Реакционный аппарат Советский патент 1993 года по МПК B01F5/10 

Изобретение относится к реакционным аппаратам с перемешивающими устройствами для проведения в них, например, процессов диспергирования, суспендирования, может найти широкое применение в химической, нефтехимической, медицинской и других отраслях промышленности,

Цель изобретения - повышение эффективности работы и сокращения габаритов.

Указанная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем трубные секции с теллообменными рубашками, сообщенные верхним и нижним концами с циркуляционной трубой, два винтовых перемешивающихся устройства, трубные секции выполнены в виде спирали, витки которой расположены по ломаной линии друг над другом, а нижний конец циркуляционной трубы сообщен со спиралью посредством смесителя, в корпусе которого установлены соединенные с циркуляционной трубой параллельные патрубки, в которых размещены винтовые перемешивающие устройства, в общую спиральную трубу, нижний конец которой сообщен со смесителем, а верхний сообщен с отстойником, образуя замкнутый циркуляционный контур.

Смеситель снабжен по крайней мере двумя перемешивающими устройствами, размещенными в отдельных патрубках, соединенных в общую внутреннюю циркуляционную трубу, из которой через внешнюю трубу среда подводится в отстойник тангенциально через боковую стенку. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый аппарат отличается тем что трубные секции выполнены в виде разомкнутых многоугольников, расположенных друг над другом и соединенных со смесителем и отстойником образуя замкнутый циркуляционный контур.

На фиг. 1 схематично изображен аппарат, общий вид; на фиг.2 - то же, вид в плане; на фиг.З - график зависимости времени го00 GJ О

ю VI о

могенизации от скорости рабочей среды г f{uj): а - по предлагаемому решению, b-поавт.св. Ms 1683810; с-по патенту США №3248179.

Аппарат содержит горизонтальные трубные секции 1 с теплообменными рубашками, выполненные в виде спирали витки которой расположены по ломаной линии друг над другом. Концы спирали сообщены с циркуляционной трубой, соединяющую смеситель 3 с отстойником 4 электродвигатели 5 с винтовыми перемешивающими устройствами 6 каждое из которых расположено в отдельных патрубках 7 соединенных в корпусе смесителя в общую циркуляционную трубу 2, Верхний конец 8 циркуляционной трубы сообщен со спиралью посредством отстойника 4, ввод трубы в отстойник 4.

Аппарат работает следующим образом.

Включаются двигатели 5 винтовых перемешивающих устройств 6. В смесителе 3 создается циркуляция перемешивающими устройствами 6, каждое из которых осуществляется всасывание в соответствующий ему патрубок 7, и затем среда подается из корпуса смесителя 3, патрубков 7 в вертикальную циркуляционную трубу 2 и далее через верхний конец 8 в отстойник 4 и в трубные секции 1, изогнутые по ломаной линии, установленные друг над другом и соединенные между собой последовательно в спираль. Затем среда возвращается обратно в смеситель 3.

За счет вращения встроенных винтовых перемешивающих устройств 6, выполняющих роль встроенных насосов и одновременно перемешивающих устройств в смесителе 3 среда перемешивается интенсивно и нагнетается в циркуляционную трубу 2.

Благодаря тому, что каждое перемешивающее устройство 6 расположено в отдельных патрубках 7, которые соединяются в общую циркуляционную трубу 2, то при вращении перемешивающих устройств, создаются оптимальные условия входа потока на винтовые перемешивающие устройства, что позволяет увеличить коэффициент полезного действия винтовых перемешивающих устройств, скорость циркуляции рабочей среды в циркуляционных трубах, в смесителе и в отстойнике при уменьшенных затратах мощности на перемешивание, увеличить интенсивность перемешивания.

Благодаря тому, что верхний конец 8 введен тангенциально в боковую стенку отстойника 4, в нем возникает закручивание потока, и соответственно интенсификация перемешивания. Особенно эффективна такая закрутка потока рабочей среды, содержащей твердые частицы, т.к. не происходит осаждение твердых частиц на днище аппарата, уменьшается неравномерность рэспределения твердой фазы по высоте аппарата-отстойника, увеличивается интенсивность перемешивания многофазных сред.

