Реактор

Соеэ Советси ниСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 929201ио делан изебретеиий и открытийДата опубликования описания 27.05,82 г":.В, М, Муратов, В, К. Любимов, С. М. Раковец,В. В. Колесов, Г, Г, Кучарина й С. К. Завьялов(54) РЕАКТОР Изобретение относится к аппаратам дляпровецения реакционных процессов, в частности массообмена, и может найти применение в гидрометаллуржи, химии, рвциохимии и других отраслях народного хозяйства,5Известны горизонтальные реакторы,в том числе многоступенчатые, ссстояшиеиз корпуса, разделенного перегородкамина секции, каждая из которых имеет смесительную и отстойную камеры,. В смесиотельных камерах установлены перемешиваюшие устройства 11.Недостатками данных аппаратов являются большие габариты, а также наруше 15ние режима работы и технологических показателей при нестабильном расходе исходных реагентов,Известен также реактор, соцержашийгоризонтальный прямоугольный корпус с20цнишем, поперечные вертикальные перегороцки, целящие его на соединенные послецовательно между собой секции, закрепленные в секциях между поперечными перегороцками процольные перегородки, целяшие секции на смесительные и отстойные камеры и на прецкамеры, закрепленные межцу корпусом и поперечными перегородками переливные порот, соединяющие прецкамеры с отстойными камерами последующих секций, вертикальные параллельно установленные между корпусом и поперечными перегородками гидро- затворные перегородки, соециняюшие прецкамеры с отстойными камерами предыдуших секций, смесите пьно-транспортирующие устройства размешенные в смеси- тельных камерах, соединенных с препкамерами отверстием, выполненным в нижней части проходных перегородок, отделяющих предкамеры от смесительных. камер 2,Недостатками известного реактора являются повышенные энергозатраты, поскольку заметную часть знерни СТУ затрачивают не на транспортировку реагентов, а на создание и поддержание постоянного напора. Значительное повыше 3 92 ние энергозатрат обусловлено тем, что в известных реакторах применяют СТУ с очень малым напором.Недостаток известного реактора заключается также в нестабильности процесса расслаивания вследствие периодического изменения напора из-за колебаний величины подаваемых потоков (в пределах точности приборов, регулирующих исхоцную произвопительность реагентов), и колебаний режима работы самого СТУ. При уменьшении напора, даже если оно кратковременно, затапливаются гидрозатворы, запирается выхоп тяжелой фазы из отстойника в препкамеру, изменяются соотношения потоков тяжелой и легкой фаз в смесительной камере и нарушается процесс расслаивания.Бель изобретения - устранение указанных недостатков, повышение производительности и улучшение работы отстойных камер.Эта цель постигается тем, что реактор снабжен дополнительными вертикальнымп перегороцками, отпеляющими гипрозатворные перегородки от прецкамер и не походящими цо днища.Белесообразно, чтобы высота щели между пополнительной перегороцкай и днищем была меньше высоты отверстия, соециняюшего прецкамеру со смесительной камерой.На фнг. 1 изображен общий вид реактора, виц сверху; на фиг. 2 - сечениеЛ-Л на фиг. 1.Реактор состоит из горизонтального прямоугольного корпуса 1 с днищем(" 2, Корпус разделен поперечными вертикальными перегородками 3 на соециненные последовательно межпу собой секции, Кажпую секцию делят продольными перегородками 4, закрепленными межцу поперечными перегороцками 3, на смесительную 5 и отстойную 6 камеры, а также на прецкамеру 7, По.