Роторный тепломассообменный реактор Советский патент 1992 года по МПК B01D3/30 B01F7/18 

объемов жидкости в больших объемах газа, потребность обогревающего устройства и

др.

Известен также роторный тепломассо- обменный реактор, который устраняет частично отмеченные недостатки, решает ту же задачу интенсификации тепломассообмена. Он содержит корпус с технологическими патрубками для подвода-отвода взаимодействующих сред, распыливающее, эжекцион- ное и смесительное устройства, центробежное колесо и герметичный привод, помещенный в рабочую жидкость.

При вращении центробежного колеса оно создает в смесительном устройстве разрежение. В результате этого в него эжекти- руются в виде множества струй рабочая жидкость и газ, которые завихряются, смешиваются и нагнетаются в рабочую жидкость, в которую помещен герметичный привод. Далее жидкость и газ вновь, эжек- тируются, смешиваются и снова выбрасываются в окружающую рабочую жидкость и т. д. .

Несмотря на многочисленные, преимущества роторного тепломассообменного реактора-аналога, он имеет и множество недостатков. Главными из них являются необеспечение диспергирования малых количеств жидкости в больших объемах газа; необеспечение тонкого и гомогенного диспергирования; потребность в герметичных двигателях, стойких в коррозионной среде и при больших температурах; существующие герметичные двигатели дорогие и имеют очень низкий КПД.

Роторный тепломассообменный реактор-прототип содержит разъемный корпус со штуцерами подвода-отвода взаимодействующих сред и чаши в виде полутора, обращенные друг к другу лопастями, а также заслонку, размещенную в разъеме чаш, При вращении одной из получаш, в их совместных полуторообразных полостях возникают вихри, которые осуществляют интенсивное перемешивание жидкостей и нагрев их. Основными недостатками прототипа являются невозможность качественного смешения больших объемов газа с малыми объемами жидкости и их последующее разделение.

. Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков, т. е. повышение качества смешения и разделения больших объемов газа с малым объемом жидкости..

Поставленная цель достигается тем, что роторный тепломассообменный реактор, содержащий разьемный корпус со штуцерами подвода-отвода взаимодействующих

сред, и чашами в виде полутора, снабжен статорами и дисковым ротором, размещенными в разъеме чаш, причем ротор снабжен двумя рядами лопастей, направленных углом атаки в разные стороны.

На фиг. 1 схематически изображен роторный тепломассообменный реактор в продольном разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1;

на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 3, где а - угол атаки; на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 3.

Роторный тепломассообменный реактор состоит из получаш 1 и 2, между которыми смонтирована дистанционная проставка 3 и два дисковых перфорированных статора

4.Между перфорированными статорами 4 с осевым зазором 0,1-1,0 мм закреплен ротор

5,снабженный лопатками 6, 7 и радиальны- ми отверстиями 8. Ротор 5 закреплен на

резьбовым конце 9 приводного вала 10 и снабжен уплотнением 11. Получаша 2 снабжена штуцером 12 ввода газа, штуцером 13 ввода жидкости, штуцером 14 вывода прореагировавшего газа и штуцером 15 вывода

жидкого продукта. Штуцер 12 своим концом

утопает в разделительной перегородке 16 и

. удерживает ее от выпадания из полуторообразной выемки чаши 2. Лопатки 6, 7 имеют

различную длину для сохранения их одинаковых проходных сечений и направлены углом атаки в разные стороны для поддержания интенсивного вихреобразова- ния в полуторообразных выемках чаш 1 и 2.

Статор 4 имеет прорези 17 и зубья 18.

Роторный тепломассообменный реактор работает следующим образом.

Жидкость, например, расплавленный

фенол, подается через штуцер 13 в радиальные отверстия 8 и при вращении ротора 5 нагнетается и выбрасывается в межлопаточные каналы периферийного ряда лопаток 7. Газ, например хлор, подается через

штуцер 12 в зону входа в прицентральный

ряд лопаток 6 ротора 5. Лопатки 6 и 7 сообщают хлору циркуляционное вращательное

движение в полуторообразных выемках 1 и

2. При этом за счет периодического закрытия-открытия (перекрытия) межлопаточных каналов лопаток б и 7 стенками статора 4 возникают акустические колебания, которые интенсифицируют процесс диспергирования жидкости и смешения ее с газом, а

также закрутка потока в осевом и радиальном направлениях, что повышает качество смешения. Абгаз удаляется через штуцер 14, а хлорированный фенол выбрасывается к периферии получаш 1 и 2 и выводится через штуцер 15.«

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в использовании большого числа физических эффектов и глубины их использования.

Так в изобретении используются центробежные силы, давление, разряжение; колебания стенок статора (гидродинамические, гидроакустические, акустические).

Все эти факторы совместно с известными (смешение, турбулизация, циркуляция) позволяют осуществлять тонкое гомогенное диспергирование небольших объемов жидкости в больших объемах газа и, следовательно, высокую интенсивность тепломассообмена, а

0

5

также качественное последующее разделение продуктов реакции.

Формула изобретения Роторный тепломассообменный реактор, содержащий разъемный корпус со штуцерами подвода-отвода взаимодействующих сред и чашами в виде полутора, о т- личающий с ятем, что, с целью повышения качества смешения и разделения больших объемов газа с малым объемом жидкости, он снабжен расположенными между чашами статорами и дисковым ротором, при этом ротор снабжен двумя рядами лопастей, направленными углом атаки в разные стороны.

Ъ

А-А

6-6

(риг.З

XK

фие.5

Составитель С.Баранова Редактор М. Самерханова Техред М.МоргенталКорректор Э. Лончакова

Заказ 1221ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

фиг.4Фие-6