Реактор
Иллюстрации
Реферат
Союз Советси их
Социалистических
Республик
Oll ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«
l г (61) Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Заявлено 15. 10.80 (21) 2992233/23-26 с присоелинением заявки Ж(23) Приоритет—
Опубликовано 23.05;82. Бюллетень М 19 (51)NL. Кл.
В01 71400
В 01 1.т 11/04
1оеударстеенный комитет
СССР но делаи изобретений и открытий (53) УД6(66.061, .5(088.8) Дата опубликования описания 27.05.82 т ." =-:
В. М. Муратов, В. К. Любимов, С. М. Раковец, "
B. B. Колесов, Г. Г. Кучарина и С. К. Завьялов „ (72) Авторы изобретения
« («
« (7I) Заявитель
{54) РЕАКТОР
Изобретение относится к аппаратам пля провецения реакционных процессов, в частности массообмена, и может найти применение в гттарометалл гржи, химии, рвпиохимии и других отраслях народного хозяйства. 5
Известны горизонтальные реакторы, в том числе многоступенчатые, состоящие из корпуса, разпеленного перегородками на секции, кажцая из которых имеет смесительную и отстойную камеры,. В смеси10 тельных камерах установлены перемешиваюшие устройства (11.
Непостатками данных аппаратов являются большие габариты, а также наруше15 ние режима работы н технологических показателей при нестабильном расхоце исходных реагентов, Известен также реактор, соцержаший горизонтальный прямоугольный корпус с
20 анишем, поперечные вертикальные перегороцки, целяшие его на соепиненные послецовательно между собой секции, закрепленные в секциях между поперечными пе-регороцками процольные перегоропки, пеляшие секции на смесительные и отстойные камеры и HB препкамеры, закрепленные межцу корпусом и поперечными перегородками переливные порот, соединяющие преакамеры с отстойными камерами послецуюших секций, вертикальные параллельно установленные межпу корпусом и поперечными перегородками тттцрозатворные перегородки, соециняюшие препкамеры с отстойными камерами предыдуших секций, смесите пьно-транспортируюшие устройства, размешенные в смесительных камерах, соепиненных с препкамерами отверстием, выполненным в нижней части проходных перегороцок, отпеляюших предкамеры от смесительных. камер (2).
Недостатками известного реактора являются повышенные энергозатраты, поскольку заметную часть знерн и СТУ затрачивают не на транспортировку реагентов, а на созцание и попаержание постоянного напора. Значительное повыше920 1
3 92 ние энергозатрат обусловлено тем, что в известных реакторах применяют СТУ с очень малым напором.
Недостаток известного реактора заключается также в нестабильности процесса расслаивания вследствие периодического изменения напора из-за колебаний величины подаваемых потоков (в пределах точности приборов, регулирующих исхоцную производительность реагентов), и колебаний режима работы самого СТУ. При уменьшении напора, даже если оно кратковременно, затапливаются гидрозатворы, запирается выход тяжелой фазы из отстойника в прецкамеру, изменяются соотношения потоков тяжелой и легкой фаз в смесительной каме а и нарушается процесс расслаивания.
Цель изобретения — устранение указанных недостатков, повышение производительности и улучшение работы отстойных камер.
Эта цель цсстигается тем, что реактор снабжен дополнительными вертикальнымп перегороцками, отделяющими гидрозатворные перегородки от прецкамер и не доходящими до днища.
Белесообразпо, чтобы высота щели между дополнительной перегороцкой и днищем была меньше высоты отверстия, соециняющего прецкамеру со смесительной камерой.
На фнг. 1 изображен общий вид реактора, виц сверху; на фиг. 2 — сечение
Л-Л н а фи г. 1.
Реактор состоит из горизонтального прямоугольного корпуса 1 с днищем " 2.
