Газожидкостной реактор для проведения эндо-и экзотермических реакций

Газожидкостной реактор для проведения эндо-и экзотермических реакций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севетских

Социалистических

Республик ои1000095 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 20. 08. 81 (21) 3333519/23-26

f51)M Кп з

B 01 J 10/00 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий . (23) ПриоритетОпубликовано 2802.83. бюллетень Йо:8

t33) УДК 66. 063 088.8 ) Дата опубликования описания 280283

В. В. агаев, A. И. Карпович, Г. М. яввовлев и И. Н. Шан айда / а:, /

С

Гродненское ордена Дружбы народов производчствеино объединение "Азот" им. С.О. Притыцк (72) Авторы изобретен и я (71) Заявитель (54) ГАЗОЖИДКОСТНОЙ РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ЭНДО- И ЭКЗОТЕРИИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Изобретение относится к химической аппаратуре для проведения эндои экзотермических реакций с участием жидких и газообразных веществ и может использоваться в любой отрасли народного хозяйства, в частности для кислой промывки сброснйх аммиаксодержащих газов, производства аммиака с получением раствора сульфата аммония или аммиачной селитры.

Известиы кожухотрубные газлифтные реакторы для проведения эндотермических и экзотермических реакций, обеспечивающие высокую изотермичность процессов, содержащее корпус с уста-. новленными в нем на трубных досках барботажными и циркуляционными трубами, образующими циркуляционный контур (1 1.

Основные недостатки газлифтнык кожухотрубчатых реакторов — высокая теплоемкость, уменьшенный реакционный объем, высокое гидравлическое сопротивление, обуславливаемое столбом жидкости, а следовательно невозможностью работы с ниэконапорными реакционными газами.

Известны также такие реакторы для проведения экзотермических, эндотермических процессов в системах газ — жидкость, как карбонизационная колонна, содержащая корпус со штуцерами ввода и вывода реагентов, уста;

5 новленные в нем в верхней части ситчатые контактные тарелки с переливными устройствами и в нижней части горизонтальные теплообменные бочки(2).

Наиболее существенным недостатком указанного устройства является невозможность обеспечения изотермичности процесса по высоте реактора, что отрицательно сказывается на ходе реакции, качестве продукта и в конечном итоге приводит к увеличению реакционного объема.

Наиболее близким к предлагаемому является газожидкостной реактор, со" держащий корпус со штуцерами ввода и вывода реагеитов, трубчатый тепло- . обменник, расположенный вертикально в центральной части корпуса, по высоте которого установлены контактные устройства 13).

25 недостаток известного реактора — низкая интенсивность процесса из-за отсутствия изотермичности по высоте реактора.

Цель изобретения — интенсификацию процесса.

1000095

Указанная цель достигается тем, что в газожидкостном реакторе для проведения эндотермических и экзотермических реакций, содержащем корпус со штуцерами.ввода и вывода реагентов, трубчатый теплообменник, расположенный вертикально в центральной части корпуса, по высоте которого установлены контактные устройства, контактные устройства выполнены в виде установленной коаксиально теплооб- 10 меннику и образующей с ним канал воронки, размещенного под ней завихри.теля, коаксиально которому установлены соединенные с ним и между собой меньшими основаниями два усеченных конуса, верхний из которых снабжен наружной отбортовкой, а под нижним установлена закрепленная на корпусе кольцевая коническая сливная перегородка.

, 20

На чертеже дана контактная тарелка, общий вид.

Газожидкостной реактор состоит из корпуса 1 с рубашкой 2 со штуцерами

3 — 5 ввода и 6 — 8 вывода реагентов и теплоносителя, вертикальной трубчат ки 9 с трубными решетками 10 и штуцерами ввода 11 и вывода 12 теплоносителя и размещенных по высоте контактных элементов. Контактный элемент состоит из верхнего .усеченного конуса 13, выполненного с наружной отбортовкой 14 и нижнего усеченного конуса 15, которые соединены меньшими основаниями, где размещен завихритель 16, выполненный из наклонно 35 установленных секторных лопастей 17, жестко прикрепленных с одной.стороны к торцу конусов 13 и 15, .с другой — к трубной решетке 10. Над трубной решеткой с зазором 18 и коаксиаль-40 но трубчатке 9 установлена обечайка

19, оканчивающаяся воронкой 20, на расстоянии от которой и с зазором

21 к нижнему усеченному конусу 15 размещена жестко прикрепленная к корпусу коническая сливная перегородка 22.

Устройство работает следующим образом.

Реакционная жидкость через штуцер 4 поступает на распределительное устройство и по сливной перегородке

22 стекает в воронку 20, образуя кольцевую завесу, которая разрывается и диспергируется реакционным газом..

Проконтактировавший газ отводится из реактора через штуцер б, а реакционная жидкость, попавшая в воронку и скоагулированиая на трубчатке

9, собирается в межтрубном пространстве, образОванном трубчаткой 9, 60 трубной решеткой 10 и обечайкой 19, где происходит съем реакционного тепла. Охлажденная реакционная жидкость через кольцевой зазор 18 между трубной решеткой 10 и обечайкой 19 поступает на наклонно установленные лопасти 17 статического завихрителя 16, где диспергируется реакционным газом с образованием вращающегося высокотурбулизованного слоя с непрерывно обновляющейся поверхностью контакта фаз. Вращающийся слой поднимается над завихрителем 16 и под действием ентробежных сил движется по расшияющемуся верхнему корпусу 13, за счет чего падает скорость его движения и происходит разделение реагирующих фаз.

Такое размещение теплообменной поверхности и исполнение контактного устройства не только позволяет вести процесс в жестком температурном режиме, но и работать в широком диапазоне нагрузок по реагирующим фазам.

Прореагировавший на контактном элементе газ поступает в сепарационное ,пространство, омывает корпус 1, охлаждается и направляется на следующую ступень контакта, а реакционная жидкость по отбортовке 14 скатывается в пространство, образованное корпусом реактора 1, нижним усеченным конусом 15 и сливной перегородкой 22, где образуется динамический гидрозатвор. При этом реакционная жидкость охлаждается эа счет теплоносителя, циркулирующего в рубашке 2, и через кольцевой зазор 18 по воронке

20 скатывается в обечайку 19, образуя кольцевую завесу, при этом процесс взаимодействия повторяется.

Таким образом, предлагаемая конструкЦия газожидкостного реактора позволяет обеспечить высокую изот .рмичность химических процессов как в объеме, так и по высоте реактора что обеспечивает снижение реакционного объема и повышенное качество продукта.

Формула изобретения

Газожидкостной реактор для проведения эндо- и экэотермических реакций, содержащий корпус со штуцерами ввода и вывода реагентов, трубчатый теплообменник, расположенный вертикально в центральной части корпуса, по высоте которого установлены контактные устройства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса, контактные устройства выполнены в виде установленной коаксиально теплообменнику и образующей с ним канал воронки, размещенного под ней завихрителя, коаксиально которому установлены соединенные с ним и между собой меньшими основаниями два усеченных конуса, верхний из которых снабжен наружной отбортовкой, а под нижним установлена закрепленная на корпусе кольцевая коничес-. кая сливная перегородка.

1000095

ВНИИПИ Эаказ 1216/6 Тираж 535 Подписное

Филиал ППП "Патент .",г.ужгород,ул.Проектная,4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Соколов В.Н.,Доманский Н.B.

Газожидкостные реакторы, Л., 1976, . с. 81 ° .

2. Авторское свидетельство СССР

Р 560634, кл. B 01 J 19/04, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 741899, кл. В 01 Р 3/32, 1978.

f9