Реактор с интенсивным перемешиванием Советский патент 1985 года по МПК B01J8/10 

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к конструкциям химических реакционных аппаратов и может быть применен для интенсификации гетерогенных химических процессов, а также процессов с большим газо- и тепловыделе-, нием, осуществляемых в периодическо режиме при дозировании компонентов ПО ходу реакции. Известен химический реактор, интенсивное перемешивание в котором достигается циркуляционным перемеши ванием реакционной массы мешалкой типа осевого насоса. Направленный ток жидкости создается при помощи ЦIfpкyляIp oннoй трубы. Раз13орот потока происходит на днище и крышке аппарата 1 . Однако известное устройство невозможно применить в периодически процессах, в которых происходит изменение объема реакционной массы, так как циркуляционный поток реализуется толь°ко при незначительных отклонениях от полного заполнения Р€|акционного объема. Известен также реактор, имеющий циркуляционную трубу с установленно в ней мешалкой типа осевого насоса, который допускает некоторое, изменегше объема реакционной массы за сче различия площадей живых сечений восходящего и нисходящего потока жидкости, что приводит к образовани резервного незаполненного объема 2 Однако в таком реакторе сохранеш-те щ-фкуляционного тока жидкости достигается за счет ухудшения гидро динамического режима в областях реа тора,5 имеюищх резервный объем, что приводит к общему ухудшению эффекти йости перемешивания реакционной мас Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому эффекту является химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах, содержаш й корпус с теплооСменной рубашкой, крышку, эагрузо 1ные и разгрузочные патрубки вал с перемешиваюп1им устройством в виде осевого насоса, циркуляционную трубу и отражатель потока, выполненный в виде полутора, обращенного выпуклостью к крьшке, причем на валу перемешивающего устройства смонтирован дополнительный отражатель. D1 . Недостатком реактора является невозможность поддержания постоянного гидродинамического ре.жима при изменяющемся объеме реакционной массы вследствие фиксации положения отражателя, так как нормальное циркуляционное перемешивание возможно только тогда, когда отражатель находится на уровне реакционной массы. Повьппение объема реакционной массы приводит к образованию застойн,ой зоны вьш1е отражателя, уменьшения объема реакционной массы приводит к разрыву потопа жидкости инарушению гидродинамического режима реактора. Цель изобретения - расширение области применения. Поставленная цель достигается тем, что в реакторе с интенсивным переменп ванием, содержащем корпус с теплообменной рубашкой, крышку, перемешивакнцее устройство с валом, циркуляционную трубу, отражатель потока в виде полутора, обращенньй вьтуклостью к крьш1ке, отражатель потока установлен с. возможностью возвратно-поступательного вертикаль - ного перемещения. При зтом отражатель потока жестко закреплен на верхнем торце циркуляционной трубы, причем циркуля.ционная труба выполнена телескопиIчески раздвижной. На фиг. 1 представлен реактор, продольный разрез, на фиг. 2 реактор с механическим перемещением отражателя, продольный разрез. Реактор содержит корпус 1 с теплообменной рубашкой 2, которьй сверху закрыт крьш1кой 3, через центр которой проходил вал 4 с винтовым перемешивающим устройством 5. Отражатель потока 6 выполнен в виде полутора и имеет в центре отверстие, сквозъ которое проходит вал 4. При помощи косынок 7 отражатель потока 6 жестко соединен с наружной трубой составной циркуляционной трубы 8, а внутренняя труба при помрвщ стоек 9 крепится к днищу реактора. Для наглядности циркуляционная труба 8 показана двухзвенной, занимающей промежуточное положение по высоте. Внутренняя труба составной циркуляционной трубы 8 снабжена направляющим аппаратом 10. С помощью потока 11 отражатель может 31 перемещаться по высоте и фиксироват ся на определенных уровнях. Штуцера и запорная аппаратура не показаны. Реактор работает следунядим образ При включении перемешивающего устройства 5 образуется восходяпшй поток жидкости, который за счет гид родинамического напора шаднимает отражатель потока 6, который ранее под де,йствием силы тяжести занимал крайнее нижнее положение. Подъем . отражателя и раздвижение связанной с ним циркуляционной трубы 8 происходит до тех пор, пока отражатель находится в жидкости и на него дейс вует выталкивающая сила. Когда уровень отражателя достигнет уровня жид кости, сила гидродинамического напо ра уравновешивается силой тяжести самогоотражателя. Основной поток жидкости циркулирует в циркуляционной трубе 8 и кольцевом зазоре межд циркуляционной трубой 8 и корпусом реактора 1 . Часть жидкости г-попадает в зазор между валом 4 и отражателем и за счет центробежной силы, создаваемой работающим валом, отбрасывается -к стенкам центрального отверсти отражателя, откуда вытесняется вновь поступающей, жидкостью на верхнюю поверхность отражателя и стекает в зону перемешивания реактора. За счет повыигенного сопротивления зазора выброс жидкости через него исключается. Когда вследстние дозирорчи компонентов или разгрузки части реакционной массы происходит изменение уровня жидкости в реакторе, отражатель 6 такжг занимает новое положение, соответствующее новому уровню. Перемещение и фиксация отражателя потока может осуществляться также механически на уровень реакционной массы с помощью известных .устройств. Такое перемещенное целесообразно, когда по ходу процесса меняется плотность реакционной массы, что приводит к нестационарности гидродинамического напора. Использование предложенного реактора позволяет распространить : сферу применения реакторов с интенсивным перемешиванием. - безградиентных реакторов - на периодические процессы, связанные с изменением объема реакционной масС.ы. Интенсивность перемешивания существенным образом сказывается на проведении ряда химических реакций, требующих интенсивного теплоотвода, либо гетерогенных реакциях. Реактор может быть применен при проведении сульфирования, окисления, нитрования и других подобных процессов.

fpt/s.2

11

1. РЕАКТОР С ИНТЕНСИВНЫМ ПЕРЕМЕПИВАНИШ, содержащий корпус с теплообменной рубашкой, крышку, . перемешивающее устройство с валом, циркуляционную трубу, отражатель потока в виде полутора, обращенный выпуклостью к крышке, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, отражатель потока установлен с возможностью возвратно-поступательного вертикального пepe teщeния. 2. Реактор по п. 1, отлич аю щ и и с я тем, что отражатель потока жестко закреплен на верхнем торце циркуляционной трубы, причем циркуляционная труба выполнена телескопически раздвижной i.