Пульсационный реактор Советский патент 1985 года по МПК B01J10/00 

Изобретение относится к конструк 1сии аппаратов для проведения реакци онных процессов, процессов растворения и кристаллизации и может быть использовано при получении фторидов бария и алюминия особой чистоты. Цель изобретения - интенсификация процесса, исключение застойных зон и улучшение качества продукта за счет создания эффективного режима перемешивания. На Фиг. 1 представлен пульсацион ньгй реактор, продольный разрез общего вида на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2 Реактор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, разделенного цилиндром 2 на кольцевую и .энтральную зоны, штуцеров 3 и 4 ввода реагентов, выхода 5 продуктов реакции и пульсопровода 6, пульсопровода 7 и пульсационной камеры 8, расположенной по оси реактора. Пульсационная камера в своей нижней части снабжена упругим сильфонным элементом 9, торцовая поверхность которого представляет собой усечен ный конус 10 с осевым отверстием диаметром, меньшим диаметра пульсационкой кймеры, расположенным на расстоянии 1/4-1/2 диаметра отверс тия от днища коаксиального цилиндра. Минимальное значение расстояния выбирается на оснований равенс ва площадей осевого отверстия в нижней части сильфона и проходного сечения между торцовой поверхностью сильфона и днищем коаксиального цилиндра, максимальное - в соответ ствии с упругими свойствами матери ла сильфона. В нижней части кольцевой зоны р актора установлено кольцо 11 с отбо товкой вниз, герметично закрепленное на внутренней поверхности кор. пуса реактора, для создания дополнительных пульсаций. В верхней части кольцевой зоны реактора установлено клапанное уст ройство. Оно состоит из перфорированного опорного кольца 12 с двумя рядами лепестков 13 трапециидальной формы, закрепленных по большему основанию на внешней стороне кольца так, что верхний ряд лепест ков смещен по окружности относител но нижггего. Над верхним рядом лепестков установлено перфорирован1752нов кольцо 14 для ограничения угла поворота лепестков. Аппарат снабжен тепловой рубашкой 15. Отсутствие механического привода вращающихся внутри аппарата металлических элементов, простота конструкции все это способствует полной герметизации реактора и исключает возможность попадания побочных веществ (охлаждающей жидкости, смазочных масел, включений от трения в подшипниковых узлах) в зону реакции, что влияет на улучшение показателей по чистоте и качеству продукта. Реактор работает следующим образом. Через штуцеры 3 и 4, расположенные по крьш1ке реактора, последний заполняется реагентами до определенного уровня. Штуцер 6 пульсопровода присоединяется к пульсатору, который приводит реакционную массу в пульсационной камере 8 в возвратнопоступательное движение. Упругий сильфонный элемент 9 находится в крайнем верхнем положении так, что между его торцовой конической поверхностью и кольцевым днищем коаксиального цилиндра 2 существует зазор, равный 1/4-1/2 диаметра отверстия сильфона. В начальный период пульсации действие давлегшя сжатого воздуха, создаваемого пульсатором над уровнем реакционной массы в пульсационной камере 8 передается на внутреннюю часть торцовой поверхности упругого сштьфонного элемента 9. который растягивается и прижимается конической поверхностью к днищу цилиндра 2. Реакционная масса из пульсационной камеры 8 через осевое отверстие в торцовой поверхности сильфонного элемента 9 с большой скоростью истекает в нижнюю полость реактора, устремляется вверх по кольцевому пространству и заполняет верхнюю полость реактора, проходя через отверстия опорного кольца 12 и кольцевой зазор между верхней кромкой коаксиального далиндра и рядами лепестков 13, которые под напором реакционной массы прижимаются к ограничительному кольцу 14. В то же время воздух, находящийся в кольцевой полости 10, расположенной в нижней части аппарата, сжимается под действием напо- : 3 pa жидкости. При сбросе давления из пульсационной камеры 8 упругий сильфонный элемент 9 под действием сил упругости занимает исходное положение и открывает кольцевой зазор между торцовой поверхностью сильфона и днищем коаксиального цилиндра 2. При этом под действием гидростатического давления реакцион ной смеси клапанное уст ройство, рас положенное в верхней части реактора закрывается, и реакционная смесь из центральной части.реактора через кольцевой зазор и отверстие в тор54цовой части упругого сильфонного элемента 9 самотеком поступает в пульсационную камеру 8. Таким образом, в объеме реактора возникает интенсивное циркуляционное движение реакционной смеси. Кратность перемепгавания варьируется путем изменения частоты пульсаций. Воздух, находящийся в сжатом состоянии в кольцевой полости 11, при сбросе давления расширяется, создавая дополнительный импульс, который обеспечивает ли1свидацию застойных зон в области днища реактора.

Ь ПУЛЬСАЦИОННШ РЕАКТОР, содержащий цилиндрический корпус и расположенные внутри него пульсационную камеру и соединенную с ней с образованием периферийной кольцевой зоны распределительную камеру, пульсопровод, технологические патрубки, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, исключения застойных зон и улучшения качества продукта за счет создания эффективного режима перемешивания, распределительная камера выполнена в виде стакана с клапанным лепестковым устройством и центральньм отверстием в днище, над ко- , торым размещена пульсационная камера с закрепленным в нижней части упругим сильфонным элементом, торцовая поверхность которого имеет форму конуса с осевь1м отверстием, при этом клапанное лепестковое устройство расположено в верхней части реактора с перекрытием кольцевой зоны . 2.Реактор по п. 1, о т л ичающийся тем, что в его ниж(Л ней части установлено кольцо с отбортовкой вниз на внутренней стороне, жестко прикрепленное к внутренней поверхности корпуса. 3.Реактор по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что торцовая поверхность пульсационной камеры а расположена на расстоянии 0,25-0,5 диаметра осевого отверстия от днища стакана. сд