Реактор-смеситель

(504 В ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ рд) ьъ Г у САН ОБ ВТОРСКОМ(54) РЕАК (57) Изоб турному о ар В 12и В, П, Бодр уно- внут вать проса каталири корпу тельство СССР Р 7/021 1984. онеиными ато позволяет ра при вр 5 иле,87. БюлЛучейко3 (088. 8)ское свикл. В 0 ДЕТЕЛЬСТВУ ТОР-СИЕСИТЕЛЬретение относится к аппформпению гетерогенногои позволяет интенсифициресс за счет уменьшениязатора из жидкой фазы,а.установлен вал с крилопастями форма которуменьшить унос катализащении Вала 1 зи, ф л1299614 51 О1520 25 1Изобретение относится к аппара"турному оформлению гетерогенного катализа и может быть использовано вхимической и других промышленностяхдля проведения различных процессовв системе жидкость - твердое тело,в частности для непрерывного деалкилирования ионола до о-трет-бутил-пкрезола - полупродукта производстваантиоксиданта Агидол.Цель изобретения - интенсификацияпроцессов путем уменьшения уноса катализатора из жидкой фазы,На фиг. 1 схематически изображенреактор, продольный разрез; на фиг, 2и 3 - сечение А-А на фиг, 1 (варианты расположения лопастей мешалки относительно уровня смеси); на фиг. 4 -положение нормальной Ч и тангенциальной Чсоставляющих окружной скорости Ч произвольной точки кривойлопасти предлагаемой формы при выходе точки иэ реакционной смеси; нафиг. 5 - некоторые кривые семействапо уравнению ,Реактор содержит привод 1 и корпус 2, внутри которого размещен гори"зонтальный вал 3 с криволинейными лопастями 4, геометрическая форма которых в плоскости вращения описывается уравнением (1), при этомлопасти крепятся к валу посредством радиальных стержней 5 длинойЬ - К, где Кь - радиус вала. Поперечное сечение лопастей 4 может иметьпроизвольную форму, а концы лопастейв продольном сечении имеют обтекаемую форму. 2Возможны две различные схемы работы реактора, отличающиеся положением уровня смеси и направлением вращения вала,При первой схеме (фиг. 2) обеспечивается, по сравнению с второй (фиг. 3), меньшее разбрызгивание реакционной смеси у внутренних стенок корпуса, так как импульс частиц среды у поверхности направлен от периферии к центру реактора, что уменьшает вероятность налипания катализатора на стенках с последующей его термодеструкцией, К преимуществу второй схемы следует отнести менее жесткие требования к герметичности в месте соединения вращающегося вала и торцовой крышки за счет размещения уровня смеси ниже вала,Предложенная геометрическая форма криволинейных вертикально вращающихся лопастей позволяет свестидо ьынимума унос катализатора иэ смеси реагентов, описывается уравнением 9 = (к(ь) -1 - агсс /4-1,(1)Некоторая плоская кривая-лопасть30 (К) вращается с угловой скоростьюо 3 вокруг оси О, расположенной нарасстоянии Ь от уровня смеси(фиг. 4). С математической точкизрения такое вращение эквивалентноскольжению (в противоположном направлении) уровня смеси вдоль окружности радиуса. Ь вокруг неподвижнойкривой, Рассмотрим произвольную точку кривой-лопасти, которая в данныйРеактор работает следующим образом,При вращении приводом 1 вала 3 происходит перемешивание реакционной смеси лопастями 4, каждая точка которых выходит под прямым углом (сС на фиг, 4) к уровню смеси, при этом нормальная составляющая окружной скорости точки направлена у поверхностивдоль уровня смеси и, следовательно, импульс частицам перемешиваемой среды в направлении от свободной поверхности практически не передается, что существенно уменьшает унос катализатора иэ зоны реакции, интенсифицируя тем самым проводимый процесс. Обтекаемая форма концов лопастей уменьшает разбрызгивание реагентов в момент входа (выхода) лопастей в смесь (из смеси). 40 момент выходит иэ объема на поверхность смеси, т.е. точку пересечениякривой и уровня смеси, Следует отметить, что вынос катализатора из жидкой фазы происходит преимущественно45 при выходе лопастей иэ реакционной смеси, так как в этом случае импульссилы упругости, действующий на частицы среды у поверхности со стороныкаждого элемента лопасти, направлен 50 вверх от свободной поверхности. Введем обозначения: о - угол между касательнойк кривой в данной точке и уровнем смеси;- угол между касательной Т и радиусом вращения К точки, равный углу между нормалью и к кривой в данной точке и вектором окружной скорости Ч точки, как углыс взаимно перпендикулярными сторонами;- угол между радиусом враще(15)- агссв Яй 7 ф Т е- полярнь гол точки лопасти,аде о увелич ет м лоемкость и наК -полярныищения)расстоя 20 о а Руююожноварьияя Реа ийсо т п что он снабжен ти с валом ради" длиной тем единяющимн лоп ьными стержнями 1 К ( л 2 Ь Ьф Ь ьжня;а,н К Ь К 2 Ь6) йюаЫ =лЫ = ь 1 = агсгд К - =ЬХ их дК Как следует из (14), при фиксированной радиальной длине лопасти Час=О только в том случае, если щ - со или исООднако это достигается прн боль-. ших (в пределе бесконечных) длинах криволинейных лопастей известной формыгруэку на привод мешалки.В предлагаемом устройстве р ство ь, =О для каждой точки пасти достигается при конечной не криволинейной лопасти, кото к тому же, на основании (2) м в достаточно широких пределах ровать (при К = сопзГ), изм к величину параметра Ь:Формула иэобретения Реактор-смеситель для проведения каталитических процессов в системе жидкость - твердое вещество, содерж щий корпус, горизонтальный вал с криволинейными лопастями, привод и перелнвной патрубок, о т л нч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процессов за счет уменьшения уноса катализатора иэ жидкой фазы, форма криволинейных лопастей соответствует уравнению радиус (радиус враочки лопасти;ние от оси вращения переливного патруб-1299616 4" 4 Составитель А, ЛихановТехредН.Глущенко Корректор М, Самборска Слиган едак 566 комитета СССР каз 9 ВНодписи Тиражсудар ственно гом изобретенийва, Ж"35, Рауш Г ткрытии я наб. по дел3035, Мо