Реактор
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<л965505
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к ввт. свид-ву И)М Ка з
В Ol J 19/28
/ (22) Заявлено 24.09.80 (21)2987639/23-26 с присоединением заявки № (23) Государственный комитет
СССР но делам изобретений н оТкрытий
Приоритет
Опубликовано 151082. Бюллетень ¹ 38
f 33) УДК 66.023: (088. 8) Дата опубликования описания 15.10.82 (72) Авторы
Н.И. Гельперин и P.Ñ. Фрайман. (54) РЕАКТОР.
Изобретение относится к реакцион" . ной химической аппаратуре, более . конкретно к врашающимся аппаратам ба- рабанного типа, и может быть использовано для проведения гетерогенных химических. реакций . или массообмена между дисперсной твердой фазой и газом.
Известны вращающиеся аппараты барабанного типа для обжига цементного клинкера. Эти аппараты не имеют каких-либо внутренних устройств, обеспечивающих перемешивание:и перемещение твердой Фазы. Перемещение твердой фазы к нижнему концу. аппарата происходит эа счет скатывания частиц по склону засыпки барабана при его вращении.
Известны вращающиеся барабаны для проведения процессов сушки. Эти аппараты .снабжаются внутренними устройствами в виде перекидных полок или другими аналогичными приспособлениями, которые захватывают частицы твердой фазы и с которых происходит ссыпание частиц сквозь газовую фазу. Сушильные барабанные аппараты устанавливаются также наклонно к горизонту и перемещение;твердой фазы происходит в них не только за счет ;скатывания частиц по склону засыпки, но и эа счет смещения к нижнему концу барабана при каждом ссыпании с перекидных полок (1)
В этих аппаратах. также как и в аппаратах для производства цемента, отсутствует полное перемешивание твердой фазы вдоль аппарата и наблюдается только интенсивное поперечное перемешивание твердой фазы..
Наиболее близким к предлагаемому по конструкции и достигаемому эффекту является реактор, содержащий на,клонно установленный -вращающийся барабан, спиральную ленту и перекидные полки, закрепленные на внутренней поверхности барабана, теплообменный цилиндрический кожух, коаксиально расположенный снаружи корпуса, штуцеры авода и вывода теплоносителя, соединенные с кожухом, и устройства ввода и вывода реагентов. За .счет применения винтовых поверхностей, .перекидных полок и наклона аппара.та к горизонту осуществляется интен сивное как поперечное,.так и продольное перемешивание твердой фазы. Такие аппараты используются, например, в процессах прямого синтеза алкили арилхлорсиланов воздействием хло965505 ристого алкила или арила на кремне- видный сплав. Для отвода тепла реак ции аппарат снабжен наружным непод-i вижным кожухом, разделенным лабиринтньми. уплотнениями на три зоны, каждая из которых имеет самостоятельный подвод и отвод охлаждающих газов. Подпитка аппарата твердой фазой (кремне-медньм сплавом) осуществляется непрерывно. Удаление отработанной твердой фазы (выработанного кремневид-1О ного сплава и образовавшейся сажи) осуществляется газовым потоком. Геометрические размеры винтовой поверхности, число и размер перекидных полок, а также угол наклона аппарата к горизонту взаимно связаны для достижения равномерной по длине аппарата степени загрузки твердой фазой.
В аппаратах с таким внутренним устройством наблюдается как интенсивное поперечное, так и продольное пере.мешивание твердой фазы (2)„
Недостатком этого аппарата является повышенный расход фазы (кремнемедного сплава) из-за выноса газовым потоком .наряду с отработанными и свежих частиц твердой фазы. Повышенный расход свежей твердой фазы объясняется тем, что внутри вращающегося барабана имеет место интенсивное продольное перемешивание твердой фазы, благодаря которому вновь загруженные частицы твердой фазы переносятся к выгружающему штуцеру аппарата за время, недостаточное для ее отработки. 35
Цель изобретения — интенсификация процессов за счет уменьшения расхода твердой фазы у аппарата.
Поставленная цель достигается тем, 4О что реактор, содержащий наклонно установленный вращающийся барабан, спиральную ленту и перекидные полки, закрепленные на внутренней поверхности барабана, теплообменный цилиндри- 45 вский кожух, коаксиально расположнный снаружи корпуса, штуцеры ввода и вывода теплоносителя, соединенняе с кожухом, и устройства ввода и живода реагентов, снабжен вертикалььими перегородками с выполненными в них отверстиями, установленными в корпусе перпендикулярно продольной
;оси корпуса между витками спиральной .,ленты, причем диаметр отверстий вер тикальных перегородок меньше внутреннего диаметра витков спиральной ленты и равен разности между внут-. ренним радиусом барабана и стрелой жгмента номинальной загрузки его твердой фазой, а перекидные полки 60 расположены на расстоянии от вертикальных перегородок, определяемым произведением внутреннего диаметра барабана на синус угла его наклона к горизонту. S5
На фиг. 1 изображен реактор, общий вид, продольный разрез ; на фиг.
