Kontinuální reaktor s mechanickým mícháním

Oblast techniky

Užitný vzor se týká kontinuálního reaktoru s mechanickým mícháním, zejména k provádění neutralizačních a jiných chemických reakcí v kapalném a suspenzním mediu, s využitím u celé řady průmyslových odvětví, jako jsou čističky odpadních vod, chemické a potravinářské výroby apod.

Dosavadní stav techniky

K provádění chemických, zejména neutralizačních reakcí, je známa celá řada typů reaktorů, většinou vybavených mechanickými míchadly (viz např. O. Levenspiel: Teorie a výpočty chemických reaktorů, SNTL Praha 1967, P.V. Danckwerts: Reakce v soustavě plyn-kapalina, SNTL Praha 1975). Pro zvýšení efektivity je u některých reakcí vhodné reakci provádět v kaskádě takových míchaných nádob, které jsou vzájemně potrubně propojeny a vybaveny míchadlem, umístěným v každé z těchto nádob. Jiné možnosti kontinuálního uspořádání reaktorů s míchadly jsou uvedeny v literatuře (např. Strek F.: Míchání a míchací zařízení, kap. 2, SNTL

Praha 1977). Většinou se u těchto aparátů využívá radiálních míchadel, což za přítomnosti tuhé fáze v reaktoru může způsobovat řadu problémů, souvisejících s nerovnoměrným odtahem suspenze a nárůstem koncentrace zreagované tuhé fáze, zejména v oblasti dna reaktoru s následnou tvorbou usazenin a na druhé straně může také způsobovat zkratový tok nezreagované tuhé fáze (např. vápna) až do výstupního potrubí.

Významné zlepšení uvedené situace může přinést použití reaktoru podle tohoto užitného vzoru, který splňuje podmínky efektivního míchání a bezzkratového toku suspenze, což umožňuje minimalizovat objem i investiční náklady na zařízení.

Podstata užitného vzoru

K řešení naznačených problémů účinně přispívá kontinuální reaktor s mechanickým mícháním, sestávající z dvojice sekcí, vybavených míchacími ústrojími a vzájemně spojených oddělovací stěnou tak, že v každé sekci jsou míchací ústrojí, vybavené dvěma nebo více míchadly nad sebou na společném hřídeli. Nátok z první sekce přes přepadovou hranu do druhé sekce a stejně i výstup z druhé sekce do výstupního hrdla jsou řešeny pomocí odtahového kanálu uzavřeného průřezu se vstupní částí ve spodní polovině každé ze sekcí. S výhodou se využívá kuželového tvaru dna k soustředění menšího množství nadměrně velkých částic, k čemuž přispívá i použití axiálních míchadel s tvarovanými lopatkami, které vytváří proudění směřující do dna. Použití axiálních míchadel s tokem do dna ve spojení s umístěním vstupu do odtahového kanálu ve spodní části sekce umožňuje udržení rovnoměrné koncentrace tuhé fáze i její proreagování v celém objemu reaktoru.

Přehled obrázků na výkresech

Kontinuální reaktor s mechanickým mícháním podle obr. 1 je tvořen vzájemně propojenými sekcemi I a 2, v nichž jsou umístěna míchací ústrojí 3, opatřená dvojicí axiálních míchadel 6 nad sebou na společném hřídeli 7. Obě sekce i a 2 jsou vzájemně spojeny oddělovací stěnou 4, zajišťující tuhost reaktoru. Hydraulické propojení obou sekci I a 2 je provedeno pomocí odtahového kanálu JO s přepadovou hranou 9 a podobně výstup media v sekci 2 je řešen podobným kanálem 10, který je zaústěn do výstupního hrdla 5. Oba odtahové kanály 10 jsou zde obdélníkového průřezu.

- 1 CZ 7853 Ul

Vstupní části H odtahových kanálů ,10 v obou sekcích 1 a 2 jsou umístěny ve spodní polovině obou sekcí, které jsou opatřeny dny 12 s kuželovou částí. Lopatky 13 míchadel 6 jsou vytvořeny jako tvarované.

Na obr. 2 je nakreslen půdorysný pohled na kontinuální reaktor podle tohoto užitného vzoru, 5 který je umístěn na šesti nohách. V tomto pohledu je patrný obdélníkový průřez odtahového kanálu 10 i rovinný tvar oddělovací stěny 4, tvořící v řezu společnou tětivu kružnic 8, do kterých se promítá plášť obou sekcí i a 2.