Химический реактор Советский патент 1991 года по МПК B01J19/18 

Изобретение относится к аппаратам для проведения химических процессов и может быть использовано как для проведения непрерывных и периодических процессов в жидкой фазе с выделением или поглощени ем газов так и для проведения непрерывных и периодических процессов в ;вердои жидкой и смешанных фазах с выделением или поглощением газов и может найти ши рокое применение в химической промышленности

Цель изобретения - расширение области применения

На фиг 1 схематически изображен предлагаемый реактор при загрузке в него твердых сыпучих ингредиентов разрез на фиг 2-то же при выгрузке из него твердого сыпучего, пастообразного или высоковязкого готового продукта разрез на фиг 3 - разрез А А на фиг 1 на фиг 4 разрез Б Б на фиг 1 на фиг 5 разрез В В на фиг 1

Реактор состоит из вертикального корпуса 1 крышки 2 с уплотнениями 3 и штуцерами 4 6 ввода сырья вывода продукта и газов соответственно Наружная поверхность реактора теплоизолирована изоляцией 7 Корпус 1 реактора секционирован горизонтальными перегородками 8 каждая из которых снабжена рубашкой 9 со штуцерами 10 и 11 соответственно подачи и отвода хладо- или теплоносителя в зависимости от проводимого в реакторе химического процесса Перегородки 8 выполнены с центральными отверстиями 12 Внутри корпуса 1 реактора установлен вертикальный полый вал 13 с

0

со

-N

CJ

Ј

прорезями 14. на котором над горизонтальными перегородками 8 закреплены лопасти 15 по касательной линии к окружности горизонтального сечения полого 13. Полый вал 13 через зубчатое колесо 16 и шестерню 17 связан с приводом 18 вращательного движения, а через охватывающую втулку 19, закрепленную с возможностью вращения на полом валу 13, и рычаг 20 - с механизмом 21 подьема (возвратно-поступательного движения). Внутри полого (зала 13 в подвижной опоре 22 установлен шток 23, связанный верхним концом с механизмом 24 подьема (возвратно-поступательного движения) и приводом 25 вращательного движения через зубчатое колесо 26 и шестерню 27. На штоке 23 в проточках 28 с возможностью вращения установлены разьемные втулки 29. в которых закреплены держатели 30, пропущенные через прорези 14 полого вала 13. На держателях 30 закреплены патрубки 31. Шток 23 снабжен лопастями 32 шнека.

Реактор работает следующим образом.

При необходимости проведения химического процесса со значительной длительностью в системе твердое вещество - твердое вещество работа реактора осуществляется преимущественно по периодическому циклу. Для этого в корпус 1 реактора через штуцеры 4 на каждую горизонтальную перегородку 8 подаются твердые сыпучие ингредиенты. При этом привод 25 вращения штока 23 выключен, а шгок 23 опущен и находится в нижнем положении (фиг.1), патрубки 31 также находятся в нижнем положении и упираются своими нижними торцовыми сторонами на соответствующие горизонтальные перегородки 8. Полый вал 13 и лопасти 15 с помощью механизма 21 подъема подняты и приводятся во вращение от привода 18 Реличин-i подъема лопастей 15 над горизонтальными перегородками 8 определяется толщиной слоя реагентов, которою необходимо создать дла качественного проведения процесса реакции. При этом подаваемые череч штуцеры 4 смешанные сыпучие ингредиенты направляются (подгребаются) лопастями 15 к центру реактора и образуют на юризон- тальных перегородках 8 равномерный по толщине слой, заполняющий пространство между горизонтальными перегородками 8 и нижним краем соответствующих лопастей 15. Опущенные патрубки 31 препятствуют поступлению смеси ингредиентов в полый вал 13 и далее в выходной штуцер 5 После заполнения горизонтальных перегородок 8 смесью ингредиентов, подачу исходной смеси продуктов (ингредиентов) прекращают, привод 18 выключают, а в рубашки 9 подают, например, теплоноситель. Под воздействием тепла смешанные ингредиенты вступают между собой в реакцию, в результате которой через определенное время получают конечный продукт. Выделяющиеся в процессе реакции газы отводятся через прорези 14 полого вала 13 и через штуцер 6 наружу. При проведении химической реак0 ции с поглощением газов, последние наоборот можно подводить в реактор через штуцер 6. Благодаря снабжению горизонтальных перегородок 8 рубашками 9 и созданию равномерного слоя реакционной

5 массы достигается высокая стабильность процесса ре. ции. После окончания химической реакции с помощью механизма 24 шток 23 и вместе с ним патрубки 31. закрепленные на держателях 30. поднимают в вер0 хнее положение. Данная операция возможна вследствие того, что держатели пропущены через прорези 14 полого вала 13, которые не препятствуют подъему держателей с патрубками 31. С помощью ме5 ханизма 21 полый вал 13 с лопастями 15 опускают в нижнее положение и включают привод 18 вращательного движения полого вала 13 (фиг. 2). Продукт реакции, находящийся в твердом, пастообразном, вязком

0 или жидком состоянии, благодаря тому, что лопасти 15 закреплены на полом валу 13 по касательной линии к окружности его горизонтального сечения, направляется этими лопастями 15 к центру горизонтальных пе5 регородок 8 и поступает внутрь полого вала 13 и далее вниз по нему - в выходной штуцер 5. Если готовый продукт обладает высокой вязкостью, включают привод 25 вращательного движения штока 23 и. вра0 щая шток 23 вместе с лопастями 32 шнека, быстро удаляют продукт из реактора. При отом шток 23 вращается приводом 25 быстрее полого вала 13. что и обеспечивает работу шнека и выгрузку (транспортирование)

5 продукта Более быстрое вращение штока возможно за счет того, что держатели 30 закреплены во втулках 29, которые, в свою очередь, закреплены в проточках 28 штока 23 с возможностью вращения, т. е. держате0 ли 30 вращаются вместе с полым валом 13 и не препятствуют бо/ в быстрому вращению штока 23 с лопастями 32 шнека.

После полной выгрузки полученного продукта реактор вновь готов к работе Если

5 время реакции в системе твердое вещество - твердое вещество незначительно по величине, то предлагаемое устройство может работать в непрерывном режиме. Для этого смесь ингредиентов непрерывно подают через загрузочный штуцер 4 на каждую

горизонтальную перегородку 8. При этом шток 23 с помощью механизма 24 подьема переводят в верхнее положение и вращают от привода 25 Патрубки 31 также поднимаются вместе со штоком 23 и образуют зазоры с горизонтальными перегородками 8 (фиг 2) Полый вал 13 с лопастями 15 переводят с помощью механизма 21 подьема в нижнее положение (фиг 2) и вращают от привода 18 Ингредиенты подаваемой смеси, попадая на нагретую горизонталь ную перегородку, вступают между собой в реакцию. Реакционная масса захватывается лопастями 15 и постепенно перемещается ими по нагретым горизонтальным перегородкам 8 к их центральной части

Время пребывания реакционной массы зависит от скорости вращения лопастей 15 Прореагировавшая масса подается лопастями 15 через прорези 14 в полость полого вала 13, по которому транспортируется лопастями 32 шнека в выгрузочной штуцер 5 Выделяющиеся газы удаляются через штуцер 6 (все зоны (секции) реактора соединены между собой посредством полости вала 13 и прорезей 14 в этом валу 13 )

При работе реактора в системе идкое вещество-жидкое вещество реактор может также работать как в непрерывном так и в периодическом режиме При работе в не прерывном режиме шток 23 с патрубками 31 переводят в нижнее положение (фи: 1) по лый вал 13 с лопастями 15 также переводят в нижнее положение (фиг 2) Жидкую реакционную смесь подают через штуцеры 4 на каждую горизонтальную перегородку 8 Реакционная масса при этом заполняет горизонтальные перегородки S до уровня определяемого высотой патрубка 31 Перемешивание и направление реакционной массы к патрубку 31 осуществляется вращающимися с полым валом 13 лопастями 15 Прореагировавшая магсэ продукта (готовый продукт) переливаясь через верхние торцовые стороны патрубков 31. поступает по полому валу 13 в штуцер 5 выгрузки готового продукта. В случае необходимости остановки реактора подаи/ реакционной массы прекращают и переводят шток 32 с патрубками 31 в верхнее положение (фиг. 2), обеспечивая тем самым полный слив готового продукта с горизонтальных перегородок 8 через полый вал 13 в штуцер 5 выгрузки готового продукта, и тем самым полностью освобождая реактор от продукта.

При работе реактора с жидкими продуктами в периодическом режиме, например при промывке, шток 23 с патрубками 31 переводят в нижнее положение (фиг. 1) Заполняют горизонтальные перегородки 8 реактора жидким продуктом (растворителем)

до нужного уровня и вращают полый вал 13 с лопастями 15 от привода 18 При этом вал 13 с лопастями 15 переводят в нижнее положение (фиг 2) Лопасти 15 выполняют в этом случае функции перемешивающего

устройства и позволяют произвести качественную промывку. Переводя шток 23 с патрубками 31 в верхнее положение, осуществляют слив жидкой массы с горизонтальных перегородок 8 в штуцер 5 выгрузки

Таким образом предлагаемое устройство обладает высокими универсальностью и удобством в работе, что позволяет использовать его при переработке значительного числа разнообразных химических продуктов

Формула изобретения

1Химический реактор содержащий закрытый вертикальный корпус со штуцерами ввода сырья вывода продуктов и газов

секционированный юризонтальными перегородками с центральными отверстиями. установленный в отверстиях вращающийся вертикальный полый вал с прорезями и лопастями размещенный внутри полого вала

с возможностью вертикального перемещения шток с держателями закрепленные на держателях патрубки установленные на горизонтальных перегородках, отличающийся тем, что, с целью расширения

области применения, полый вал установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения штуцеры ввода сырья расположены в боковой стенке корпуса над каждой горизонтальной перегородкой, выходной штуцер соединен с полым валом, а лопасти закреплены на полом валу по касательной к его окружности.

2Реактор по п. 1, отличающийся тем. что держатели закреплены на штоке с

возможностью свободного вращения вокруг него шток снабжен шнековыми лопастями и установлен с возможностью вращения.

0

Вход сырья

/ы

28

Б- б

/5

Изобретение относится к аппаратам для проведения химических процессов и позво лит расширить область применения Хими ческии реактор содержит вертикальный корпус со штуцерами секционированный горизонтальными перегородками с цент ральными отверстиями установленный в отверстиях полый вал с прорезями и лопа стями размещенный внутри него с возмож ностью вертикального перемещения шток с держателями г закрепленными на них пат рубками При этом поль и вал установлен с возможностью возвратно поступательного перемещения штуцеры ввода сырья распо ложены в боковой стенке корпуса над каж дои перегородкой лопасти закреплены на полом валу по касательной к его окружно сти Кроме того держатели закреплены на штоке с возможностью свободного вращения вокруг него а шток снабжен шнековыми лопастями и установлен с возможностью вращения 1 з п ф лы 5 ил сл с

ФигЗ

ZJ В-В

Фиг it

J3