Реактор Советский патент 1989 года по МПК B01J10/00 

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в химической, микробиологической и пищевой промышленности.

Цель изобретения - увеличение производительности реактора.

На фиг. 1 изображен реактор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1 .

В корпусе 1 реактора установлены патрубки 2 и 3 подачи реагентов, патрубки 4 и 5 отвода реагентов. Патрубок 3 срединен с устройством 6 для ввода реагентов. Патрубок 2 соединен через трубопровод 7 с коллектором 8, расположенным на оси аппарата вблизи дна корпуса 1 реактора. Коллектор 8 соединен с направляющим элементом 9, над которым установлена пгганга 10, к которой крепится блок конусов 11. Устройство 6 ввода реагентов состоит из коллектора 8 и коаксиальных цилиндров: внешнего 12

и внутреннего 13. Внутренний цилиндр длиннее внешнего, между цилиндрами установлены завихрительный элемент 14, например, в виде пластин, накло,- ненных под углом к вертикали, а во внутреннем цилиндре установлены перегородки 15.

Конусы 11 изготовлены из набора пластин 16, между которыми имеются зазоры.

Реактор работает следующим образом.

Реагенты подаются через патрубок 3 внутрь устройства для ввода реагентов 6, а оттуда в корпус 1 в виде пузырьков газа (или капель жидкости, если вводится жидкая фаза, поступающая внутрь реактора) . Второй жидкий реагент через патрубок 2 и трубопровод 7 поступает в коллектор 8, а из него часть реагента попадает в зазор между внешним 12 и внутренним 13 цилиндрами, проходит через завихритель 14, закручивается и да(Л

00

лее движется вдоль оси, постепенно расширяясь. Часть реагента попадает во внутренний цилиндр 13 и в виде струи движется вдоль оси. Так как внутренний цилиндр длиннее внешнего, то вышедшая струя вступает в контакт с закрученной струей после того, как в ней произошла перестройка структуры, и суп;ественного обмена молями вещества не происходит.

Интенсивная центральная струя ударяется о нижний конус блока конусов 11 и основная масса реагента проходит через центральное отверстие в конусе вдоль оси аппарата. Внешние слои центральной струи начинают двигаться от центра к периферии в виде осесим- метричной струи и ускоряют развал закрученной струи, являясь одновременно препятствием для прохождения закрученной струи вверх. Закрученная струя движется под действием созданной радиальной струи к периферии и у стенки большая часть массы реагента поворачивает вниз, подсасьгоается центральной струей к центру и снова начинается движение вместе с центральными струями вверх.

Таким образом, в нижней части аппарата образуется интенсивное циркуляционное течение в меридиональной плоскости с интенсивным азимутальным течением, что исключает возможность осаждения на дно корпуса 1 реактора катализаторов и побочных продуктов реакции.

Внешние слои центральной струи, прошедшей через первый усеченный конус 1 1 , попадают на второй конус 1 1, разворачиваются в сторону стенки, доходят до стенки корпуса, поворачивают вниз и образуют второй циркуляционный контур выше первого. Далее центральная струя доходит до третьего конуса, образуется третий циркуляционный контур выше второго и т.д. Во всем объеме реактора образуются циркуляционные контуры, которые ликвидируют застойные зоны, резко интенсифицируют процессы перемешивания. Интенсивность данных течений поддерживается энергией осевой струи, причем в центральных слоях струи энергия поддерживается высокой, так как при столкновении с конусами 11 удаляются периферийные менее энергоемкие слои.

10

,

15

20

526808-

Скорость течения центральной струи возрастает при установке во внутреннем цилиндре 13 вертикальных перегородок 15, которые гасят азимутальные и турбулентные крупномасштабные колебания внутри внутреннего цилиндра и струя выходит более симметрично относительно оси реактора, что уменьшает расширение центральной струи.

Вышедшие из коллектора 8 пузырьки газа или капли второго реагента попадают в циркуляционные контуры, движутся вдоль них, что приводит к выравниванию концентрации второго реагента по поперечному сечению реактора и увеличению времени пребьша- ния газовых пузьфьков в реакторе. Выполнение конусов 11 из набора пластин 16, между которьми оставлены зазоры 17, позволяет вращающимся слоям реагентов, находящимся ближе к оси аппарата, через зазоры 17 попадать в расположенный выше циркуляционный контур, что приводит к усилению вращения жидкости в этом циркуляционном контуре.

В результате во всех контурах устанавливается интенсивное азимутальное движение, что приводит к увеличению выхода продуктов реакции. Готовый продукт удаляется от корпуса 1 через патрубок 4, а газовая фаза через патрубок 5. В предлагаемом реакторе удается создать несколько циркуляционных контуров по высоте, что приводит к ликвидации застойных и малоэффективных зон, выравниванию компонентов реакции по поперечному сечению реактора, т.е. удается более рационально и полно использовать объем реактора и, следовательно, увеличить производительность реактора..

25

30

35

40

45

Формула изобретения

Реактор, содержащий корпус, устройство ввода реагента, соединенное с коллектором, патрубки отвода реагентов, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности реактора, он снабжен блоком усеченных полых конусов, расположенных на оси корпуса один над другим и ориентированных большими основаниями вверх, а устройство ввода реагента выполнено в виде двух коак515268086

сиальных цилиндров, в зазоре между при этом диаметры оснований конусов

уменьшаются снизу вверх.

которыми установлен завихритель,

Изобретение относится к газожидкостным реакторам и позволяет повысить производительность реактора. На оси реактора установлен вал с блоком усеченных полых конусов. Устройство для ввода реагента состоит из коллектора, соединенного с двумя коаксиальными цилиндрами, при этом внутренний цилиндр длиннее внешнего. Между цилиндрами установлены пластины, наклоненные под углом к вертикали, а во внутреннем цилиндре установлены вертикальные перегородки. Большие основания конусов направлены вверх и диаметры их уменьшается снизу вверх. 3 ил.

9аг. 1

tf

В ид 6

75