RU2531399C2 - Reactors for continuous processing and methods of their use - Google Patents

Reactors for continuous processing and methods of their use Download PDF

Info

Publication number
RU2531399C2
RU2531399C2 RU2011147918/05A RU2011147918A RU2531399C2 RU 2531399 C2 RU2531399 C2 RU 2531399C2 RU 2011147918/05 A RU2011147918/05 A RU 2011147918/05A RU 2011147918 A RU2011147918 A RU 2011147918A RU 2531399 C2 RU2531399 C2 RU 2531399C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fluid
tank
reservoir
reactor
processed
Prior art date
Application number
RU2011147918/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011147918A (en
Inventor
Рошан Дж.Дж. ДЖАЧУК
Суприя ДЖАЧУК
Original Assignee
Ар3 ФЬЮЖН, ИНК.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/467,439 external-priority patent/US8003059B2/en
Application filed by Ар3 ФЬЮЖН, ИНК. filed Critical Ар3 ФЬЮЖН, ИНК.
Priority claimed from PCT/US2010/035128 external-priority patent/WO2010135252A1/en
Publication of RU2011147918A publication Critical patent/RU2011147918A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2531399C2 publication Critical patent/RU2531399C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/22Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
    • B01D1/222In rotating vessels; vessels with movable parts
    • B01D1/223In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/12Molecular distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1887Stationary reactors having moving elements inside forming a thin film
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/2485Monolithic reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/2495Net-type reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0242Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
    • B01J8/0257Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical in a cylindrical annular shaped bed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0278Feeding reactive fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0285Heating or cooling the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00212Plates; Jackets; Cylinders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002Chemical plants
    • B01J2219/00027Process aspects
    • B01J2219/0004Processes in series
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094Jackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00096Plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/192Details relating to the geometry of the reactor polygonal
    • B01J2219/1921Details relating to the geometry of the reactor polygonal triangular
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/192Details relating to the geometry of the reactor polygonal
    • B01J2219/1923Details relating to the geometry of the reactor polygonal square or square-derived
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/192Details relating to the geometry of the reactor polygonal
    • B01J2219/1928Details relating to the geometry of the reactor polygonal hexagonal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to continuous processing reactors, the system containing such reactor, and the method of processing of fluid medium. The reactor contains the external tank with an internal surface, opposite to which the processed fluid medium can be located, internal tank, located inside the external tank and having an external surface, serving as a radiator surface for the processed fluid medium, and internal surface, designed so that to allow the heat exchange fluid medium to flow, in essence, above the uniform thin film, and the annular space formed between the external tank and the internal tank, to ensure the passing, along which the processed fluid medium can move, where the given annular space is designed so that to maintain a temperature difference between the external tank and internal tank, ensuring relatively high speed of movement of the fluid medium.
EFFECT: invention ensures uniform thin distribution of the processed fluid medium on the surface of processing, improvement of mixing of components, high speeds of transfer and high efficiency.
49 cl, 9 dwg, 6 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение касается обрабатывающих реакторов и, более конкретно, реакторов непрерывной обработки, которые могут придавать обрабатываемой текучей среде высокие скорости теплопереноса, массопереноса, скорости перемешивания и другие высокие скорости переноса.The present invention relates to processing reactors and, more specifically, continuous processing reactors, which can impart high heat transfer, mass transfer, mixing speeds and other high transfer speeds to the process fluid.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Общей проблемой в процессах химических реакций является, достижение требуемой гидродинамики в реакторе, чтобы эффективно получать желаемые продукты. Реагенты должны перемешиваться так, чтобы молекулы компонентов реакции вступали в контакт с другими компонентами в реакции, включая катализаторы. Присутствие газообразного реагента может дополнительно требовать увеличения площади поверхности на границе между газовыми и жидкими компонентами для увеличения эффективности реакции.A common problem in chemical reaction processes is achieving the required hydrodynamics in the reactor in order to efficiently produce the desired products. The reagents must be mixed so that the molecules of the components of the reaction come into contact with other components in the reaction, including catalysts. The presence of a gaseous reactant may additionally require an increase in the surface area at the interface between the gas and liquid components to increase the efficiency of the reaction.

