Барботер для реакционных аппаратов

, чтопирован тли- егородными с снабМ Ж Вафф Ю госудд ственный комитет сссрП 0 ДЕЛАМ ИЗОЕ 1 ЕТЕНИй И ОТНР 11 ТИй И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение(54)(57) 1. БАРБОТЕР ДЛЯ РЕАКЦИОННЫХАППАРАТОВ, включающий центральнуюподводящую трубу с жестко прикрепленной барботажной системой, состоящей иэ радиальных перфорированныхпатрубков, размещенных в одной плоскости, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью интенсификации процесса контактирования газа и жидкости при широком изменении диапазона нагрузок по газовой фазе за счет более эффективного распределения газа по объему аппарата и создания высокоразвитой поверхности контакта фаз, барботер .снабжен дополнительными барботажиыми системами, установленными наподводящей трубепо высоте аппарата,.причем каждая повернута в своей плоскости относительно предыдущей;2, Барботер по и.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что каждая барботажная система снабжена диафрагменным элементом, размещенным в верхнейее части.З.Барботер по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что перфорированные радиальные патрубки барботажной системы снабжены внешними диаметральными перегородками, размещенными под углом к плоскости барботажной системы.4. Барботер по п о ч а ю щ и й с я тем ерки выполнены перфоржены прорезями.Наиболее интенсивная реакция между жидкостью и газом протекает в зоне барботажа на ограниченной высоте и в меньшей степени в верхних слоях жидкости. Это обусловливается обеднением газовых пузырей по целевым компонентам, особенно при процессе с использованием хорошорастворимых газов. Эти факторы являются предпосылкой для создания аппаратов большого диаметра с невысоким слоем жидкой фазы, что, в свою очередь, увеличивает неравномерность распре 50 55 112 бИзобретение относится к устройствам для проведения процессрв мас-сообмена и может быть использованов химической, пищевой и других родственных отраслях промышленности5для проведения реакционных процессов, в частности процесса оксимиро 1 вания в производстве капролактамапри нейтрализации выделяющейся впроцессе оксимирования свободной серной кислоты,Известно распределительное устройство, состоящее иэ подводящей трубы,к которой жестко прикреплена барботажная система состоящая. из радиальл 15но установленных перевернутых желобов 13.Известно барботажное устройстводля реакционных аппаратов, состоя-щее из центральной подводящей труОбы, к которой жестко прикреплены перфорированные патрубки, размещенные, в одной плоскости 2 3,Однако известные барботажные сис. темы имеют недостаточно высокую эф 25фективность реакционного процессавследствие того, что распределениегаза происходит в одном сечении аппарата. Конструктивные особенностиданных устройств предрасполагают ксозданию наибольшей плотности распределения газовой фазы в центреколонны, что особенно проявляетсяпри увеличении диаметра колонны.Кроме того, в двухфазном противоточном потоке жидкость опускается около стенки колонны; а газовая. фазастремится к центральной его части,что снижает. эффективность расцределения. Это приводит к тому, что частьреакционной жидкости не участвует в 40процессе массообмена,. Пузырьки газа,свободно поднимающиеся вверх, малодиспергируются, т.е. не происходитобновление поверхности контакта фаз.45 З 1 З 1деления газа и металлоемкость аппарата 33.К недостаткам данных устройств относится низкая эффективность работы устройства при изменении нагрузки по газовой фазе и широком диапа. зоне, Увеличение расхода газа в одном сечении аппарата вызывает появление крупных пузырей газа, что резко снижает межфаэную поверхность и эффективность процесса.Цельизобретения - интенсификация процесса контактирования газа и жидкости при широком изменении диапазона нагрузок по газовой фазе 1за счет эффективного распределения газа по объему аппарата и создания высокоразвитой поверхности контакта фаз.Указанная цель достигается тем, что в барботере, включающем центральную подводящую грубу с жестко прикрепленной барботажной системой, состоящей из радиальных перфорирован ных патрубков, барботер выполнен из нескольких барботажных систем, установленных на подводящей трубе поэтажно по высоте аппарата, причем каждая иэ них повернута в своей плоскости относительно предыдущей и имеет дифрагмирующий элемент в верхней части, что позвОляет распределить газовую фазу по объему аппарата.