Аппарат для проведения химических реакций

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 695)5 В 01,3 19/18 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ЕНИЯ НИЕ И У Т азовыдедиЧЕСкой народ- ысить ния реакции с ользовано в хгих ОЬластя я пров ет быт щественнодл еделением, и мож ь исппромышленности и друного хозяйства, а также позволяетпроизводительность пции процесса и расширных возможностей, Авертикальный цилиндрический кокрышкой 2 и днищем 3, по осивнутри установлена транспортируюба 4, закрепленная своим верхнимперегородке 5, Транспортирующаимеет расширение, на боковой повкоторого имеются регулируемые овнутри и снаружи транспортируюбы, установлены смесительные наи 13, а между корпусом и расширетранспортирующей трубе установ 0 кий инст кой соци ов си ниче утем интенения функ ппарат со тидержит пус 1 с оторого щая труонцом в труба 4 рхности на 9 19 А, Н. Тимонинридов, О, П, Паорожук, 1981.во ССС1981. щеи тру садки 12 54) АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ57) Изобретение относитсяпроведения химических ре И ДЕНИ со пар ий,дл ний обьем аппа сепарационную 7, Транспорти с расширением оторого имеютс рение 8 и выход делит вн ы - вер реакцио 4 выпол оверхно ходе в р ирующе нентов нную 6) ппарэтам ций, пререакций с я получети приметрен нюю ную ена ти к относитс имически я провед в частнос(,с с, О юг(а жет на други ип ав дслях тру по.е 7 дКЦИОННОИ ЗОНЫнонлены завихривысоте реакционтри транспортирльные насадки 1 в уст а по и вну есит те- ной потока аружи 4 - с е 13,В верхней части реакцио под перегородкой 5 установле ванный коллектор 14, соедин рубками подачи исходных реаг Внутри расширенной части тр ннои Зоны 7 н г 1 ерфорироенный с патентов 15 и 16.нСпортируЮем 3, иру- ним ою корК АВТОРСКОМУ С(71) Киевский полите50-летия Великой Окческой революции(56) Авторское сеидМ 814428, кл. В 01Авторское свидМ 827094, кл, В 01 Изобретение для проведения х имущественно дл газовыделением, ния хлорокиси меди, и м нение в химической и промышленности,Целью изобретени шение производительн сификации процесса функциональных возможАппарат для проведе акций состоит из вертик ческого корпуса 1 с кры по оси которого установ ющая труба 4, закреплен концом в перегородке очередь размещена меж я является поости путем ини расширен остей.ния химическиального цилиншкои 2 и днищлена транспортная своим верх5, которая в сду крышкой 2 и пусом 1 ина две зоннижнюющая трубабоковона 9, Нтранспортния компосепарациоли 10 и 11зоны 7 снщей трубы йство 20 3 з,п. ф-лы, 1 ил.щей трубы на штоке 11 укреплено с воэможностью поворота регулирующее кольцо 18 сокнами 19, причем окна 19 расположенысоответственно окнам 9, а между корпусом1 и расширением 8 закреплено кольцевое 5сопло 20, направленное своим выходнымсечением в сторону движения реагирующихкомпонентов,Сепарационная эона аппарата снабжена зонтом 21, сепаратором 22, выходными 10патрубками 23, 24 соответственно для газовой и жидкой фаз,Аппарат работает следующим образом.Реагенты, например водная суспензияСаСОэ и раствор СиСз, поступают через 15патрубки 15, 16 и распределительный коллектор 14 в верхнюю часть реакционной зоне 1.В процессе реакции между компонентами образуется газообразный продукт, в данном случае диоксид углерода, удельныйобъем которого в 300-500 раз выше удельного объема исходных компонентов.Образовавшаяся газожидкостная смесьвытесняется иэ реакционной зоны 1 в сепарационную зону 6. При этом смесь проходитчерез смесительные насадки 12 и 13, которые способствуют интенсивному перемещению смеси, интенсифицируя процессымассообмена, и способствуют каналообраэованию в объеме газожидкостной смеси,В случае использования высоковяэкихисходных реагентов или реагентов, содержащих твердые дисперсные включения (вданном случае частицы СаСОз), длительность протекания реакции лимитируетсявременем диспергирования высоковяэкихреагентов или временем растворения твердых дисперсных вкл очений,Для увеличения времени пребыва:ьм 40реагентов в объеме реакционной эоны вконструкции аппарата предусмотрено промежуточное разделение (сепарация) газожидкостной смеси и возврат(рециркуляция)части потока. 45 Рециркуляция жидкой фазы осуществляется следующим образом.В реакционной зоне аппарата, ограниченной корпусом и расширенной частью 50транспортирующей трубы, сечение для проходагазожидкостной смеси резко уменьшается,а скорость газожидкостного потока увеличивается, В расширении транспортирующей трубы скорость газожидкост иой смеси 55соответственно снижается. Наличие завихрителя 10 потока приводит к сепарации газожидкостной смеси и образования слоя(пленки) жидкости на внутренней поверхности расширения 8 и кольца 18,Согласно закону сохранения энергии потенциальная энергия потока, т.