Устройство для получения двуокиси хлора

5 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ССУДА ПО ДЕЛ 41 ПИС в ада)анада) обление ктов оложенод крыш концом,НОЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Джеймс Генри форстер (Кан(71) Эрко Индастриз Лимитед (К(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО, ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯДВУОКИСИ ХЛОРА, содержащее вертикальный цилиндрический корпус с крышкойи днищем, вертикальные, расположенные параллельно друг другу и эксцентрично оси корпуса, трубу для отводасуспенэии и теплообменник, .соединенные верхними своими торцами с днищем, а нижними - друг с другом, цир"куляционный насос, установлеиныймежду нижними торцами трубы дпя отвода суспензии и теплообменника, дваусеченных конуса, первый из которыхбольшим своим основанием соединенс днищем, а второй - большим своимоснованием соединен с верхним торцомтеплообменника, цилиндрический распределитель кислоты с входными ради",ально расположенными на нем штуцерами, размещенный между меньшими основаниями усеченных конусов, отража". тельную перегородку, помещенную корпус, приспособление для отвода газообразных продуктов реакции и патрубки ввода реагентов и вывода пульпы, соединенные с нижней частью трубы.для отвода суспенэии, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса и упрощения конструкции за счет улучшения рециркуляции реагентов и адиабатического расширения их потока, оно снабжено вертикальной перегородкой, закрепленной на днище .и образующей с внутренней стенкой корпуса канал, соединяющий большее основание первого усеченного конусас верхней частью корпуса, а отражательная перегородказакреплена на внутренней стенке корпуса над каналом.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что канал выполнен с тангенциально изогнутым по от- ношению к внутренней стенке корпуса Я выходным торцом прямоугольного сечения.3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что приспос для отвода газообразных проду реакции выполнено в виде расп ной в верхней части корпуса п кой изогнутой трубы с входным направленным в сторону крышкиИзобретение относится к конструк-, циям газо-жидкостных химических реакторов и может быть использовано для получения двуокиси хлора.Известно устройство дляполучения двуокиси хлора, содержащее верти кальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальные расположенные параллельна друг другу и эксцентрично оси корпуса трубу для отвода суспензии и теплообменник, 10 соединенные верхними своими торцами с днищем, а нижними - друг с другом, циркуляционный насос, установленный между нижними торцамитрубы для отвода суспенэии и тепло обменника, два усеченных конуса, первый иэ которых большим своим основанием соединен с днищем, а второй большим своим основанием соединен с верхним торцом теплообменника, цилиндрический распределитель кислоты с входными радиально расположен" ными на нем штуцерами, размещенный между меньшими основаниями усеченныхконусов, отражательную перегородку, помещенную в корпус, при" способление для отвода газообразных продуктов реакции и патрубки ввода реагентов и вывода пульпы, соединенные с нижней частью трубы для отвода суспенэии 11 .ЗО.Недостатком данного устройства является то, что оно не может изготовляться в виде модуля и таким образом, транспортироваться и устанавливаться, а требует проведения значитель ных сборочных работ на месте с установкой рибойлера, или другого соот" ветствующего теплообменника, и рециркуляционных труб, Кроме того, помимо размеров устройства для установки 40 рибойлера и рециркуляционных труб требуется значительные производствен" ные площади. При этом в известном устройстве имеет место недостаточная эффективность процесса.Цель изобретения - интенсификация процесса и упрощение конструк" ции за счет улучшения рециркуляции реагентов и аднабатического расширения их потока.50Поставленная цель достигаетсй тем, что устройство для получения двУокиси хлора, содержащее вертикаль. ный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальные, расположен" ные параллельно друг другу и эксцентрично оси корпуса, трубу для отвода, суспенэии и теплообменник,соединенные верхними своими торцами с днищем, а нижними - друг с другом, циркуляционный насос, установленный между 60 нижними торцами трубы для отвода суспенэии я теплообменника, два усеченных конуса, первый из которых большим своим основанием соединен с днищем, а второй - большим своим основанием соединен с верхним торцом тепл - :обменника, цилиндрический распределитель кислоты с входными радиальнорасположенными на нем штуцерами, размещенный между меньшими основаниямиусеченных конусов, отражательную перегородку, помещенную в корпус, приспособление для отвода газообразных продуктов реакции и патрубки ввода реагентов и вывода пульпы, соединенные с нижней частью трубы дляотвода суспензии, снабжено вертикальной перегородкой, закрепленной наднище и образующей с внутренней стенкой корпуса канал, соединяющий боль-".шее основание первого усеченногоконуса с верхней частью корпуса, аотражательная перегородка закрепленана внутренней стенке корпуса над каналом.