Пульсационный реактор Советский патент 1983 года по МПК B01F1/00 B01D11/02 

Изобретение относится к конструкциям устройств для растворения и может Сыть использовано в радиохимической промышленности для растворения крупнокусковых материалов.

Известен аппарат для растворения крупнокусковых материалов, содержащий емкость и установленные в ней решетку, центральную циркуляционную трубу с вращающейся мешалкой и диспергатор воздуха. Данная конструкция аппарата обеспечивает в процессе растворения статический слой крупнокускрвого материала на решетке, а центральная циркуляционная труба с мешалкой обеспечивает создание интенсивных потоков раствора через материал, что в совокупности интенсифицирует процесс растворения 1.

Однако данная конструкция аппарата не обеспечивает равномерного распределения крупнокускового материала по реакционной емкости при его загрузке, так как патрубок загрузки смещен от центра реактора в сторону и в этом случае требуется какое-то дополнительное распреде.г1ительное устройство или выполнение по периметру реакционной емкости нескольких патрубков загрузки, что нерационально.

Наиболее близким к предложенному по конструкции и достигаемому эффекту является пульсационный реактор для растворения материала, например отрезков стержневых тепло-выделякмдих элементов содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищем и крышкой, цилиндрическую обечайку, коаксиально установленную в корпусе, опорную перфорированн ую решетку, закЕИЛвающую нижний торец обечайки, и пат рубкй ввода и вывода .

Данный реактор применим для обработки жидких и дисперсных материалов и не может обеспечить высокой скорое- ти растворения крупнокусковых материалов из-за неравномерного омы&ания материала раствором, так этом реакторе раствор будет омывать крупнркусковый материал преимущественно со стороны пульсационной камеры, а не по всему объему.

В данном реакторе трудно обеспечить равномерное распределение крупнокускового материала по аппарату, так как в этом случае требуется или специальное загрузочное устройство, или по 0 периметру реакционной емкости необходимо выполнить несколько патрубков загрузки. Кроме того, в данном реакторе отсутствует перемешивание раствора в пульсационной камере, что снижает эффективность растворения, так как в промышленных реактррах-растворител как правило, объем раствора значител но, превышает объем загружаемого куск вого материала, и от степени перемеш вания (усреднения) раствора, в том числе и находящегося в пульсационной камере, зависит и время растворения материала. Помимо этого данный реактор имеет сложную систему создания пульсаций пульсатор с приводом на трубопроводе подачи воздуха в пульсационную камер которые имеют довольно сложную инструкцию и ненадежны в работе. Целью изобретения является интенсификация процесса растворения материалов путем создания периодических пульсаций давления, а равномер ное распределение воздуха в реакцион ной смеси. . Поставленная цель достигается тем что реактор снабжен усеченным конусо закрепленным своим большим основанием на внутренней поверхности верхней части корпуса, а меньшим соединен с верхним торцом цилиндрической обечай ки, причем выходной конец патрубка для ввода сжатого воздуха расположен у днища снаружи обечайки. Кроме того, реактор снабжен диспергаторами, один из которых установ лен у днища . cHapysio цилиндрической обечайки и соединен с выходным концом патрубка ввода сжатого воздуха, а другой размещен внутри цилиндрической обечайки у верхнего ее торца и соединен с выходным концом патрубка вывода сжатого воздуха, входной конец которого располохсен под усечен ным- конусом, а также пневмоклапаном, установленным на выходном конце патрубка вывода сжатого воздуха. На чертеже изображен реактор, прО дольный разрез. Пульсационный реактор для растворения твардых материалов содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с днищем 2 и крышкой 3, цилиндрическую обечайку 4, коаксиально установленную в корпусе, опорную перфорированную решетку 5, зак;жлвающую нижний торец обечайки 4, патрубки 6 и 7 вво да сжатого воздуха, усеченный конус закрепленный своим большим основанием на внутренней поверхности верхней части корпуса, а меньшим соединен с верхним торцом цилиндрической обечай ки 4, причем выходной конец патрубка 6 для ввода сжатого воздуха расположен у днища 2 снаружи обечайки 4. Дополнительно реактор снабхсен ди пергаторами 9 и 10,один из которых 9 установлен у днища 2 снаружи цилиндрической обечайки 4 и соединен с выходным концом патрубка 6 ввода сжатого воздуха,а второй диспергатор 10 размещен внутри цилиндрической обечайку 4 у верхнего ее торца и соединен с выходным концом патрубка 7 вывода схсатого воздуха, входной конец которого располо)хен под усеченным конусом 8, а также пневмоклапаном 11, установленным на выходном конце патрубка 7 вывода сх«атого воздуха . Пульсационный реактор работает следующим образом. Крупнокусковый материал -загружается в обечайку 4 на решетку 5 до уровня А , после чего реактор заполняется растворителем до этого же уровня. При этом пневмоклапан 11 открыт, и растворитель заполняет как реакционную емкость, так и пульсационную камеру 12. Растворитель, заливается в реактор до уровня А, исходя из рассчитанного объема реактора и объема загрух енного крупнокускового материала или путем замера уровня уровнемером 13. В обечайки 4 перетекает в растворение материала. Пневмоклапан 11 закрывается и производится подача воздуха под .давлением в пульсационную камеру 12 по патрубку 6 через диспергатор 9, установленный в нижней части пульсационной камеры 12. Воздух,барботируя через I слой раствора, поднимается в верхнюю ее часть и выдавливает раствор, понижая его уровень в пульсационной камере. При этом происходит интенсивное смывание и растворение крупнокускового материала, в обечайке 4. Решетка 5, обеспечивая проход раствора из пульсационной камеры 12 в обечайку 4 , способствует более равномерному распределению потоков раствора по ее сечению. При поних ении раствора в пульсационной камере 12 до уровня Б (при этом в обечайке 4 уровень раствора повышается до уровня В) открывается пневмоклапан 11 патрубка 7 и воздух, находящийся под гидростатическим давлением столба раствора, стравливается, давление его понижается, и раствор из обечайки 4 перетекает в пульсационную камеру 12. При этом раствор проходит через слой крупнокускового материала, омывая его и растворяя. Воздух из пульсационной камеры 12 по патрубку 7 поступает в обечайку 4 и через диспергатор 10 пропуска.ется через слой раствора, находящегося в верхней ее части, дополнительно перемешивая его. Диспергатор 10 уста