е. давление газожидкостной смеси, в месте сужения уменьшается, а в месте расширения возрастает, Под действием возникшего перепада давлений между внутренней полостью расширения 8 и полостью, ограниченной корпусом 1 и расширением 8, часть потока окна 9 и 19 возвращается в газожидкостный поток, движущийся между корпусом и транспортирующей трубой,Для увеличения количества рециркулирующей жидкости (кратности рециркуляции) между корпусэм и расширением транспортирующей трубы установлен сопловый аппарат, увеличивающий перепад давлений эа счет эжектирующего воздействия струи.Поворотом регулирующего кольца 18 смещаем .окна 19 относительно окон 9, изменяя при этом сечение для прохода рециркулирующей части потока,Предлагаемый аппарат имеет следующие отличительные существенные признаки: в аппарат введена перегородка. транспортирующая труба имеет расширение, на боковой поверхности которого имеются регулируемые окна, между корпусом и расширением транспортирующей трубы закреплено сопло, снаружи и внутритранспортирующей трубы установлены кольцевые смеситвльные насадки,Существенное отличие предлагаемого аппарата заключается в том, что повышение производительности аппарата, расширение его функциональных возможностей достигаются эа счет увеличения времени пребывания реагентов в обьеме реакционной эоны, интенсивном перемешивании реагирующих компонентов и регулированием времени пребывания их в аппарате. Это достигается тем, что в аппарате имеется перегородка, разделяющая его объем на реакционную и сепарационную эоны. Для увеличения времени пребывания реагентов в реакционной зоне в транспортирующей трубе имеется расширение, на боковой поверхности которого имеются регулирующие окна, а снаружи его установлено кольцевое сопло.Для интенсивного перемешивания смеси в сепарационной зоне и в транспортирующей руба установлены смесительные насадки,Положительный эффект обеспечивается устройствами для рециркуляции жидкой фазы. интенсивным перемешиванием реагирующих компонентов, регулированием времени пребывания их в аппарате и проявляется в следующем:полностью отсутствуют затраты энергии для перемешивания - используется энергия образовавшегося газожидкостного потока;существенно расширяются функциональные возможности аппарата - увеличивается число проводимых процессов /по роду реагирующих компонентов/, в том числе аппарат позволяет проводить реакции в средах, образующих стойкие пены, кроме того, в аппаратах данной конструкции можно проводить процессы, связанные с обработкой жидкости газом (хлорирование, ректификация, мокрая очистка газов и др.) абсорбционные процессы, осуществляемые в настоящее время в насадочных и тарельчатых колонных аппаратах;появляется воэможность производить процесс синтеза хлорокиси меди в одном аппарате взамен существующего в настоящее время каскада реакторов с механическим перемешиванием;повышается качество и выход получаемых продуктов;улучшаются условия труда, особенно при работе со средами, образующими токсичные или взрывоопасные компоненты.Формула изобретения 1. Аппарат для проведения химических реакций, содержащий корпус с крышкой и днищем, установленную по оси корпуса транспортирующую трубу, верхний конец которой расположен под крышкой и патрубками для вывода реагентов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности путем интенсификации процесса и расширения функциональных возможностей, он снабжен 5 перегородкой, размещенной между крышкой и корпусом, а транспортирующая труба, закрепленная верхним концом в перегородке, выполнена с расширением и окнами, на боковой поверхности снабжена установлен ными внутри и с наружи транспортирующейтрубы кольцевыми смесительными насадками и расположенным между корпусом и расширением транспортирующей трубы кольцевым соплом, меньшее сечение кото рого направлено в сторону движения реагирующих компонентов.2.Аппарат пои. 1, отличаю щи йс ятем, что он снабжен расположенными под перегородкой перфорированным коллекто ром и над перегородкой зонтом,3, Аппарат пои. 1, отличаю щий с ятем, что он снабжен регулирующим кольцом, укрепленным внутри расширенной ча сти транспортирующей трубы наповоротном штоке, при этом регулирующее кольцо имеет окна, расположенные соответственно с окнами на расширенной части транспортирующей трубы,30 4. Аппарат пои. 1, отл ич а ю щи й с ятем, что он снабжен установленными в на.чале расширения и на выходе транспортирующей трубы по ходу движения компонентов завихрителями потока.351669531 г.22 21 11 з 2695 Тираж 319 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго