Реактор непрерывного действия для получения концентрированного диоксида серы Советский патент 1985 года по МПК B01F3/12 

Изобретение относится к устройствам для проведения непрерывных интенсивных процессов, протекающих при смешении жидких и твердых компонентов, и может быть использовано в производстве концентрированного диоксида серы из олеума и серы. Известен реактор для получения диоксида серы, включающий цилиндрический стальной корпус со стеклянной футеровкой, окруженный ватержакетом. Реактор оснащен мещалкой и штуцерами для ввода и вывода реагентов. Ввод серы и кислоты осуществляется в верхней части реактора 1.

Недостатками данной конструкции являются ненадежность ее эксплуатации в связи со сложностью защиты вращающихся деталей мещалки от агрессивной среды, ненадежность сальниковых уплотнений мешалки и повышенный расход электроэнергии на перемешивание.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является реактор непрерывного действия для получения концентрированного диоксида серы, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками ввода серы и олеума и вывода олеума и диоксида серы, размещенный соосно внутри корпуса направляющий конус 2.

Недостатками данного реактора являются сложность из-за наличия перемешивания устройства, требующего надежного сальникового уплотнения, а также наличие фильтра для олеума, погруженного в агрессивную среду; ненадежность конструкции, связанная со сложностью защиты вращающихся деталей от коррозии в агрессивной среде и значительный расход электроэнергии на перемешивание жидко-твердой фазы.

Кроме того, недостатком конструкции является ввод жидкой серы сверху в газовую фазу над олеумом, что загрязняет конечный продукт парами серы (до 0,02 06.% в газовой фазе).

Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности и экономичности его работы за счет исключения вращающихся деталей и узлов.

Поставленная цель достигается тем, что реактор непрерывного действия для получения концентрированного диоксида серы, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками ввода серы и олеума и вывода олеума и диоксида серы, размещенный соосно внутри корпуса направляющий конус снабжен установленной на днище цилиндрической обечайкой, верхний торец которой соединен с основанием корпуса и перфорированной решеткой, размещенной внутри корпуса между патрубками ввода реагентов.

Патрубок ввода серы снабжен распылителем и расположен под перфорированной решеткой.

На чертеже схематично изображен предлагаемый реактор, продольный разрез.

Реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубком 2 ввода серы, патрубок 3 пЬдачи олеума, патрубок 4 вывода отработанного олеума и патрубок 5 вывода диоксида серы, размещенный соосно внутри корпуса 1 направляющий конус б, при этом реактор снабжен установленной на днище 7 корпуса цилиндрической обечайкой 8, нижний торец которой соединен с основанием корпуса 1 и верхний перфорированной решеткой 9, размещенной внутри конуса между патрубками 2 и 3 ввода реагентов. Патрубок 2 ввода серы снабжен распылителем 10 и расположен под перфорированной рещеткой 9.

Реактор работает следующим образом.

Реактор заполняется горячим олеумом через патрубок 3 до уровня чтобы горловина конуса 6 была погружена на 100-200 мм в олеум, а затем свежий горячий олеум подается через патрубок 3 и равномерно распределяется потокогасителем в верхней части конуса 6 над решеткой 9, а через обогреваемый патрубок 2 механической форсункой 10 распыливается непосредственно и слой олеума жидкая сера. Форсунка рассчитывается таким образом чтобы скорость жидкой серы в отверстии форсунки составляла 0,5-3,5 м/с, что о еспесит дисперсность серы 0,5-1 мм. Капли серы застывают и твер дые шарики серы транспортируются вверх со скоростью 6,01-0,02 м/с диоксидом серы, образованным в результате взаимодействия серы и олеума. Через отверстия поступает сверху олеум, скорость которого выше скорости подъема шариков серы, они отбрасываются от решетки, в результате чего образуется под решеткой «кипящий елок -твердой серы в олеуме, что обеспечивает интенсивное перемешивание реагентов.

Место расположения перфорированной решетки и живого ее сечения (7,5-20%)

5 выбирается из условий оптимальной работы «кипящего слоя. Целесообразность выбора живого сечения решетки объясняется следующим: при живом сечении менее 5% скорость олеума в отверстиях рещетки составляет 0,12 м/с, т. е. выше скорости подъема пузьфьков газа в олеуме (0,12 м/с), поэтому газ не может покинуть зону «кипящего слоя и происходит накопление газа под решеткой, что приводит к нарушению режима работы «кипящего слоя. При живом сечении более 30% скорость олеума ( 0,02 м/с) меньше скорости поднятия щариков серы (0,01-0,02 м/с) и сера накапливается на поверхности олеума, что также 3 приводит к нарушению режима работы «кипящего слоя. Отработанный олеум из «кипящего через окна цилиндрической обечайки 8 удаляегся из реакционной зоны и по кольцевому сечению между корпусом 1 и цилиндрической обечайкой 8 поднимается вверх и через патрубок 4 покидает реактор. В результате интенсивного перемешивания серы в «кипящем слое от серы отрываются пузырьки диоксида серы и подиимаются вверх, так как пузырьки диоксида серы имеют скорость всплытия в олеуме ,12 м/с, то они беспрепятственно проходят через отверстия рещетки, где максимальная скорость олеума ниже 0,12 м/с. Затем 5 газ покидает реактор через патрубок. 5. 11596 9 4 Патрубок 3 и обогревательный патрубок 2 с форсункой 10 крепятся к реактору на фланцах и могут быть вынуты из реактора для осмотра и ремонта. Обогреваемый патРУ ок 2 и форсунка 10 могут входить в реактор через-- крышку, но место установки их должно находиться под решеткой, Использование предлагаемого реактора позволит упростить его конструкцию и резко повысить надежность реактора за счет полного исключения вращающейся части и тем самым сэкономить электроэнергию, а также повысить чистоту диоксида серы путем исключения паровсеры и улучшить условия труда за счет полной герметичности реактора (отсутствие сальников).

1. РЕАКТОР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО ДИОКСИДА СЕРЫ содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками ввода серы и олеума и вывода олеума и диоксида серы, размещенный соосно внутри корпуса направляющий конус, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повыц1ения надежности и экономичности его работы за счет исключения вращающихся деталей и узлов, реактор снабжен установленной на днище цилиндрической обечайкой, верхний торец которой соединен с основанием корпуса и перфорированной рещеткой, размещенной внутри конуса между патрубками ввода реагентов. 2. Реактор по п. 1, отличающийся те.м, что патрубок ввода серы снабжен распылителем и расположен под перфорированной решеткой.