Чтобы улучшить перемешивание и контакт между реакционными компонентами были разработаны тонкопленочные реакторы, включая, среди прочего, нанесение катализатора на внутреннюю поверхность (т.е. поверхность обработки) камеры обработки. Кроме того, для усиления адгезии катализатора к поверхности обработки камеры обработки золь-гель технологию или тонкослойное нанесение (washcoating) можно применять к поверхности обработки. Однако со временем покрытие имеет тенденцию страдать от истирания и неизбежно дезактивироваться.To improve mixing and contact between the reaction components, thin-film reactors have been developed, including, but not limited to, applying a catalyst to the inner surface (i.e., treatment surface) of the treatment chamber. In addition, to enhance the adhesion of the catalyst to the treatment surface of the treatment chamber, the sol-gel technology or thincoat (washcoating) can be applied to the treatment surface. However, over time, the coating tends to suffer from abrasion and inevitably deactivate.

Обращаясь к необходимости увеличения площади поверхности между компонентами, определенные тонкопленочные реакторы были разработаны, включая вращательный распределитель, который может использоваться для раздачи материала, такого как обрабатываемая текучая среда, на внутреннюю стенку. Однако, так как эти реакторы объединяют высокоинтенсивный теплообмен и короткое время пребывания обрабатываемых материалов, такая конструкция может заставлять материалы, когда материалы поступают в камеру обработки, быстро расширяться из-за внезапной разницы температур между камерой обработки и источником, вызывая неравномерное распыление материала на внутреннюю стенку камеры обработки.Addressing the need to increase the surface area between the components, certain thin-film reactors have been developed, including a rotary distributor, which can be used to distribute material, such as a process fluid, to the inner wall. However, since these reactors combine high-intensity heat transfer and a short residence time of the processed materials, this design can cause the materials to expand rapidly when materials enter the treatment chamber due to the sudden temperature difference between the treatment chamber and the source, causing uneven spraying of the material on the inner wall processing cameras.

Другие тонкопленочные реакторы оборудованы одной или несколькими вращающимися щетками, которые могут применяться к внутренней стенке камеры обработки, распределяя обрабатываемые материалы на внутреннюю стенку (т.е. поверхность обработки). Однако прямой контакт щеток с поверхностью обработки может приводить к загрязнению материала, а также нежелательному износу щеток и внутренней стенки реактора. Кроме того, из-за необходимого расположения щеток получение равномерной тонкой пленки вдоль, по существу, всей длины внутренней стенки камеры обработки остается проблемой. В присутствии вязкой текучей среды накопление материала может происходить из-за неоднородного течения. Когда это происходит и накопленный материал контактирует с щетками, вращающаяся система может терять механическое равновесие и вращение может нарушаться.Other thin-film reactors are equipped with one or more rotating brushes that can be applied to the inner wall of the treatment chamber by distributing the materials to be processed onto the inner wall (i.e., the treatment surface). However, direct contact of the brushes with the treatment surface can lead to contamination of the material, as well as undesirable wear of the brushes and the inner wall of the reactor. In addition, due to the necessary arrangement of brushes, obtaining a uniform thin film along essentially the entire length of the inner wall of the processing chamber remains a problem. In the presence of a viscous fluid, material may accumulate due to non-uniform flow. When this happens and the accumulated material is in contact with the brushes, the rotating system may lose mechanical balance and rotation may be disturbed.

Тонкопленочные реакторы также оборудуют вращающимся диском, от которого обрабатываемая текучая среда распределяется на поверхность обработки камеры обработки. К сожалению, такие реакторы не приспособлены для обеспечения достаточно длительного времени пребывания и не подходят для высоких производительностей. Кроме того, современная конструкция тонкопленочных реакторов может быть такой, что эти тонкопленочные реакторы испытывают недостаток способности обеспечивать высокие скорости переноса, то есть относительно высокие скорости теплопереноса, массопереноса или смешивания, или их комбинацию, в связи с обрабатываемой текучей средой.Thin-film reactors are also equipped with a rotating disk, from which the processed fluid is distributed to the processing surface of the processing chamber. Unfortunately, such reactors are not adapted to provide a sufficiently long residence time and are not suitable for high capacities. In addition, the current design of thin-film reactors may be such that these thin-film reactors lack the ability to provide high transfer rates, i.e., relatively high rates of heat transfer, mass transfer or mixing, or a combination thereof, due to the fluid being treated.

Соответственно, существует необходимость в тонкопленочном реакторе с конструкцией, которая может обеспечить, по существу, равномерное тонкое распределение обрабатываемой текучей среды или материала на поверхности обработки, которая может усилить перемешивание и/или контакт между реакционными компонентами, которая может обеспечить достаточно длительное время пребывания, и которая может обеспечить относительно высокие скорости переноса, обеспечивая, в то же время, высокие производительности.Accordingly, there is a need for a thin-film reactor with a structure that can provide a substantially uniform fine distribution of the processed fluid or material on the treatment surface, which can enhance mixing and / or contact between the reaction components, which can provide a sufficiently long residence time, and which can provide relatively high transfer speeds, while ensuring high productivity.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения обеспечивается реактор для обработки текучей среды. Данный реактор включает в себя внешний резервуар, имеющий внутреннюю поверхность, напротив которой может находиться обрабатываемая текучая среда. Внутренняя поверхность внешнего резервуара, в одном варианте осуществления, может быть разработана так, чтобы позволять обрабатываемой текучей среде опускаться в, по существу, равномерную тонкую пленку, позволяя обрабатываемой текучей среде иметь относительно высокую скорость теплопереноса, массопереноса, перемешивания, другие скорости переноса или их комбинацию. Внутренняя поверхность внешнего резервуара также может быть обеспечена профилированным рисунком, чтобы создавать дополнительную площадь поверхности, над которой обрабатываемая текучая среда может течь, облегчая одно из обработки, переработки, разделения, увеличения времени пребывания или их комбинацию. Реактор также включает в себя внутренний резервуар, находящийся внутри внешнего резервуара и имеющий внешнюю поверхность, служащую в качестве поверхности теплообмена для обрабатываемой текучей среды. Внутренний резервуар, в одном варианте осуществления, включает в себя внутреннюю поверхность, напротив которой может течь теплообменная текучая среда. Теплообменная текучая среда, в общем, имеет температуру, которая может отличаться от температуры обрабатываемой текучей среды, вызывая разность температур между внешней поверхностью внутреннего резервуара и внутренней поверхностью внешнего резервуара. Реактор дополнительно включает в себя кольцевое пространство, заданное между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, для обеспечения прохода, вдоль которого может подаваться обрабатываемая текучая среда. Кольцевое пространство, в одном варианте осуществления, может быть разработано так, чтобы поддерживать разность температур между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, придавая обрабатываемой текучей среде относительно высокие скорости переноса. Кроме того, кольцевое пространство может содержать вторую текучую среду для взаимодействия с обрабатываемой текучей средой. В одном варианте осуществления вторая текучая среда может двигаться внутри кольцевого пространства в противотоке относительно течения обрабатываемой текучей среды. Слой насадочного материала также может быть обеспечен внутри кольцевого пространства, чтобы увеличить площадь поверхности, над которой может контактировать объем обрабатываемой текучей среды, для увеличения скоростей ее переноса, и чтобы обеспечить, по существу, равномерное распределение температуры по кольцевому пространству.According to one embodiment of the present invention, a fluid processing reactor is provided. This reactor includes an external reservoir having an inner