Канал выполнен прямоугольного сечения с тангенциально изогнутым поотношению к внутренней стенке корпуса выходным торцом, прямоугольногосечения, а приспособление для отводагазообразных продуктов реакции выполнено в виде расположенной в верхней части корпуса под крышкой изогнутой трубы с входным. концом, направленным в сторону крышки,На фиг.1 изображено устройствос частными продольными разрезами,общий вид; .на Фиг.2 - сечение А-Ана фиг.1, на Фиг.З - верхняя частькорпуса, продольный разрез; нафиг.4 - сечение Б-В на Фиг,.З; нафиг. 5 - устройство по второму варианту исполнения, общий вид.Устройство для получения двуокисихлора, содержит вертикальный цилинд"рический корпус 1 с крышкой 2 и днищем 3, вертикальные расположенныепараллельно друг другу и эксцентрично оси корпуса трубу 4 для отводасуспенэии и теплообменник 5, соединенные верхними своими торцами с днищем 3, а нижними - друг с другом,циркуляционный насос б, установленный между нижними торцами трубы 4для отвода суспензии и теплообменника 5, два усеченных конуса 7 и 8,первый 7 из которых большим своимоснованием соединен с днищем, а второй 8 - большим своим основаниемсоединен с верхнием торцом теплообменника 5, цилиндрический распределитель 9 кислоты с входными радиально расположенными на нем штуцерами1 О, размещенный между меньшими основаниями усеченных конусов 7 и 8, отражательную перегородку 11, помещенную в корпус, труба 12 для отводагазообразных продуктов реакции и патрубки .13 и 14 ввода реагентов и вывода пульпы, соединенные с нижнейчастью трубы для отвода суспензии,вертикальную перегородку 15, закрепленную на днище 3 и образующую свнутреннй стенкой корпуса канал 16,соединяющий большее основание первого усеченного конуса 7 с верхнейчастью корпуса, а отражательная перегородка 11 закреплена на внутренней стенке корпуса над каналом 16Канал 16 выполнен. прямоугольногосечения с тангенциально изогнутымпо отношению к внутренней стенке корпуса выходным торцом 17. Приспособ. -ление 12 для отвода газообразныхпродуктов реакции выполнено н видерасположенной в верхней части корпуса под крышкой изогнутой трубы свходным концом, направленным в сторону крышки 2.Устройство работает следующим образом.3Усеченные конусы 7 и 8 на каждойстороне цилиндрического распределителя 9 в конструкции типа трубы Вентури приводят к ускорению выхода жидкости из теплообменника 5 в первый конус 8 до высокой скорости до техпор, пока противодавление, нызывае"моеуменьшением пойеречного сеченияи ускорением, не превышает разницыв давлении насыщенного пара наджидкостью в данном месте и над жидкостью в корпусе. Таким путем предотвращается кипение рециркулируемойнагретой жидкости н трубах теплообменника,По мере ввода кислоты в распределитель 9 она быстро смешиваетсяс жидкостью, смесь расширяется принизком ускорении нсевтором усеченномкорпусе 7, так что кипение жидкостии выделение газообразного продуктапроисходит спокойно и постепенно.Так как жидкость начинает кипеть иначинает образовынаться двуокисьхлора и хлор на нижней по ходу потока стороне распределителя 9, томатериал, который входит в канал 16,является газообразным с увеличеннымиколичествами жидкости и суспендированным н ней твердым веществом.Полученная жидкая смесь поступает в газовое пространство 18 корпуса при достаточно низкой скорости(например от 7 до 17 м/сек) . У верхнего конца канала 16 предусмотрена;перегородка 11 для направления жидкости в основном. горизонтально ирадиально внутрь пространства 18,Отверстие 19 для отвода газообразного хлора, двуокиси хлора иводяного пара из пространства 18 свя.зано струбой 12, которая проходитрадиально через стенку корпуса рядомс его верхним концом, и ее внутреннийконец искривлен н нанравлении кверху таким образом, что ее входное отверстие направлено к крышке 2 и находится от нее на некотором расстоя-нии, располагаясь по оси корпуса.Это устройство способствует сепара 45 5 О 55 65 Устройство теплообменника 5 и линии рециркуляции реакционной смеси в вариантах изобретения совершенно отлично от конструкции, приведенной в прототипе. В частности часть рециркуляционной линии от входа кислоты до выгрузки над уровнем жидкости осуществляется по каналу 16 внутри наружной стенки корпуса в отличие от прототипа, где рециркуляционная линия включает изогнутую внутрь трубу, полностью расположенную снаружи корпуса.Наличие вертикально расположенного канала 16 от днища 3 до некоторого расстояния над уровнем реакционной среды 20 позволяет иметь более компактную общую конструкцию, которая может предварительно монтироваться для транспортировки и затем транспортироваться в модульном виде, так что монтаж на месте отпадает и следовательно,достигается экономия по ции увлеченной жидкости от газообразных продуктов н паровом пространстве 18 за счет того, что газообразныйоматериал должен повернуться на 180для входа в трубу 12 перед тем, какон выйдет через выходное отверстие 19.Такое движение заставляет увлеченныекапли выпадать из газовой фазы и реакционную среду 20, так что отводимая газообразная фаза имеет низкую 0 концентрацию увлеченной жидкости.Это последнее устройство отлича,ется от обычной системы, н которойвыход газа расположен обычно пооси генератора в нерхней перегородке,35 так что газообразные продукты покидают корпус, двигаясь прямолинейно.Можно использовать обычные устройства, показанные на фиг.3 и 4.