Корпус разделен поперечными вертикальными перегороцками 3 на соециненные послецовательно между собой секции. Каждую секцию целят продольными перегороцками 4, закрепленными межцу поперечными перегороцками 3, на смесительную 5 и отстойную 6 камеры, а также на прецкамеру 7. По. ходу движения одной из жидких фаз (например тяжелой) предкамеру 7 соединяют с отстойной камерой 6 последующей секции переливным порогом 8, закрепленным между корпусом
1 и поперечной перегороцкой 3. С отстойной камерой 6 предыцущей секции прецкамеру 7 соединяют вертикальными параллельно установленными друг цругу гицрозатворными перегороцками 9 и 10, также закрепленными между корпусом 1 и другой поперечной перегороцкой 3. При этом перегороцка 9 приподнята над дни-. щем 2 реактора, а перегородка 10 за- креплена íà vínøå в предкамере.
В смесительных камерах установленй смеси тельно-транспортирующие устройства (СТУ) 11. Всасывающее отверстие такого устройства соединено каналом 12 (или патрубком, или какой-либо иной полостью) с отверстием 13, расположенным в нижней части продольной перегородки 4, отделяющей прецкамеру 7 от смесительной камеры 5.
Корпус содержит также штуцера 14 и
15, через которые жидкости вводятся в реактор, и штуцера 16 и 17, для вывода этих жицкостей. Особенностью предложенного реактора является то, что в предкамерах 7 рядом с гидрозатворными перегородками 9 и 10 параллельно им установлены дополнительные вертикальные перегороцки 18, не цохоцяшие до цниша.
Высота щели 10 под цополнительными перегородками 18 ниже высоты отверстия
13, соединяющего предкамеру 7 со смесительной камерой 5.
Реактор работает следующим образом.
По штуцерам 14 и 15 в реактор ввс дят, а через штуцер 16 и 17 выводят соответственно тяжелую и легкую фазы.
По аппарату их движение осуществляет
СТУ 11. Таким образом, между секциями тяжелая и легкая фазы цвижутся противотоком, а внутри секции это цвижение прямоточное, Легкая фаза из последующей секции сливается в предкамеру 7 через переливной порог 8.
Высота всех переливных порогов в реакторе одинакова, поэтому высота налива во всех отстойных камерах 6 также одинакова. Тяжелая фаза через шелевое отверстие 20, расположенное у днища, входит в гидрозатворный канал 21 и переливается через гицрозатворную перегородку 10.
Тяжелая фаза сливается затем в вертикальную полость 22, между гицрозат ворной перегородкой 10 и дополнительной вертикальной перегороцкой 18, не доходящей цо днища. B предкамеру тяжелая фаза из вертикальной полости 22 попацает через щель 19 поц дополнительной перегородкой 18.
Вслец за этим СТУ засасывает реагенты из предкамеры через отверстие 13, в результате чего они попацают в смесительную камеру 5. Здесь они перемешиваются, превращаясь в эмульсию, что способствует интенсификации протекающих между ними реакций. Из смесительных камер эмульсия вытекает в отстойные и зцесь расслаивается с образова5 9 вием нижнего слоя. тяжелой фазы Нку> и лежащего на нем верхнего слоя легкой фазы Н . Ha границе разцела фаз может располагаться непрерывно распацающийся слой эмульсии.
Осветленные фазы вновь сливаются в смежные прецкамеры, что обеспечивает непрерывную работу реактора.
Установленная дополнительно перегороцка 18 уменьшает энергозатраты реактора и улучшает процесс расслаивания.
Особенностью гицроцинамики работы прецкамеры в любом из .вариантов ее исполнения является постоянство положения ГРФ в ней, Уровень 23 тяжелой фазы нахоцится ниже (обычно незначительно ниже) верхнего края отверстия 13, соединяющего прецкамеру со смесительной камерой. СТУ при нормальной работе реактора оцновременно отсасывает из прецкамеры обе фазы через отверстие 13, а это возможно только, если обе эти фазы имеют одновременный доступ к отверстию 13 (очевигно, что при этом ГРФ в прецкамере неизбежно нахоцится ниже верхнего края отверстия 13 и выше его нижнего края).
Отсюда следует, что любые нарушения режима поцачи исходных реагентов и работы СТУ заставляют изменяться по высоте прецкамеры только цо уровня 24 легкой фазы и не могут повлиять на постоянство расположения уровня 23 тяжелой фазьц предыдущие ступени ягцравлически независимы. от положения уровня
24 легкой фазы в прецкамере только цо тех пор, пока этот уровень ниже mnpoзатворной пере гороцки 10.
