Реакционный аппарат с самовсасывающей мешалкой

Н К ПА роведения процессовсистем жидкость - химической, нефтехимимышленност. Сущ;е Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ОПИСАНИЕ ИЗОБР(57) Использование: дпя исмешения жидкости с газом игаз - твердые частицы вческой и других отраслях про ность изобретения: аппарат состоит из корпуса 1, циркупяционной трубы 4, рааюложенной по оси корпуса, патрубок ввода и вывода компонентов и винтовой мешалки 5, размещенной по оси корпуса в циркуляционной трубе. В нижней части трубы размещен кольцевой распределитель 7 газа с коническими стенками, полость которого в верхней части сообщена с газовой полостью аппарата посредством трубы подвода газа а в еокней части - с полостью аппарата в периферийной зоне лопастей мешалка Распределитель в нижней части сообщен с полостью аппарата кольцевой щелью 10, образованной нижними основаниями конусов стенок и размещенной под лопастями. 1 злф-лы 2 ил.Изобретение относится к реакционнымаппаратам и может быть использовано дляпроведения процессов смещения жидкости.с газом и систем жидкость-газ-твердые частицы в химической, нефтехимической идругих отраслях промышленности.Известен аппарат с самовсасывающеймешалкой, содержащий корпус, вертикальную циркуляционную трубу, винтовую мешалку с обтекателем, трубу падвода газа,нижний конец которой расположен соосномешалке на уровне обтекателя.Однако вследствие того, что нижний конец трубы расположен над осью винтовоймешалки вдоль этой вертикальной оси, невозникает окружных скоростей, необходимых для создания достаточного вакуума длявсасывания газа иэ трубы подвода газа, Этоуменьшает интенсивность перемешиваниягазожидкостных сред.Известен также аппарат с самовсасывающей мешалкой, содержащий вертикальный корпус, установленную по оси корпусациркуляционную трубу, винтовое перемешивающее устройство и средство подводагаза, выполненное из вертикальной трубы,расположенной вдоль оси винтового перемешивающего устройства. и средство подвода газа, выполненное с распределителем,имеющим отверстие, расположенное надлопастями мешалки в их периферийной части.Этот аппарат имеет то преимущество,что расположение отверстий распределителя патрубков над периферийной частью лопастей приводит к росту сумматорноговсасывающего напора, который пропорционален квадрату окружной скорости,Однако этот аппарат имеет ряд недостатков, Вследствие того, что распределитель имеет несколько патрубков,сообщенных с центральным трубчатым элементом и имеющих горизонтальные и вертикальные участки, при работе и остановкеаппарата возникает опасность забивки патрубков распределителя непрореагированной средой, особенно их горизонтальныхучастков. Эта забивка возникает при переработке систем жидкость-газ-твердые частицы, при проведении н-р-процессовгидрирования, выщелачивания и др. Этоснижает диапазон применения и надежность в работе аппарата,Наиболее близким к предлагаемому является аппарат с самовсасывающей мешалкой. содержащий корпус, циркуляционнуютрубу, мешалку, тороидальную обечайку, установленную в циркуляционной трубе снаружи мешалки, во внутренней стенкекоторой выполнены отверстия. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Однако этот аппарат имеет ряд недостатков.1. Узкий диапазон применения, так какпри работе с многофаэными системамижидкость-газ-твердые частицы происходитзабивка отверстий тороидальной оболочкитвердыми частицами, проникающими внижнюю часть тороидальной оболочки вовремя работы аппарата, а также в моментостановки аппарата вследствие расположения отверстий в вертикальной стенке оболочки. Это приводит к зарастаниютороидальной оболочки твердыми частицами с непрореагированной средой, снижаетдиапазон применения аппарата для многофазных гаэожидкостных процессов с участием твердой фазой, н-р-процессовгидрирования, выщелачивания и др., а также снижает надежность в работе аппаратевследствие необходимости разборки аппарата с целью прочистки тороидальной оболочки,2, Недостаточная интенсификация процессов вследствие ограниченной площадипроходного сечения отверстий для всасывания газа, расположенных во внутреннейстенке тороидальной оболочки циркуляционной трубе снаружи мешалки, высота иплощадь которой ограничена высотой винтовой мешалки,Целью изобретения является расширение диапазона применения для многофазных систем жидкость-гаэ-твердые частицы,н-р для реакций гидрирования на суспендированном твердом катализаторе, процессоввыщелачивания и друвеличение интенсификации перемешивания.