Данные устройства отличаются отобычных отбойных устройств, состоящих из металлической сетки и применяемых для систем получения двуокиси хлора испарительного типа уменьшением уноса жидкости удаляемой газообразной фазой. Эти устройства склон- .ны к забинанию путем отложения тнердого материала и должны время от времени очищаться и следовательно являются неудовлетворительными.Помимо преимущества, связанногос меньшим уносом жидкости целевым. газом, при использовании показаннойконструкции трубы 12 имеется дополнительное преимущество, заключающеесяв том, что требуется меньшая общая 35 высота, так как выходное отверстие 19может соединяться непосредственносо входом соседнего конденсационного оборудования вместо того, чтобыиметь трубы, которые направлены внар чале вертикально вверх от выходав верхней перегородке, а затем кни-зу ко входу в конденсационное оборудование.сравнению с дорогой конструкциейпрототипа,Кроме того, так как исключаетсянаружная рециркуляционная трубаизвестной конструкции, то требования к наружному объему всей установ"ки снижаются и это удорожающее обстоятельство также снимается.Труба 4 для удаления суспензиипоказана на некотором расстоянии, хотя и параллельно от оси корпуса, Такое устройство является следствиемразмера диаметра конкретного аппарата и следствием необходимости расположения теплообменника 5 под корпусом, Для сосудов больших размеров,чем показанный, где под корпусомимеется больше места, труба 4 для удаления суспензии обычно располагаетсяпо его оси,В интересах сохранения компактнойФормы предпочтительно иметь теплообменник 5 такого размера, чтобы онполностью вписывался в габариты корпуса. Действительный наружный размертеплообменника 5 зависит от произво-,дительности устройства, диаметратрубы 4 для удаления суспензии и отпроизводительности насоса 6.Хотя показан вертикальный канал 1 бс одной стороны корпуса, эта конструкция представляет собой удобный вари- ЗОант устройства, Другая возможностьзаключается в образовании канала 1 бтаким образом, что он заканчиваетсяу своего верхнего конца в виде круглого или другого соответствующей 35Формы отверстия, расположенного поцентру корпуса над уровнем жидкой ре"акционной среды 20. На некоторомрасстоянии от этого центрального отверстия в направлении выхода из него 40жидкости в сторону стенок генератораможет быть предусмотрена перегородка 11.Входящая в корпус жидкостьфиг.1 и 2)обычно движется радиальнопо отношению к его оси в реакционной.среде 20. Вариант, показанный наФиг.З и 4 иллюстрирует модификациюданного устройства, в котором внутренняя перегородка 15 искривлена внутри сосуда у своего верхнего концадля образования вертикального расположенного прямоугольного выходного тор.ца 17, обращенного к вйутренней стенке корпуса и предназначенного для при.дания входящей жидкости в основном 55тангенциального движения. Тангенциальный ввод рециркулируемой жидкостиспособствует отделению от жидкости газовой Фазы, благодаря чему паровоесепарационное пространство может бытьменьшего размера.В устройстве на Фиг. 3 и 4 применяется более привычное коническоеднище 3 и выход газовой фазы по осиаппарата через отверстие 19, хотяв данном случае также могут использоваться конструкции, показанные наФиг.1 и 2,Таким образом, насос б,теплообменник 5 и распределитель 9 для вводакислоты размещены снаружи корпуса,хотя они и образуют часть общей модульной установки. Такое устройствоиз отдельных частей весьма выгодно,так как позволяет осуществить легкуюустановку каждой из этих частей безразборки всей установки и не требуетдоступа внутрь корпуса. Доступностьдля ухода может быть недостаткомболее интегрированных конструкций.Таким образом, конструкции, показанные на Фиг.1-4, представляют собойкомбинацию отдельных деталей в компактную модульную установку для производства двуокиси хлора без необходимости в создании интегрированной сборки из одного аппарата. В этой компактной модульной установке отдельныечасти, требующие обслуживания, легко"доступны.: точки зрений возможных трудностей обслуживания могут применятьсяболее интегрированные конструкции,имеющие выгоды, связанные с внутренней перегородкой и с рециркуляционным устройством. На фиг.5 в видедеталей внутренней перегородки 15вблизи нижнего конца днища 3 могутпредусматриваться части в виде усе"ченных конусов 7 и распределитель 9для входа кислоты.Кроме того, предусматриваетсятеплообменник 5 с примыкающими нижней и верхней частями, соединенный уверхнего конца непосредственно с корпусом и у нижнего конца с насосом б,в который поступает раствор хлората натрия по патрубку 13 и из которого отводится суспензия сульфатанатрия по патрубку 14. В этом устройстве исключена труба 4. Корпус насоса б может иметь показанную формуили более привычную форму, аналогичную примененной на Фиг.1.Таким образом, изобретение обеспечивает улучшенные методы и устройство для производства двуокиси хлора. В пределах объема данного изобретения возможны модификации.1055317 Д-Я Редактор А.Доли Составитель АТехред И,Тепер расовКорре ор А.Ильи Заказ 9128/59 одписноССР ВНИпо113 Тираж 537 И Государственно лам изобретений 5, Иосква,Ж,Пго комитета Си открытийРаумская наб д. 4/5 л ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектн