Реактор-испаритель с перемешивающим устройством для обработки жидких сред Советский патент 1991 года по МПК B01D1/22 

Изобретение относится к реакторному оборудованию с перемешивающими устройствами для проведения различных химико-технологических процессов в жидких средах, в которых одновременно требуется интенсивное испарение одного или нескольких компонентов, учатствующих в процессе, и очистка образовавшегося пара от капель и частиц обрабатываемых компонентов.

Цель изобретения - интенсификация процесса испарения и повышение степени очистки отходящих паров.

Реактор-испаритель изображен на чертеже.

На фиг.1 показан продольный разрез реактора; на фиг,2 - поперечное сечение

реактора и на фиг.З - вид сбоку на колесо нагревателя.

Реактор состоит из корпуса 1 с теплообменной рубашкой 2. На корпусе расположены основные технологические патрубки 3: - для подвода исходных продуктов, 4 - для отвода паров испаряемого компонента и 5 -для выгрузки готового продукта. На крышке реактора расположена стойка 6 с подшипником 7 для установки вала 8. Нижний конец вала 8 укреплен в подшипнике 9.

На валу 8 укреплены ступицы 10, на спицах 11 которых расположены перемешивающие устройства 12 в виде скребковых мешалок и аэронагнетательное устройство, выполненное в виде колеса с лопастями 13. Вал 8 приводится во вращательное движео ю о XI ю XI

HMR от ялектропривода, устанавливаемого на верху стойки 6.

Лопасти 13 аэронагнетательного устройства установлены на ступице 10 с наклоном (фиг.З). Передние носовые кромки лопастей, которыми пар захватывается во время вращения лопастей, расположены ниже задних кромок, которыми пар выбрасывается (нагнетается) вверх в сторону патрубка 4 отвода паров из аппарата. Задняя кромка каждой лопасти перекрывает носовую кромку последующей по направлению вращения лопасти.

Таким образом, между соседними лопастями 13 полностью отсутствуют сквозные вертикальные зазоры, в которые могли бы проскакивать вниз реактора неподвергшиеся обработке частицы исходного продукта (см.фиг.2).

Величина перекрытия кромок соседних лопастей выбирается исходя из габаритов реактора, ширины лопастей, вязкости исходного продукта - ее оптимальный диапазон в пределах 5-50 мм. Угол наклона лопастей выбирается в зависимости от их скорости вращения и лежит в пределах 20 - -40°, как для общепромышленных колес вентиляторов-нагнетателей.

Диаметр лопастного колеса выбирается максимально возможным, с целью перегородить реакционную зону препарата, чтобы возможные просочившиеся струи исходного продукта, а также его крупные брызги из-под вращающихся скребков 12, не падали сразу вниз реактора, а попадали бы на вращающиеся лопасти 13, ими дробились и вновь отбрасывались бы от действия центробежной силы, не нагретые стенки реактора.

Скребковые мешалки 12 закреплены на спицах 11 при помощи шарниров 14, и во время вращения прижимаются к корпусу 1. Скребки 12 могут быть установлены в спицах жестко. В этом случае скребки 12 устанавливаются с небольшим зазором (0,3 - 0,7 мм) относительно корпуса. Патрубок 3 содержит канал 15.

Реактор работает следующим образом.

В рубашку 2 подается теплоноситель и нагревает стенки корпуса 1. Вал 8 со скребками-мешалками 12, с аэронагнетательными устройствами 13 приводится во вращательное движение. Через патрубок 3 подается исходный продукт, который по каналу 15 распределяется по периметру корпуса, и стекая вниз попадает под скребки 12. Скребки размазывают продукт по нагретой поверхности корпуса в виде тонкого слоя. Происходит интенсивное испарение одного или нескольких исходных компонентов. Вращающиеся лопасти 13 аэродинамического устройства передними кромками захватывают пароообразную

смесь, приводят ее во вращательное движение, при этом, капли и брызги, увлеченные этой смесью, центробежной силой отбрасываются лопастями 13 на корпус, и они вновь подпадают под скребки. Пар, очищенный от

0 капель и брызг, задними кромками выбрасывается вверх реактора в сторону патрубка- 4 отвода паров из корпуса. Двигаясь вдоль корпуса с высокой скоростью, струя пара захватывает вновь образующиеся пор5 ции свежего пара и быстро их удаляет из реактора. В результате понижается парциальное давление пара, снижается упругость паров, уменьшается влажность пара и, как следствие этих явлений, значительно интен0 сифицируется сам процесс испарения. Установка двух-трех и более лопастных колес нагнетателей 13 на вал реактора еще более интенсифицирует процесс испарения за счет увеличения скорости отвода пара. Ко5 личество нагнетателей 13 выбирается в зависимости от габаритов реактора, скорости вращения вала 8, расчетного количества испаряемого компонента.

В связи с тем, что при подаче исходного

0 компонента из канала 15 и при размазывании его скребками 12 по стенке корпуса, отдельные крупные брызги и струйки исходного, компонента падают вниз реактора, то для предотвращения их попадания в вы5 грузной патрубок 5, лопасти 13 выполнены так, что каждая задняя кромка перекрывает у соседней лопасти передние кромки. Поэтому каждая капля или струйка, попадающая вниз, неминуемо разобьется о вра0 щающиеся лопасти 13, измельчится и будет отброшена на стенки корпуса.

Установка вентиляторных нагнетателей и скребковых мешалок на один вал позволяет увеличить интенсивность испарения в

5 2-3 раза за счет быстрой эвакуации образующегося пара из корпуса аппарата. Это позволяет сократить размеры реактора или увеличить его удельную производительность. Установка лопастей нагнетате0 ля с перекрытием кромок позволяет предотвратить проскоки исходного продукта в готовый выгружаемый продукт, что также повышает производительноть реактора и улучшает качество готового продукта.

5 Формула изобретения

Реактор-испаритель с перемешивающим устройством для обработки жидких сред, содержащий корпус с теплообменной рубашкой, патрубки для ввода исходного продукта, отвода испаряющегося пара и вывода готового продукта, привод с валом и перемешивающими устройствами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса испарения и повышения степени очистки отходящих паров, он снабжен по крайней мере одним аэронагнетательным устройством, установленным на

валу совместно с перемешивающими v ройствами и выполненным в виде мною/к пастного колеса с наклонными лопастями при этом задняя кромка каждой лопасти расположена выше ее передней кромки, а лопасти установлены с перекрытием по вертикали.

Изобретение относится к реакторному оборудованию с перемешивающими устройствами для пищевой и фармацевтической отраслей промышленности и позволяет интенсифицировать процесс испарения и повысить степень очистки отходящих паров. Реактор-испаритель состоит из корпуса с теплообменной рубашкой, внутри которого установлен вращающийся вал. На валу закреплены перемешивающие устройства и по крайней мере одно аэронагнетательное устройство, выполненное в виде многолопастного колеса с наклонными лопастями. Задняя кромка каждой лопасти расположена выше ее передней кромки, а передние кромки лопастей размещены со смещением по направпению вращения относительно задних кромок предыдущих лопастей. Таким образом, между соседними лопастями полностью отсутствуют вертикальные зазоры, что препятствует проскоку частиц необработанного продукта вниз реактора. 3 ил. (Л

8 4

4

А-А