В случае аварийной остановки одного

0 из винтов, но при работающем втором винте, рабочая среда будет все равно циркулировать в многоугольниках, соединенных в спираль, и не произойдет осаждения твердой фазы. Так как трубные секции аппарата

5 выполнены в виде ломаной линии и установлены по высоте друг над другом, то это позволяет значительно увеличить скорости рабочей среды и сократить габариты аппарата. Особенно это важно для аппаратов

0 большого объёма. Так для аппарата РГ55- 5,0 объемом 55 м для производства полипропилена на МНПЗ высота аппарата уменьшается до 10 м, при ширине многоугольников 5м.

5 Для аппарата того же объема по а.с. № 1683810 высота аппарата составит 56 м, т.е. высота аппарата по предлагаемой заявке снижена более чем в 5 раз по сравнению с аналогом, снижены габариты аппарата. Это

0 увеличивает надежность аппарата, особенно большого объема, т.к. уменьшаются ветровые нагрузки на аппарат, уменьшается металлоемкость, облегчаются условия обслуживания.

5 Благодаря тому, что среда движется в трубных секция аппарата, выполненных в виде многоугольников, соединенных в общую спираль, то из-за поворотов многоугольников и уменьшения проходного

0 сечения увеличивается скорость и интенсивность перемешивания, возникает увеличение мелкомасштабных пульсаций, увеличение коэффициентов массоотдэчи и соответственно сокращение времени реак5 ции, т.е. увеличение производительности аппарата. На фиг.З и в таблице приведены сравнительные расчетные данные по скорости рабочей среды и времени перемешивания (гомогенизации) для петлевого),

0 аппарата а,с. № 1683810 и для реакционного аппарата по предполагаемому решению вместимостью 200 л.

Как видно из фиг.З время гомогенизации (время достижения равномерной кон5 центрации). для аппарата по предлагаемому решению меньше в 2,5 раза по сравнению с аппаратом по а.с. №1683810 при равных мощностях привода и объемных аппаратов 200 я при увеличенной скорости рабочей среды в 2 раза.

Это может быть объяснено следующим. Скорость рабочей среды (о)) и кратность цир- куляции Ку увеличивается вследствие уменьшения проходного сечения среды, выполнения аппарата в виде многоугольников, установленных по высоте друг над другом, и соединенных в общую спиральную трубу, а т.к. время гомогенизации г обратно пропорционально кратности

циркуля ции г (-тг-),то с увеличением кратКу

ности циркуляции уменьшается время гомогенизации, и соответственно увеличивается производительность аппарата.

Фор мул а изобретения 1. Реакционный аппарат, содержащий трубные секции с теплообменными рубашками, сообщенные верхним и нижним концами с циркуляционной трубой, дез винтовых перемешивающих устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе и сокращения гзбаритов, трубные секции выполнены в виде спирали, витки которой расположены по ломаной линии друг над другом, а нижний конец циркуляционной трубы сообщен со спиралью посредством смесителя, в корпусе которого установлены соединенные с циркуляционной трубой параллельные патрубок, в которых размещены винтовые перемешивающие устройства.

2. Аппарат по п.1,отличающийся

тем, что верхний конец циркуляционной трубы сообщен со спиралью посредством отстойника, при этом ввод трубы в отстойник выполнен тангенциальным,

Использование: проведение реакций полимеризации жидких мономеров в присутствии катализатора, например, для получения полипропилена в среде жидкого мономера. Сущность изобретения: аппарат содержит трубные секции с теплообменны- ми рубашками, отстойник и смеситель с цир- куляционной трубой и винтовыми перемешивающими устройствами. Трубные секции выполняются в виде спирали, слитки которой расположены по ломаной линии друг над другом. Нижний конец спирали сообщен с корпусом смесителя, а верхний - с отстойником, образуя замкнутый циркуляционный контур. В смесителе размещена циркуляционная труба и винтовые перемешивающие устройства, помещенные в отдельные патрубки, соединенные в циркуляционную трубу. Подвод среды в отстойник осуществляется тангенциально через боковую стенку. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл. Ё

Параметры

По предлагаемому способу

Суммарный коэффициент

сопротивления Ј К Кг Јп§ , где п - число

поворотов

Время перемешивания

(гомогенизация), г, с

Скорость среды, ад м/с

По авт. св. N 1683810

2,4

при п - 6

26 2

/ЯТЯГ///

k .

Н.Егорова

Фиг.З

Составитель В.Лосик Техред М.Моргентал

4,0 UJjM/C

Корректор Н,Милюкова