, что практически вся поверхность теплообменных элементов орошается свежими струями жидкой расплавленной серы с содержащимися в них комочками нерас.плавленной серы. Это позволяет .эффективно использовать всю теплообменную поверх- ность и организовать интенсивное перемешивание (циркуляцию) всей обрабатываемой среды во всем объеме аппарата и полностью исключиь застойные зоны.Размеры шнека 5, количество и диаметр труб 10, зазор а и б, скорость вращения шнека определяют расчетом в зависимости от объема и габаритов реактора и параметров процесса расплавления.Зазор б необходим, чтобы незначительная часть жидкой серы вытекала вблизи циркуляционной трубы 4 и не позволяла бы образованию в центре застойной зоны.Уровень жидкой серы в реакторе определяется патрубком 14, через который готовый расплав серы стекает в приемник.Для снижения потребляемой мощности трубы 10 могут быть установлены над уровнем жидкой серы и вращаться в газовой полости, Создание герметичной камеры А и установка 15 труб 10 позволяет значительно увеличитьпроизводительность шнека и общую циркуляцию обрабатываемой среды в аппарате за счет того, что радиально установленные трубы 1 О создают насосный эффект и значительно повышают кратность циркуляции всей обрабатываемой среды. В конечном итоге это интенсифицирует процесс расплавления и увеличивает съем продукта с единицы реакционного объема аппарата.Заложенное новое техническое решениепозволяет интенсифицировать процесс плавления комовой серы, увеличить объем продукта с единиць 1 реакционного объема.Формула изобретения30Реактор для плавления твердых продуктов и обработки жидких сред, содержащий корпус с патрубками для подвода и вывода исходных компонентов и готового продукта, привод вала, на котором установлено шне ковое перемешивающее устройство, заключенное в циркуляционнук трубу, теплообменные элементы, расположенные между корпусом й циркуляционной трубой, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса плавления и повышения производительности, он снабжен установленным на выходном витке шнека соосно его оси цилиндрическим перевернутым стаканом с радиально закрепленными трубами, который образует с валом шнека замкнутую герме тичную камеру, при этом периферийныеконцы труб расположены на различных радиусах вращения над пучками теплообменных элементов.1535618 РОГ 3 Те Ти палик а Редактор Н. ГорЗаказ 7ВНИИПИ ГосударПроизводственно твенного ком3035, Москваиздательский Составитель Л. Телеред И. Вересраж 402ета по изобретенияЖ - 35, Рау шскаяомбинат Патент,цкии Корректор Подписно и открытиям наб., д. 4/5 . Ужгород, ул ГКНТ СССРгарина, О