ходу движения одной из жидких фаз (например тяжелой) прецкамеру 7 соединяют с отстойной камерой 6 последующей секции переливным порогом 8, закрепленным между корпусом 1 и поперечной перегороцкой 3, С отстойной камерой 6 предыцушей секции предкамеру 7 соединяют вертикальнымипараллельно установленными друг цругу гицрозатворными перегородками 9 и 10, также закрепленными между корпусом 1 и другой поперечной перегороцкой 3, При этом перегородка 9 приподнята нац дни-. щем 2 реактора, а перегоропка 10 за- креплена на днище в прецкамере.920 1 4 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 В смесительных камерах установленй смеси тельно-транспортирующие устройства (СТУ) 11, Всасывающее отверстие такого устройства соединено каналом 12 (или патрубком, или какой-либо иной полостью) с отверстием 13, расположенным в нижней части продольной перегоропки 4, отцеляющей прецкамеру 7 от смесительной камеры 5.Корпус содержит также штуцера 14 и 15, через которые жипкости вводятся в реактор, и штуцера 16 и 17, для вывода этих жидкостей. Особенностью предложенного реактора является то, что в прецкамерах 7 рядом с гипрозатворными перегородками 9 и 10 параллельно им установлены дополнительные вертикальные перегородки 18, не цохоцяшие до цниша. Высота щели 10 поп цополнительными перегородками 18 ниже высоты отверстия 13, соепиняюшего предкамеру 7 со смесительной камерой 5.Реактор работает следующим образом.По штуцерам 14 и 15 в реактор ввс- дят, а через штуцер 16 и 17 выводят соответственно тяжелую и легкую фазы. По аппарату их пвижение осуществляет СТУ 11. Таким образом, между секциями тяжелая и легкая фазы движутся противотоком, а внутри секции это движение прямоточное, Легкая фаза из последующей секции сливается в препкамеру 7 через переливной порог 8.Высота всех переливных порогов в реакторе опинакова, поэтому высота налива во всех отстойных камерах 6 также одинакова.Тяжелая фаза через шелевое отверстие 20, расположенное у пниша, входит в гидрозатворный канал 21 и переливается через гицрозатворную перегородку 10. Тяжелая фаза сливается затем в вертикальную полость 22, между гидрозагворной перегородкой 10 и дополнительной вертикальной перегородкой 18, не доходящей цо пниша. В предкамеру тяжелая фаза из вертикальной полости 22 попацает через щель 19 поц дополнительной перегородкой 18.Вслед за этим СТУ засасывает реагенты из предкамеры через отверстие 13, в результате чего они попацают в смесительную камеру 5. Здесь они перемешиваются, превращаясь в эмульсию, что способствует интенсификации протекающих между ними реакций. Из смесительных камер эмульсия вытекает в отстойные и здесь расслаивается с образова2920 1 5 9 вием нижнего слоя, тяжелой фазы Нкр и лежащего на нем верхнего слоя легкой фазы Н, На границе разаела фаз может располагаться непрерывно распацающийся слой эмульсии.Осветленные фазы вновь сливаются в смежные прецкамеры, что обеспечивает непрерывную работу реактора.Установленная дополнительно перегороцка 18 уменьшает энергозатрвты реактора и улучшает процесс расслаивания.Особенностью гицроцинамнки работы прецкамеры в любом из .вариантов ее исполнения является постоянство положения ГРФ в ней, Уровень 23 тяжелой фазы находится ниже (обычно незначительно ниже) верхнего края отверстия 13, соединяющего прецкамеру со смесительной камерой. СТУ при нормальной работе реактора оановременно отсасывает из преакамеры обе фазы через отверстие 13, а это возможно только, если обе эти фазы имеют одновременный доступ к отверстию 13 (очевидно, что при этом ГРФ в преакамере неизбежно находится ниже верхнего края отверстия 13 и выше его нижнего края).Отсюда следует, что любые нарушения режима поаачи исходных реагентов и работы СТУ заставляют изменяться по высоте преакамеры только ао уровня 24 легкой фазы и не могут повлиять на постоянство расположения уровня 23 тяжелой фазы, преаыаушие ступени гиаравлически независимы, от положения уровня 24 легкой фазы в преакамере только цо тех пор, пока этот уровень ниже таро- затворной перегородки 10.