RU2447932C2

RU2447932C2 - Gas-fluid reactor (versions)

Info

Publication number: RU2447932C2
Application number: RU2010130972/05A
Authority: RU
Inventors: Юрий Андреевич Сергеев (RU); Юрий Андреевич Сергеев; Александр Андреевич Воробьев (RU); Александр Андреевич Воробьев; Ринат Венерович Андержанов (RU); Ринат Венерович Андержанов; Александр Васильевич Чирков (RU); Александр Васильевич Чирков; Юрий Александрович Головин (RU); Юрий Александрович Головин; Алексей Владимирович Солдатов (RU); Алексей Владимирович Солдатов; Александр Алексеевич Прокопьев (RU); Александр Алексеевич Прокопьев; Николай Михайлович Кузнецов (RU); Николай Михайлович Кузнецов; Олег Николаевич Костин (RU); Олег Николаевич КОСТИН; Игорь Вениаминович Есин (RU); Игорь Вениаминович Есин
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-04-20
Also published as: RU2010130972A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: set of inventions relates to gas-fluid processing hardware, namely, to gas-fluid reactors with ascending unidirectional phase flows, and may be used for commercial production of carbamide. Proposed reactor comprises vertical housing with branch pipes to feed reagents and discharge reaction products, and mixer arranged at housing bottom and communicated with reagent feed branch pipes. It is provided with axial discharge branch pipe directed toward reactor bottom and diffuser. In compliance with first version, mixer comprises coaxial tube and swirling chamber with tangential inlet branch pipe communicated with first reagent feed branch pipe. Aforesaid coaxial tube is fitted into swirling chamber cylindrical case. Coaxial tube top end is communicated with second reagent feed branch pipe. In compliance with second version, said mixer comprises, at least, two connected coaxial swirling chambers with tangential inlet branch pipes communicated with reagent feed branch pipes and axial discharge branch pipe directed toward reactor bottom. In both versions, axis of, at least, one tangential feed branch pipe is inclined to horizon toward branch pipe outlet.

EFFECT: increased intensity of dispersion, uniform distribution of reagents in two-phase flow.

13 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратурному оформлению химических процессов, протекающих в газожидкостной среде, а именно к конструкции газожидкостного реактора с восходящим однонаправленным движением фаз, и может быть использовано, в частности, для промышленного получения карбамида.The invention relates to the instrumentation of chemical processes occurring in a gas-liquid medium, and in particular to the construction of a gas-liquid reactor with an upward unidirectional phase movement, and can be used, in particular, for the industrial production of urea.

Эффективное проведение процессов в колонных газожидкостных реакторах с восходящим однонаправленным движением фаз возможно только в условиях равномерного распределения скоростей, размеров пузырей и газосодержания по сечению восходящего газожидкостного потока. Указанное распределение зависит от конструктивных особенностей реактора.Effective processes in columned gas-liquid reactors with ascending unidirectional phase motion are possible only under conditions of uniform distribution of velocities, bubble sizes and gas content over the cross section of the ascending gas-liquid flow. The specified distribution depends on the design features of the reactor.

Известен газожидкостный реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с двумя патрубками ввода жидких реагентов и патрубком ввода газообразного реагента, расположенными в нижней части реактора, патрубком вывода продуктов реакции, расположенным в верхней части реактора, и колпачковое смесительное устройство, расположенное над патрубками ввода реагентов (SU 1088779, B01J 10/00, 19/00, 1984). Исходные реагенты вводят в реактор раздельными струйно-осевыми потоками через три патрубка. Пройдя смесительное устройство, потоки поступают в реакционное пространство в виде смеси.Known gas-liquid reactor containing a vertical cylindrical body with two nozzles for introducing liquid reagents and a nozzle for introducing a gaseous reagent located in the lower part of the reactor, a nozzle for withdrawing reaction products located in the upper part of the reactor, and a cap mixing device located above the nozzles for introducing reagents (SU 1088779 B01J 10/00, 19/00, 1984). The starting reagents are introduced into the reactor by separate axial jet flows through three nozzles. Having passed the mixing device, the flows enter the reaction space as a mixture.