Поставленная цель достигается тем, чтосредство подвода газа выполнено с распределителем, имеющим торообразную конусную форму, полость которого образованадвумя усеченными конусами - верхним инижним, являющимся одновременно конфузором циркуляционной трубы.Нижняя часть распределителя расположена над периферийной зоной лопастейвинтовой мешалки, соединена с полостьюаппарата всасывающей кольцевой щелью, аверхняя часть соединена с трубой подводагаза, соединяющей распределитель с газовой полостью аппарата, расположенной подкрышкой аппарата, При этом угол наклонаплоскости кольцевой всасывающей щели кгоризонтальной плоскости 0а ( 90 ф,На фиг. 1 схематически изображен реакционный аппарат с самовсасывающей мешалкой с циркуляционным контуром; нафиг. 2 - узел на фиг. 1.Аппарат содержит корпус 1, крышку 2,теплообменную рубашку 3, циркуляцион 2001668ную трубу 4, установленную по оси корпуса и образующую с ним кольцевой канал 6, смонтированную в циркуляционной трубе винтовую мешалку 5 с электроприводом 12. В аппарате имеется средство подвода газа с распределителем 7, являющимся одновременно конфуэором циркуляционной трубы 4, Полость распределителя 7 образована двумя усеченными конусами - верхним 8 и нижним 9. В нижней части распределителя имеется наклонная кольцевая щель 10 для всасывания газа в полость аппарата, которая расположена над периферийной зоной лопастей винтооой мешалки 5. Угол наклона плоскости кольцевой всасывающей щели к горизонту а90 О,К распределителю 7 подведена труба 11 подвода газа. В аппарате предусмотрена подача газа через штуцер 13 и отвод сырья через штуцер 14.Аппарат работает следующим образом.Электропривод 12 приводит во вращение вал с установленной на нем винтовой мешалкой 5, В результате вращения винтовой мешалки жидкость, заполняющая аппарат, начинает циркулировать по контуру, образованному стенками корпуса 1, циркуляционной трубой 4, В результате работы винтовой мешалки 5 возникает циркуляция рабочей среды по замкнутому контуру с направлением циркуляции в циркуляционной трубе вниз и в кольцевом канале наоерх (по стрелкам),В зоне А аппарата в области максимального диал 1 етра лопасти винтовой мешалки 5 возникают максил 4 альные переносные скорости рабочей циркулирующей среды согласно уравнениюЧ= О,.30где О - текущий диаметр лопасти винтовой мешалки;и - число оборотов мешалки.Соотоетстоенно перед лопастью на уровне максимального диаметра лопасти возникает зона максимального пониженного давления, пропорционального квадратупереносной скорости, и вследствие этогомаксимальный расход всасываемого воздуха из торообразного конусного распредели 5 теля через наклонную кольцевую щель 10 взону А аппарата и далее по всему циркуляционному контуру,Поскольку плоскость всасывающейкольцевой щели наклонена к горизонту под10 углом а90 О. твердые частицы среды прициркуляции среды и опановке аппарата немогут проникнуть в распределитель, Вслед: ствие максимального расхода воздуха в аппарате увеличивается гаэосодержание и15 соответственно интенсивность перемешивдния.Так как распределитель имеет конуснуюторообразную форму с расположенной внижней его части наклонной кольцевой20 щелью, при работе мешалки или ее остановке не происходит забивки щели твердымичастицами или непрореагированным продуктом вследствие невозможности попадания их о полость распределителя из-эа25 наклона плоскости кольцевой всасывающейщели к горизонту с углом наклона а90.В таблице показаны результаты экспериментальных исследований аппарата сциркуляционным контуром с самовсасыва 30 ющей мешалкой оместимостью 0,25 м . Изтаблицы следует, что выполнение средствподвода газа о виде торообраэного конусного распределителя с наклонной кольцевойщелью способстоует интенсификации гаэо 35 жидкостных систем за счет увеличения расхода осасыоаел 4 ого газа,Предполагаемый экономический эффект от внедрения одного аппарата 11 тыс.руб. о год,40. РЕАКЦИОННЫЙ АППАРАТ С САМО- ВСАСЫВАЮЩЕЙ МЕШАЛКОЙ, включаю щий корпус, циркуляционную трубу, расположенную по оси корпуса. патрубки вводавывода компонентов и мешалку, размещенную по оси корпуса внутри циркуляционной трубы. в нижней конфузорной части которой расположен кольцевой распределитель газа с коническими стенками, полость которого в верхней части сообщена с газовой полостью аппарата посредством трубы подвода газа, а в нижней части - с полостью аппарата в периферийной зоне лопастей. отличающийся тем, что распределитель в нижней части сообщен с полостью аппарата посредством кольцевой щели, образованной нижними основаниями конусов стенок распределителя и размещенной над лопастями.2, Аппарат по п.1, отличающийся тем, что угол наклона плоскости, соединяющей нижние основания конусов стенок, к горизонтальной плоскости 0и90,