Именно это требует повышение энергозатрат, чтобы удержать уровень в преакамере ниже . гиарозатворной перегороцки 10, а при поаьеме уровня 23 легкой фазы нац перегороакой режим отстаивания в предыдущей секачи нарушается. 5 о 5 зо 25 зо 35 40 Уровень тяжелой фазы 25 в вертикальной полости 22 всегца оказываетсяниже щцрозатворной перегородки 10,Это обьясняется тем, что паже есливысота налива Н, в прецкамере и отстойной камере оказывается оаинаковой,а толщина слоя с Н ф тяжелой фазы впреакамере всегда много ниже чем Н. ф.в отстойной камере,Высота водного столба в гиарозатворном канале 2 1 опреаеляется высотойгиарозатворной перегородки 10, Она уравновешивает суммарную высоту слоев легкой фазы Нф и тяжелой фазы Н . вТФотстойной камере при общей высоте налива Н 4В то же время высота водного столбав вертикальной щели 22 уравновешиваетсуммарные высоты слоев легкой фазыН, и тяжелой фазы Н в прецкатфмере 7,Оанако, если учесть, что высота слоятяжелой фазы Н . в преакамере многониже, чем в отстойной камере, то дажепри равенстве налива Н в отстойнойкамере в преакамере Н оказываетсяменьше Н . В то же время поаьем уровня налива в .прецкамере цо Нрезкоуменьшает энергозатраты на транспортировку, а предотвращение затопления щцрозатворной перегороаки 10 при всевозможных колебаниях расхоцбв фаз и режимов перекачки гарантирует стабильностьпроцесса отстаивания в прецыцушей отстойной камере.Экономический эффект, создаваемыйизобретением, составляет около 25 тыс.рублей в гоа на реактор произвоаительностью 1 м/ч и возрастает с ростомэтой произвоаительности,Ф ормула изобретенияУстановка цополнительной вертикальной перегороаки 18 со шелью 19 поа ней изменяет характер описанных зависимостей. Указанную перегороаку 18 опускают поа разаел фаз 22 в прецкамере. В результате возникают новые условия шаростатического равновесия между преаыцушей отстойной камерой и прецкамерой, а именно; преаыаушая отстойная камера гицростатически сообщена с тяжелой фазой в гиарозатворном канале 21; прецкамера гиаростатически сообщена с тяжелой фазой в вертикальной полости 22. 45 50 55 1. Реактор аля систем жиакость-жидкость, соаержаший горизонтальный пря моугольный корпус с цнишем, поперечные вертикальные перегороцки, целящие его на соециненные послеаовательно между собой секции, закрепленные в секциях межау поперечными перегороаками проаольные перегороаки, целящие секции на смесительные и отстойные камеры и на преакамеры, закрепленные между корпу сом и поперечными перегороаками переливные пороги, соединяющие преакамеры с.отстойными камерами последующих секций, вертикальные параллельно установл нные межау корпусом и поперечными7 929201 8 перегородками гидроэатворные перегород= ждрозатворные перегородки от предкаки, соединяющие прецкамеры с отстойны- мер и не доходящими цо днища.ми камерами прецьшуших секций, смеси. Реактор по п. 1, о т л и ч а ютельно-транспортирующие устройства, раз- щ и й с я тем, что высота щели межцу мешенные в смесительных камерах, сое дополнительной перегородкой и днищем,диненных с предкамерами отверстием, меньше высоты, отверстия, соединяющего выполненным в нижней части перегоро- прецкамеру со смесительной камерой.цок, отделяющих прецкамеры от смеси- Источники информации, тельных камер, о т л и ч а ю щ и й с я принятые во внимание при экспертизе тем, что, с целью повышения производи о 1. Авторское свицетельство СССР тельности и улучшения работы отстойных Мф 311653, кл. В 01 3:) 11/04, 1968. камер, он снабжен дополнительными вер.М.Т, БОЛИ. РЕас 1 о БЕГ ргссЕМ 1 щ; тчкальными перегородками, отделяющими 1962, т. 5, с. 14 (прототип).