Недостатком данной конструкции реактора является низкая интенсивность смешения реагентов и недостаточная степень диспергирования газа в нижней части реактора вследствие раздельного ввода реагентов и слабой турбулизации потока на выходе из смесителя.The disadvantage of this reactor design is the low intensity of the mixing of the reagents and the insufficient degree of dispersion of the gas in the lower part of the reactor due to the separate input of the reagents and poor turbulence of the stream at the outlet of the mixer.

Известен также газожидкостный реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками ввода жидких и газообразного реагентов, патрубком вывода продуктов реакции и патрубком вывода отходящих газов, распределительное устройство для подачи газообразного реагента, расположенное в нижней части реактора, установленную ниже патрубка вывода продуктов реакции полую коническую поверхность, обращенную открытым основанием к днищу реактора, установленный под конической поверхностью циклонный эжектор с тангенциальным патрубком, соединенным с одним из патрубков ввода жидкого реагента, соплом, направленным в сторону днища реактора, и коаксиальной трубой, расположенной внутри эжектора, причем верхний конец трубы соединен с объемом полой конической поверхности, а нижний ее конец расположен на уровне среза сопла над распределительным устройством для подачи газообразного реагента (SU 1648544, В01J 19/00, B01D 53/18, 1991). Для данной конструкции реактора характерно неравномерное распределение газа в объеме жидкости из-за раздельного ввода реагентов и особенностей конструкции газораспределительного устройства.Also known is a gas-liquid reactor containing a vertical cylindrical body with nozzles for introducing liquid and gaseous reagents, a nozzle for outputting reaction products and a nozzle for outputting exhaust gases, a distributor for supplying gaseous reagent located in the lower part of the reactor, a hollow conical surface mounted below the nozzle for outputting reaction products, facing the bottom of the reactor with an open base, a cyclone ejector with a tangential nozzle mounted under a conical surface, with a nozzle directed to the bottom of the reactor and a coaxial pipe located inside the ejector with one of the nozzles for introducing a liquid reagent, the upper end of the pipe being connected to the volume of the hollow conical surface and its lower end located at the nozzle exit above the distribution device gaseous reagent (SU 1648544, B01J 19/00, B01D 53/18, 1991). This reactor design is characterized by an uneven distribution of gas in the liquid volume due to the separate input of reagents and design features of the gas distribution device.

Наиболее близкими по технической сущности к вариантам предложенного реактора являются варианты известного газожидкостного реактора (RLJ 2256495, B01J 10/00, 2005).The closest in technical essence to the variants of the proposed reactor are variants of the known gas-liquid reactor (RLJ 2256495, B01J 10/00, 2005).

Согласно одному из вариантов известен газожидкостный реактор, содержащий вертикальный корпус с патрубками ввода реагентов и вывода продуктов реакции и размещенный в нижней части корпуса смеситель, включающий коаксиальную трубу и вихревую камеру, имеющую тангенциальный входной патрубок, соединенный с патрубком ввода первого реагента, и осевой выходной патрубок, направленный в сторону днища реактора, причем коаксиальная труба введена в цилиндрический корпус вихревой камеры, и верхний конец коаксиальной трубы соединен с патрубком ввода второго реагента.According to one embodiment, a gas-liquid reactor is known, comprising a vertical casing with reactant inlet and reaction product outlets and a mixer located in the lower part of the casing, including a coaxial pipe and a vortex chamber having a tangential inlet connected to the first reactant inlet and an axial outlet directed toward the bottom of the reactor, the coaxial pipe being inserted into the cylindrical body of the vortex chamber, and the upper end of the coaxial pipe being connected to the inlet pipe second reactant.

Согласно другому варианту известен газожидкостный реактор, содержащий вертикальный корпус с патрубками ввода реагентов и вывода продуктов реакции и размещенный в нижней части корпуса смеситель, включающий, по крайней мере, две последовательно соединенные соосные вихревые камеры, имеющие тангенциальные входные патрубки, соединенные с патрубками ввода реагентов, и осевые выходные патрубки, направленные в сторону днища реактора, причем осевой выходной патрубок каждой предшествующей камеры введен в цилиндрический корпус последующей камеры.According to another embodiment, a gas-liquid reactor is known, comprising a vertical housing with nozzles for introducing reagents and outputting reaction products and a mixer located in the lower part of the housing, comprising at least two coaxial vortex chambers connected in series having tangential inlet nozzles connected to the reactant inlets, and axial outlet pipes directed towards the bottom of the reactor, and the axial outlet pipe of each previous chamber is introduced into the cylindrical body of the subsequent chamber EASURES.

Известный газожидкостный реактор в обоих вариантах обеспечивает определенную степень диспергирования реагентов при их смешении благодаря движению реагентов в смесителе в виде многослойного потока с концентрическими вращающимися слоями относительно небольшой толщины и последующему выходу потока в объем реактора. Такой характер движения потока обеспечивает невысокую степень взаимного диспергирования слоев при их движении в смесителе и, вместе с тем, их значительное взаимное диспергирование при выходе этого потока в объем реактора.The known gas-liquid reactor in both versions provides a certain degree of dispersion of the reactants when they are mixed due to the movement of the reactants in the mixer in the form of a multilayer stream with concentric rotating layers of relatively small thickness and the subsequent exit of the stream into the reactor volume. This nature of the flow movement provides a low degree of mutual dispersion of the layers during their movement in the mixer and, at the same time, their significant mutual dispersion when this stream enters the reactor volume.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение условий тепло- и массопередачи при взаимодействии реагентов.The problem to which the invention is directed, is to improve the conditions of heat and mass transfer during the interaction of reagents.

Для решения этой задачи предложены два варианта конструкции газожидкостного реактора.To solve this problem, two design options for a gas-liquid reactor are proposed.

В первом варианте предложен газожидкостный реактор, содержащий вертикальный корпус с патрубками ввода реагентов и вывода продуктов реакции и размещенный в нижней части корпуса смеситель, включающий коаксиальную трубу и вихревую камеру, имеющую тангенциальный входной патрубок, соединенный с патрубком ввода первого реагента, и осевой выходной патрубок, направленный в сторону днища реактора, причем коаксиальная труба введена в цилиндрический корпус вихревой камеры, верхний конец коаксиальной трубы соединен с патрубком ввода второго реагента, отличающийся тем, что осевой выходной патрубок смесителя снабжен диффузором, и ось тангенциального входного патрубка наклонена к горизонту в сторону выходного отверстия патрубка. В зависимости от количества потоков взаимодействующих реагентов смеситель может также содержать, по крайней мере, одну дополнительную вихревую камеру, соосную первой и последовательно с ней соединенную, имеющую тангенциальный входной патрубок и осевой выходной патрубок, причем осевой выходной патрубок каждой предшествующей камеры введен в цилиндрический корпус последующей камеры. Ось тангенциального входного патрубка, по крайней мере, одной дополнительной камеры может быть так же, как и в основной камере, наклонена к горизонту в сторону выходного отверстия патрубка.In the first embodiment, a gas-liquid reactor is proposed, comprising a vertical housing with nozzles for introducing reagents and outputting reaction products and a mixer located in the lower part of the housing, including a coaxial pipe and a vortex chamber having a tangential inlet pipe connected to the pipe input of the first reagent, and an axial outlet pipe, directed towards the bottom of the reactor, with the coaxial pipe inserted into the cylindrical body of the vortex chamber, the upper end of the coaxial pipe connected to the inlet of the second re Gent, characterized in that the axial output of the mixer a diffuser pipe and the axis of the tangential inlet is inclined to the horizontal in the direction of the outlet nozzle. Depending on the number of streams of interacting reagents, the mixer may also contain at least one additional vortex chamber, coaxial with the first and connected in series with it, having a tangential inlet pipe and an axial outlet pipe, and the axial outlet pipe of each previous chamber is introduced into the cylindrical housing of the subsequent cameras. The axis of the tangential inlet pipe of at least one additional chamber can be inclined to the horizon towards the outlet of the pipe as in the main camera.

Во втором варианте предложен газожидкостный реактор, содержащий вертикальный корпус с патрубками ввода реагентов и вывода продуктов реакции и размещенный в нижней части корпуса смеситель, включающий, по крайней мере, две последовательно соединенные соосные вихревые камеры, имеющие тангенциальные входные патрубки, соединенные с патрубками ввода реагентов, и осевые выходные патрубки, направленные в сторону днища реактора, причем осевой выходной патрубок каждой предшествующей камеры введен в цилиндрический корпус последующей камеры, отличающийся тем, что осевой выходной патрубок смесителя снабжен диффузором, и ось, по крайней мере, одного тангенциального входного патрубка наклонена к горизонту в сторону выходного отверстия патрубка.In the second embodiment, a gas-liquid reactor is proposed, comprising a vertical housing with nozzles for introducing reagents and outputting reaction products and a mixer located in the lower part of the housing, which includes at least two series-connected coaxial vortex chambers having tangential inlet nozzles connected to the reactant inlets, and axial outlet pipes directed toward the bottom of the reactor, the axial outlet pipe of each previous chamber being introduced into the cylindrical body of the subsequent chamber, o Leach in that the axial output of the mixer a diffuser pipe, and an axis, at least one tangential inlet is inclined to the horizontal in the direction of the outlet nozzle.

Направление наклона осей тангенциальных входных патрубков к горизонту определяется в отношении патрубков ввода реагентов, с которыми эти тангенциальные входные патрубки соединены.The direction of inclination of the axes of the tangential inlet nozzles to the horizontal is determined in relation to the reagent inlet nozzles with which these tangential inlet nozzles are connected.

Техническим результатом, который может быть получен при использовании изобретения, является увеличение интенсивности диспергирования взаимодействующих фаз и равномерности распределения реагентов в образованном двухфазном потоке. Этот результат достигается благодаря сочетанию спирального вращательного движения потоков в вихревых камерах, обусловленного наклонным расположением тангенциальных входных патрубков, и быстрого их расширения на выходе из смесителя благодаря действию диффузора.The technical result that can be obtained using the invention is to increase the intensity of dispersion of the interacting phases and the uniform distribution of the reactants in the formed two-phase stream. This result is achieved due to the combination of the spiral rotational motion of the flows in the vortex chambers, due to the inclined arrangement of the tangential inlet pipes, and their rapid expansion at the outlet of the mixer due to the action of the diffuser.

В обоих вариантах для улучшения качества диспергирования реагентов предпочтительно располагать тангенциальные входные патрубки камер таким образом, чтобы направление вращения потоков во всех камерах было одинаковым. Нижний конец коаксиальной трубы (по первому варианту) и осевые выходные патрубки вихревых камер (по обоим вариантам) предпочтительно вводить в цилиндрический корпус последующей камеры таким образом, чтобы срез трубы (патрубка) был расположен по ходу движения реагентов после входного отверстия тангенциального входного патрубка и не достигал среза осевого выходного патрубка последующей камеры. Предпочтительно также, чтобы смеситель содержал вихревые камеры с последовательно увеличивающимся по ходу движения реагентов диаметром. Для защиты корпуса или футеровки реактора от коррозионно-эрозионного воздействия факела газожидкостной смеси, выходящего из смесителя, нижняя часть реактора может содержать экран, размещенный вблизи днища реактора напротив выходного патрубка смесителя, а также, при необходимости, дополнительный экран, размещенный концентрично стенке корпуса реактора в зоне расположения смесителя.In both cases, to improve the dispersion quality of the reagents, it is preferable to arrange the tangential inlet chambers of the chambers so that the direction of rotation of the flows in all chambers is the same. The lower end of the coaxial pipe (according to the first embodiment) and the axial outlet nozzles of the vortex chambers (according to both options) are preferably introduced into the cylindrical body of the subsequent chamber so that the pipe section (nozzle) is located along the reagents after the inlet of the tangential inlet pipe and not reached a cut of the axial outlet pipe of the subsequent chamber. It is also preferable that the mixer contains vortex chambers with successively increasing diameter along the movement of the reactants. To protect the reactor vessel or lining from the corrosive and erosive effect of the gas-liquid mixture torch exiting the mixer, the lower part of the reactor may contain a screen located near the reactor bottom opposite the mixer outlet pipe, and, if necessary, an additional screen placed concentrically to the wall of the reactor vessel in the location of the mixer.

При использовании предложенного газожидкостного реактора в качестве реактора синтеза карбамида смеситель в первом варианте может содержать одну или две вихревые камеры, а во втором варианте - две или три вихревые камеры.When using the proposed gas-liquid reactor as a urea synthesis reactor, the mixer in the first embodiment may contain one or two vortex chambers, and in the second embodiment, two or three vortex chambers.

Сущность вариантов изобретения иллюстрируется приложенными фиг.1-4, на которых изображена в продольном разрезе нижняя часть газожидкостного реактора, являющегося конкретным воплощением предложенной конструкции - на фиг.1-3 по первому варианту, на фиг.4 по второму варианту.The essence of the variants of the invention is illustrated by the attached figures 1-4, which depict in longitudinal section the lower part of the gas-liquid reactor, which is a specific embodiment of the proposed design - Fig.1-3 according to the first embodiment, Fig.4 according to the second embodiment.

В соответствии с фиг.1 газожидкостный реактор включает вертикальный корпус 1 и размещенный в нижней части корпуса смеситель, состоящий из вихревой камеры 2 и коаксиальной трубы 3, соединенной с патрубком ввода газообразного реагента 4. Вихревая камера содержит тангенциальный входной патрубок 5, который соединен с патрубком ввода жидкого реагента 6 и наклонен к горизонту по отношению к патрубку 6 в сторону выходного отверстия, предпочтительно под углом 15-20°, и осевой выходной патрубок 7, обращенный в сторону днища реактора и снабженный диффузором 8. Нижний конец коаксиальной трубы 3 расположен по ходу движения реагентов после входного отверстия тангенциального входного патрубка 5 и не достигает среза осевого выходного патрубка 7.In accordance with figure 1, the gas-liquid reactor includes a vertical housing 1 and a mixer located in the lower part of the housing, consisting of a vortex chamber 2 and a coaxial pipe 3 connected to the inlet of the gaseous reactant 4. The vortex chamber contains a tangential inlet pipe 5, which is connected to the pipe the inlet of the liquid reagent 6 and is inclined towards the horizon with respect to the nozzle 6 towards the outlet, preferably at an angle of 15-20 °, and the axial outlet nozzle 7, facing the bottom of the reactor and provided with diffusion rum 8. The lower end of the coaxial pipe 3 located downstream movement after the reactants inlet tangential inlet 5 and does not reach the slice axial outlet 7.

Газожидкостный реактор, изображенный на фиг.2, отличается от реактора, изображенного на фиг.1, тем, что под диффузором 8 вблизи днища аппарата расположен защитный экран 9. На цилиндрическом участке нижней части аппарата в зоне расположения смесителя концентрично стенке корпуса реактора расположен защитный экран 10.The gas-liquid reactor shown in FIG. 2 differs from the reactor shown in FIG. 1 in that under the diffuser 8 near the bottom of the apparatus there is a protective screen 9. On the cylindrical section of the lower part of the apparatus in the zone where the mixer is located concentric to the wall of the reactor vessel 10.

При работе реакторов, изображенных на фиг.1 и 2, жидкий реагент из патрубка 6 через тангенциальный входной патрубок 5 поступает в вихревую камеру 2, где благодаря наклону патрубка 5 приобретает интенсивное закрученное движение по нисходящей спирали. Из патрубка 4 и коаксиальной трубы 3 в вихревую камеру 2 поступает газообразный реагент. В результате спирального закрученного движения потока жидкого реагента в вихревой камере 2 формируется структурированный вращающийся поток, в котором за счет центробежных сил реагенты распределяются по плотности: через осевую зону выходного патрубка 7 движется газообразный реагент, через периферийную зону - жидкий реагент. При выходе из патрубка 7 в диффузор 8 в результате потери гидродинамической устойчивости закрученного потока происходит интенсивное турбулентное диспергирование газообразного реагента и смешение фаз. За счет размещения смесителя вблизи днища происходит дополнительное диспергирование потока. Пузырьки газа, образовавшиеся при распаде закрученной струи, разлетаются под разными углами, равномерно заполняя сечение реактора, включая области, непосредственно прилегающие к днищу. В поперечном сечении реактора, начиная от самого дна, формируется однородный восходящий газожидкостный поток с мелкодисперсной пузырьковой структурой. При этом исключается образование периферийных застойных зон, не заполненных диспергированным газом, и не диспергированных газовых струй.During operation of the reactors shown in figures 1 and 2, the liquid reagent from the pipe 6 through the tangential inlet pipe 5 enters the vortex chamber 2, where due to the inclination of the pipe 5 acquires an intense swirling movement in a downward spiral. From the pipe 4 and the coaxial pipe 3, a gaseous reactant enters the vortex chamber 2. As a result of the spiral swirling movement of the liquid reagent stream, a structured rotating stream is formed in the vortex chamber 2, in which, due to centrifugal forces, the reagents are distributed by density: a gaseous reagent moves through the axial zone of the outlet pipe 7, and a liquid reagent moves through the peripheral zone. When leaving the nozzle 7 into the diffuser 8 as a result of the loss of hydrodynamic stability of the swirling flow, intense turbulent dispersion of the gaseous reactant and phase mixing occurs. By placing the mixer near the bottom, an additional dispersion of the flow occurs. Gas bubbles formed during the decay of a swirling jet fly apart at different angles, uniformly filling the cross section of the reactor, including areas directly adjacent to the bottom. In the cross section of the reactor, starting from the bottom itself, a uniform upward gas-liquid flow with a finely divided bubble structure is formed. This eliminates the formation of peripheral stagnant zones, not filled with dispersed gas, and not dispersed gas jets.

В реакторе, изображенном на фиг.2, защитный экран 9, расположенный под выходным соплом вихревого смесителя вблизи днища аппарата, и защитный экран цилиндрической формы 10, расположенный на цилиндрическом участке нижней части аппарата, препятствуют контакту газожидкостного потока, выходящего из смесителя, с материалом днища и стенок, защищая их тем самым от износа, который может иметь место в случае, когда газожидкостный поток обладает значительной коррозионной активностью.In the reactor shown in figure 2, a protective screen 9 located under the outlet nozzle of the vortex mixer near the bottom of the apparatus, and a protective screen of a cylindrical shape 10 located on the cylindrical section of the lower part of the apparatus, prevent the gas-liquid stream leaving the mixer from contacting the material of the bottom and walls, thereby protecting them from wear and tear, which can occur in the case when the gas-liquid flow has significant corrosion activity.

Газожидкостный реактор, изображенный на фиг.3, так же, как и реактор, изображенный на фиг.2, содержит вертикальный корпус 1, вихревую камеру 2 с коаксиальной трубой 3, соединенной с патрубком ввода газообразного реагента 4, тангенциальным входным патрубком 5, который соединен с патрубком ввода первого жидкого реагента 6 и наклонен к горизонту по отношению к патрубку 6 в сторону выходного отверстия, предпочтительно под углом 15-20°, и осевым выходным патрубком 7, а также защитные экраны 9 и 10. Данный реактор отличается от реактора, изображенного на фиг.2, тем, что он дополнительно к вихревой камере 2 содержит вторую вихревую камеру 11, расположенную последовательно с вихревой камерой 2 ниже последней. Диаметр вихревой камеры 11 больше диаметра вихревой камеры 2. Вихревая камера 11 содержит тангенциальный входной патрубок 12, который соединен с патрубком ввода второго жидкого реагента 13 и наклонен к горизонту по отношению к патрубку 13 в сторону выходного отверстия, предпочтительно под углом 15-20°, и осевой выходной патрубок 14, обращенный в сторону днища реактора и снабженный диффузором 15. Тангенциальные входные патрубки 5 и 12 расположены таким образом, чтобы направление вращения потоков в обеих камерах было одинаковым. Нижний конец коаксиальной трубы 3 расположен по ходу движения реагентов после входного отверстия тангенциального входного патрубка 5 и не достигает среза осевого выходного патрубка 7. Нижний конец осевого выходного патрубка 7 расположен по ходу движения реагентов после входного отверстия тангенциального входного патрубка 12 и не достигает среза осевого выходного патрубка 14. Реактор работает аналогично реакторам, изображенным на фиг.1 и 2, с тем отличием, что к структурированному вращающемуся потоку, сформированному в верхней вихревой камере 2, в нижней вихревой камере 11 присоединяется наружный слой второго жидкого реагента, вращающийся однонаправлено с потоком первого жидкого реагента.The gas-liquid reactor shown in Fig. 3, like the reactor shown in Fig. 2, contains a vertical casing 1, a vortex chamber 2 with a coaxial pipe 3 connected to the inlet of the gaseous reactant 4, and a tangential inlet 5 which is connected with the inlet pipe of the first liquid reagent 6 and is inclined towards the horizon with respect to the pipe 6 towards the outlet, preferably at an angle of 15-20 °, and the axial outlet pipe 7, as well as the shields 9 and 10. This reactor is different from the reactor shown on fi d.2, in that it additionally to the vortex chamber 2 contains a second vortex chamber 11 located in series with the vortex chamber 2 below the latter. The diameter of the vortex chamber 11 is larger than the diameter of the vortex chamber 2. The vortex chamber 11 contains a tangential inlet pipe 12, which is connected to the inlet pipe of the second liquid reagent 13 and is inclined to the horizontal with respect to the pipe 13 in the direction of the outlet, preferably at an angle of 15-20 °, and an axial outlet pipe 14, facing the bottom of the reactor and provided with a diffuser 15. The tangential inlet pipes 5 and 12 are located so that the direction of rotation of the flows in both chambers is the same. The lower end of the coaxial pipe 3 is located along the reagents after the inlet of the tangential inlet pipe 5 and does not reach the cut of the axial outlet pipe 7. The lower end of the axial output pipe 7 is located in the direction of the reagents after the inlet of the tangential inlet pipe 12 and does not reach the cut of the axial output nozzle 14. The reactor operates similarly to the reactors shown in figures 1 and 2, with the difference that to a structured rotating stream formed in the upper vortex chamber D 2, in the lower vortex chamber 11 is attached an outer layer of a second liquid reagent, unidirectionally rotating with the flow of the first liquid reagent.

Газожидкостный реактор, изображенный на фиг.4, так же, как и реактор, изображенный на фиг.3, содержит вертикальный корпус 1, вихревую камеру 2, патрубок ввода газообразного реагента 4, тангенциальный входной патрубок 5, соединяющий вихревую камеру 2 и патрубок ввода первого жидкого реагента 6, причем патрубок 5 наклонен к горизонту по отношению к патрубку 6 в сторону выходного отверстия, предпочтительно под углом 15-20°, осевой выходной патрубок 7 вихревой камеры 2, защитные экраны 9 и 10, вторую вихревую камеру 11, расположенную последовательно с вихревой камерой 2 ниже последней и содержащую тангенциальный входной патрубок 12, который соединен с патрубком ввода второго жидкого реагента 13 и наклонен к горизонту по отношению к патрубку 13 в сторону выходного отверстия, предпочтительно под углом 15-20°, и осевой выходной патрубок 14, обращенный в сторону днища реактора и снабженный диффузором 15. Данный реактор отличается от реактора, изображенного на фиг.3, тем, что он вместо коаксиальной трубы 3 содержит третью вихревую камеру 16, расположенную последовательно с вихревой камерой 2 выше последней. Диаметр вихревой камеры 2 больше диаметра вихревой камеры 16, а диаметр вихревой камеры 11 больше диаметра вихревой камеры 2. Вихревая камера 16 содержит тангенциальный входной патрубок 17, который соединен с патрубком ввода газообразного реагента 4 и наклонен к горизонту по отношению к патрубку 4 в сторону выходного отверстия, предпочтительно под углом 15-20°, и осевой выходной патрубок 18, обращенный в сторону днища реактора. Нижние концы осевых выходных патрубков 18 и 7 расположены по ходу движения реагентов после входных отверстий тангенциальных входных патрубков 5 и 12 и не достигают срезов осевых выходных патрубков 7 и 14 (соответственно). Реактор работает аналогично реактору, изображенному на фиг.3, с тем отличием, что структурированный вращающийся поток формируется в вихревых камерах 16, 2 и 11 в результате однонаправленного вращения как двух жидких реагентов, так и газообразного.The gas-liquid reactor depicted in Fig. 4, like the reactor depicted in Fig. 3, contains a vertical casing 1, a vortex chamber 2, an inlet port for gaseous reagent 4, a tangential inlet pipe 5 connecting the vortex chamber 2 and the inlet first liquid reagent 6, and the nozzle 5 is inclined towards the horizon with respect to the nozzle 6 towards the outlet, preferably at an angle of 15-20 °, the axial outlet nozzle 7 of the vortex chamber 2, the protective screens 9 and 10, the second vortex chamber 11 located in series with whirlwind howling chamber 2 below the latter and containing a tangential inlet pipe 12, which is connected to the inlet pipe of the second liquid reagent 13 and is inclined to the horizontal relative to the pipe 13 towards the outlet, preferably at an angle of 15-20 °, and an axial outlet pipe 14, facing towards the bottom of the reactor and equipped with a diffuser 15. This reactor differs from the reactor shown in FIG. 3 in that instead of the coaxial tube 3 it contains a third vortex chamber 16 located in series with the vortex chamber 2 above the last th. The diameter of the vortex chamber 2 is larger than the diameter of the vortex chamber 16, and the diameter of the vortex chamber 11 is larger than the diameter of the vortex chamber 2. The vortex chamber 16 contains a tangential inlet pipe 17, which is connected to the input pipe of the gaseous reactant 4 and is inclined to the horizon relative to the pipe 4 in the direction of the output holes, preferably at an angle of 15-20 °, and an axial outlet pipe 18, facing the bottom of the reactor. The lower ends of the axial outlet pipes 18 and 7 are located in the direction of movement of the reagents after the inlet holes of the tangential inlet pipes 5 and 12 and do not reach the sections of the axial outlet pipes 7 and 14 (respectively). The reactor operates similarly to the reactor shown in FIG. 3, with the difference that a structured rotating flow is formed in the vortex chambers 16, 2 and 11 as a result of unidirectional rotation of both two liquid reactants and gaseous.

Claims

1. A gas-liquid reactor containing a vertical housing with nozzles for introducing reagents and outputting reaction products and a mixer located in the lower part of the housing, including a coaxial pipe and a vortex chamber having a tangential inlet pipe connected to the inlet pipe of the first reagent, and an axial outlet pipe directed to side of the bottom of the reactor, with the coaxial tube inserted into the cylindrical body of the vortex chamber, the upper end of the coaxial tube connected to the inlet of the second reagent, characterized in of the axial output of the mixer a diffuser pipe and the axis of the tangential inlet is inclined to the horizontal in the direction of the outlet nozzle.

2. The gas-liquid reactor according to claim 1, characterized in that the lower end of the coaxial tube is located along the direction of the reagents after the inlet of the tangential inlet pipe and does not reach the cut of the axial outlet pipe.

3. The gas-liquid reactor according to claim 1, characterized in that the mixer contains at least one additional vortex chamber, coaxial with the first and connected in series with it, having a tangential inlet pipe and an axial outlet pipe, and the axial outlet pipe of each previous chamber is introduced into the cylindrical body of the subsequent chamber.

4. A gas-liquid reactor according to claim 3, characterized in that the axis of the tangential inlet pipe of at least one additional chamber is inclined to the horizontal towards the outlet of the pipe.

5. The gas-liquid reactor according to claim 3, characterized in that the tangential inlet chambers of the chambers are located so that the direction of rotation of the flows in all chambers is the same, and the axial outlet pipe of each previous chamber is introduced into the cylindrical body of the subsequent chamber so that its cut located along the reagents after the inlet of the tangential inlet pipe and does not reach the slice of the axial outlet pipe of the subsequent chamber.

6. The gas-liquid reactor according to claim 3, characterized in that the mixer comprises vortex chambers with a diameter that increases consecutively along the movement of the reactants.

7. The gas-liquid reactor according to claim 1, characterized in that the lower part of the reactor contains a screen located near the bottom of the reactor opposite the outlet of the mixer.

8. The gas-liquid reactor according to claim 7, characterized in that it contains an additional screen placed concentrically to the wall of the reactor vessel in the zone where the mixer is located.

9. A gas-liquid reactor containing a vertical housing with nozzles for introducing reagents and outputting reaction products and a mixer located in the lower part of the housing, which includes at least two series-connected coaxial vortex chambers having tangential inlet nozzles connected to the reactant inlet nozzles and axial outlet pipes directed towards the bottom of the reactor, the axial outlet pipe of each previous chamber being introduced into the cylindrical body of the subsequent chamber, characterized in that yhodnoy mixer a diffuser pipe, and an axis, at least one tangential inlet is inclined to the horizontal in the direction of the outlet nozzle.

10. The gas-liquid reactor according to claim 9, characterized in that the tangential inlet nozzles for introducing reagents into the chambers are arranged so that the direction of rotation of the tangential flows in all chambers is the same, and the axial outlet nozzle of each previous chamber is introduced into the cylindrical body of the subsequent chamber in this way that its slice is located along the direction of the reagents after the inlet of the tangential inlet pipe and does not reach the cut of the axial output pipe of the subsequent chamber.

11. The gas-liquid reactor according to claim 9, characterized in that the mixer contains vortex chambers with a diameter that increases consecutively along the movement of the reactants.

12. The gas-liquid reactor according to claim 9, characterized in that the lower part of the reactor contains a screen located near the bottom of the reactor opposite the outlet of the mixer.

13. The gas-liquid reactor according to item 12, characterized in that it contains an additional screen placed concentrically to the wall of the reactor vessel in the area of the mixer.