Именно это требует повышение энергозатрат, чтобы удержать уровень в прецкамере ниже гицрозатворной перегороцки 10, а при поцьеме уровня 23 легкой фазы нац перегороцкой режим отстаивания в предыдущей секпчи нарушается.
920 1
1о
25 зо
Уровень тяжелой фазы 25 в вертикальной полости 22 всегца оказывается ниже пгцрозатворной перегородки 10.
Это обьясняется тем, что цаже если высота налива Н,, в прецкамере и огстойной камере оказывается оцинаковой, а толщина слоя с Н @ тяжелой фазы в прецкамере всегда много ниже чем Н. ф. в отстойной камере.
Высота водного столба в гицрозатворном канале 21 опрецеляется высотой гицрозатворной перегородки 10. Она уравновешивает суммарную высоту слоев легкой фазы Н @ и тяжелой фазы Н . в
Tф отстойной камере при общей высоте налива Н
В то же время высота водного столба в вертикальной щели 22 уравновешивает суммарные высоты слоев легкой фазы
Н,г и тяжелой фазы Н в прецкатф мере 7.
Оцнако, если учесть, что высота слоя тяжелой фазы Н.г@ в прецкамере много ниже, чем в отстойной камере, то цаже при равенстве налива Нн в отстойной камере в прецкамере Н„ оказывается меньше Н „. В то же время поцьем уровня налива в .прецкамере цо Н н резко уменьшает энергозатраты на транспортировку, а предотвращение затопления mnрозатворной перегороцки 10 при всевозможных колебаниях расхоцбв фаз и режимов перекачки гарантирует стабильность процесса отстаивания в прецыцущей or стойкой камере.
Экономический эффект, создаваемый изобретением, составляет около 25 тыс. рублей в гоц на реактор произвоцительностью 1 м /ч и возрастает с ростом этой произвоцительности.
Ф ормула изобретения
Установка дополнительной вертикальной перегороцки 18 со щелью 19 поц ней изменяет характер описанных зависимостей. Указанную перегороцку 18 опускают поц разцел фаз 22 в прецкамере. В результате возникают новыми условия гицростатического равновесия между прецыцушей отстойной камерой и прецкамерой, а именно: прецыцущая отстойная камера гицростатически сообщена с тяжелой фазой в гицрозатворном канале 21; прецкамера пгцростатически сообщена с тяжелой фазой в вертикальной полости 22.
1. Реактор цля систем жицкость-жидкость, соцержаший горизонтальный пря моугольный корпус с цнишем, поперечные вертикальные перегороцки, целящие его на соециненные послецовательно между собой секции, закрепленные в секциях межцу поперечными перегородками процольные перегороцки, целящие секции на смесительные и отстойные камеры и на прецкамеры, закрепленные между корпу сом и поперечными перегороцками переливные пороги, соединяющие прецкамеры с.отстойными камерами последующих секций, вертикальные параллельно установлнные между корпусом и поперечными
7 92920 1 8 перегородками гидрозатворные перегороц= ждрозатворные перегородки от прецкаки, соединяющие прецкамеры с отстойны- мер и не доходящими до цниша. ми камерами предьшущих секций, смеси- 2. Реактор по п. 1, о т л и ч а ютельно-транспортирующие устройства, раз- шийся тем, что высота щели межцу мешенные в смесительных камерах, сое- 5 дополнительной перегородкой и днищем; диненных с предкамерами отверстием, меньше высоты, отверстия, соединяющего выполненным в нижней части перегоро- прецкамеру со смесительной камерой. цок, отделяющих прецкамеры or смеси- Источники информации, тельных камер, о т л и ч а ю щ и N c z принятые во внимание при экспертизе тем, что, с целью повышения производи 1о 1. Авторское свицетельство СССР тельности и улучшения работы отстойных М. 311653, кл. В 01 р 11 04, 1968. камер, он снабжен дополнительными вер- 2./6.Т, ЯртЖИ. Reacko> 5иЕЕ ргссЕ%1П@ тчкальными перегородками, отделяюшими 1962, т. 5, с. 14 (прототип).
ВНИИПИ Заказ 3356/9 Тираж 577 Подписное
Фипиан ППП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектаня, 4