2 — сечение по А-A на фиг. 1.
Реактор, установленный под углом
oL к горизонту, состоит иэ корпуса 1, внутри которого располагаются перекидные полки 2 и винтовые поверхности 3. На корпус 1 одеты бандажи 4, которые опираются на ролики 5. Вращение барабан получает от венцовой шестерни б. Внутренняя полость барабана делится на отдельные реакционные зоны с помощью вертикальных перегород,7. Снаружи вращающийся корпус 1 охватывает неподвижный кожух 8, снабженный штуцерами 9 и 10 для подачи и отвода газообразного теплоносителя. Полость между неподвижным кожухом 8 и вращающимся корпусом 1 ограничивается лабиринтньми уплотнениями 11. Реакционный газ с исходной твердой фазой поступает через штуцер 12, а продукты синтеза и отработанная твердая фаза покидают реактор через штуцер 13.
Вращающийся реактор барабанного типа работает следующим образом.
После загрузки барабана номинальньм количеством твердой фазы дальнейшая ее подача, компенсирующая ее выработку и унос, осуществляется транспортом реакционными газами через штуцер 12. В первой по ходу газа реакционной зоне осуществляется интенсивное как поперечное, так и продольное перемешивание твердой фазы. Так как радиус отверстия в вертикальной перегородке меньше внутреннего радиуса винтовой поверхности и составляет (R -h), то перенос твердой фазы иэ первой секции во вторую осуществляется газовым потоком. Для предотвращения попадания в отверстие вертикальной перегородки твердой фазы, попадающей с перекидных полок 2, последние не доходят до вертикальной перегородки на растояние а, определяемое произведением внутреннего диаметра барабана на синус угла его наклона к горизонту. Этим .достигается перенос во вторую реакционную зону только наиболее мелких и легких взвешенных в газовом потоке частиц твердой фазы. Во второй и последующих реакционных зонах за счет наклона аппарата к горизонту и измнения внутреннего устройства в виде перекидных полок 2 и винтовой поверхности 3 осуществляется интенсивное поперечное и продольное перемешивание твердой фазы и вынос через вер тикальные перегородки наиболее, мелких и легких, т.е. отработанных, частиц твердой фазы.
Разбивка реакционного пространства на ряд последовательных реакционных эон предотвращает прямой
965505
Формула изобретения
Фиг.1 и1.2 проскок свежей твердой фазы и .через штуцер 13 выносится наиболее отработанная твердая фаза, тем самым, снижается расходный коэффициент по твердой фазе.
В случае синтеза алкил- и арилхлорсиланов, где твердая фаза кремневидный сплав является наибо лее дорогим компонентом процесса, применение предлагаемого аппарата дает экономический эффект в десятки тысяч рублей.
Реактор для обработки твердой фа зы, содержащий наклонно установленный .вращающийся барабан, спи1.альную ленту и перекидные полки, закрепленные на внутренней поверхности барабана, теплообменный цилиндрический кожух, коаксиально расположенный снаружи корпуса барабана, штуцеры ввода и вывода теплоносителя, соединенные с кожухом, и устройства вво да и вывода реагентов о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процессов за счет уменьжния расхода твердой фазы, он снабжен вертикальными перегородками с вылненными в них отверстиями, .устаIIO новленными в корпусе перпендикулярн о продольной его оси между витками спиральной ленты, причем диаметр отверстий вертикальных перегородок меньше внутреннего диаметра витков спиральнэй ленты и равен разности между внутренним радиусом барабана и высотой номинальной загрузки его твердой фазой, а перекидные полки располо.15 жены на расстоянии от вертикальных перегородок, определяемом произведением внутреннего диаметра барабана на синус угла его наклона к горизонту.
Источники информации, 2О принятые во внимание при экспертизе
1. Воганов А.И. Вращающиеся печи Мацементной промышленности. М., ьиностроение, 1965, с. 123.
2. Авторское свидетельство СССР
25 Р 169498, .кл. В 01 J 1/00, 1964.
ВНИИПИ Заказ 7733/7
Тираж 583 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4.