С целью интенсификации перфорированные радиальные патрубки барботажной системы снабжены внешними перфорированными перегородками с прорезями, размещенными диаметрально перфорированному патрубку и под углом к плоскости барботажной системы.На фиг.1 изображен барботер, общий вид; на фиг.2 - разрезы А-А, Б.-Б и В-В на фиг,1; на фиг.З - барботажная система, общий вид.Устройство состоит из центральной подводящей трубы 1,к которой жестко прикреплены барботажные системы 2, размещенные по высоте аппарата 3 и состоящие из. радиальных перфорированных патрубков 4, размещенных в одной плоскости, причем каждая последующая барботажная система повернчта в своей плоскости относительно предыдущей. Барботажная система имеет в верхней части диафрагменный элемент 5. Перфорированные радиальные патрубки 4 барботажной системы 2 снабжены внешними диаметральными перфорированными перегородками 6311263с прорезями 7, 11 ерегородки установлены под углом к плоскости барботажной системы, для подачи газа иотвода жидкости служат штуцера 8 и 9,Барботер работает следующим об 5разом,Гаэ поступает через штуцер 8 вцентральную трубу и распределяетсяпо барботажным системам 2Установкебарботажных систем поэтажно способствует эффективному распределениюгазовой Фазы по всему объему реакционной жидкости, что необходимо дляпроведения быстрых реакций в жидкойфазе, когда один из реагентов, переходящий из газовой фазы, являетсяхорошо растворимым. При этом газовыйпузырь быстро обедняется по целевому компоненту на ограниченной высо- .те реакционного слоя и .распределениегаза по высоте реактора обусловлено1более эффективное использование все-.то реакционного объема, Установка вверхней части, барботажных систем,в центральной трубе 1, диафрагмеиных элементов 5 дает возможностьпроизводить заранее заданное распределение газовой фазы по барботажнымсистемам,Внутренний диаметр диафрагменно-го устройства для каждой барботажной системы расчитывается по известным зависимостям и выбирается исходя иэ условия равенства, гидравлического сопротивления каждой барботаж, ной системы и высоты газожидкостно- З 5. го слоя над ней, а также из условийоптимального ведения процесса, Обыч"но для нижней барботажной системывнутренний диаметр диафрагменногоустройства меньше, чем вышележащеи. В каждой барботажной системе газ распределяется по перфорированным патрубкам и через перфорацию в них барботирует в слой жидкости. При 4 небольших расходах газовой Фазы работают верхние отверстия перфорированного патрубка. С увеличением расхода газовой фазы начинают работать 15 4и нижние отверстия. Это позволяетустройству эфф.ктивно работать в ши-1роком диапазоне нагрузок.Наличие перфорированных перегородок способствует тому,что струи газа,вытекающие через нижние отверстия перфорированного патрубка,поднимаютсявверх вдоль плоскости перегородок,увлекая за собой жидкость,Гаэ частичнобарботирует через перфорацию в перегородке, а оставшаяся часть проходитчерез край перегородки с прорезями.Наличие прорезей в перегородке способствует более тонкому диспергированию газа в жидкость.Таким образом наличие перегородки способствует не только более тонкому диспергированию газовой фазыи распределению газовой фазы в большем объеме жидкости, но и придаетобразующемуся газожидкостному потоку турбулентное вращательное движение, что значительно интенсифицируетреакционный процесс.Поскольку вышележащая барботажная система повернута относительнонижележащей, то основная часть вращающегося турбулизированного гаэожидкостного потока попадает на перфорированные пластины вышележащей барботажной системы. Происходит обновление поверхности контакта фаз засчет укрупнения и последующего диспергирования пузырьков газа на перегородке.Через этот же барботер поступаетновая порция газа Газ, проходящийчерез верхние отверстия.в перфорации патрубка, барботирует в слойжидкости под ним, а проходящий внижние отверстия смешивается с основным гаэожидкостным потоком; еще сильнее его турбулизируя. Далее процессповторяется,Таким образом, предложенная конструкция барботера позволяет распределить газ во всем объеме аппаратаи обеспечивает эффективную турбулизацию газожидкостного потока в широком диапазоне нагрузок.1126315 тавитель М.БугаеРед С.Мигунова ектор Н.Корол Подпис аказ 8588/6В Тираж 575 НИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 3035, Москва, Ж, Раушская