surface, against which the process fluid may be located. The inner surface of the external reservoir, in one embodiment, can be designed to allow the process fluid to dip into a substantially uniform thin film, allowing the process fluid to have a relatively high rate of heat transfer, mass transfer, mixing, other transfer rates, or a combination thereof . The inner surface of the external reservoir may also be provided with a profiled pattern to create additional surface area over which the fluid to be treated can flow, facilitating one of the processing, processing, separation, extension of residence time, or a combination thereof. The reactor also includes an internal tank located inside the external tank and having an external surface serving as a heat exchange surface for the fluid being treated. The inner reservoir, in one embodiment, includes an inner surface, against which a heat exchange fluid may flow. The heat transfer fluid generally has a temperature that may differ from the temperature of the fluid being treated, causing a temperature difference between the outer surface of the inner reservoir and the inner surface of the outer reservoir. The reactor further includes an annular space defined between the external reservoir and the internal reservoir to provide a passage along which the process fluid may be supplied. The annular space, in one embodiment, can be designed to maintain a temperature difference between the external tank and the internal tank, giving the process fluid a relatively high transfer rate. In addition, the annular space may comprise a second fluid for interacting with the fluid being treated. In one embodiment, the second fluid may move countercurrently within the annulus relative to the flow of the fluid being treated. A layer of packed material can also be provided within the annular space to increase the surface area over which the volume of the fluid being treated can contact, to increase its transfer rates, and to ensure a substantially uniform temperature distribution over the annular space.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения обеспечивается способ обработки текучей среды. Данный способ включает в себя сначала введение обрабатываемой текучей среды во внешний резервуар и напротив его внутренней поверхности. На этой стадии, по существу, равномерное тонкопленочное течение обрабатываемой текучей среды может быть обеспечено напротив внутренней поверхности внешнего резервуара, усиливая способность текучей среды к обработке, переработке и/или разделению, а также позволяя обрабатываемой текучей среде иметь относительно высокую скорость теплопереноса, массопереноса, перемешивания или их комбинацию. В одном варианте осуществления обрабатываемая текучая среда может распределяться вращательным образом, образуя, по существу, тонкие капли или нитевидные элементы на внутренней поверхности внешнего резервуара. In another embodiment of the present invention, a method for processing a fluid is provided. This method includes first introducing the process fluid into the external reservoir and opposite its inner surface. At this stage, a substantially uniform thin-film flow of the fluid to be treated can be provided opposite the inner surface of the external reservoir, increasing the ability of the fluid to be processed, processed and / or separated, and also allowing the fluid to be processed to have a relatively high rate of heat transfer, mass transfer, mixing or a combination thereof. In one embodiment, the fluid to be treated may be rotationally distributed to form substantially thin droplets or filamentary elements on the inner surface of the external reservoir.

Данный способ также включает в себя обеспечение, внутри внешнего резервуара, внутреннего резервуара с теплообменной поверхностью с температурой, отличающейся от температуры обрабатываемой текучей среды. На этой стадии, теплообменная текучая среда, обеспеченная при температуре, отличающейся от температуры обрабатываемой текучей среды, может распределяться напротив внутренней поверхности внутреннего резервуара. Распределение теплообменной текучей среды может происходить вращательным образом, образуя, по существу, тонкие капли или нитевидные элементы на внутренней поверхности внутреннего резервуара. Данный способ дополнительно включает в себя поддержание разницы температур поперек прохода между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, придавая обрабатываемой текучей среде в нем относительно высокие скорости переноса. Стадия поддержания, в одном варианте осуществления, включает в себя обеспечение прохода с относительно коротким расстоянием между внешней поверхностью внутреннего резервуара и внутренней поверхностью внешнего резервуара. Кроме того, вторая текучая среда может направляться в данный проход и ей может быть позволено взаимодействовать с обрабатываемой текучей средой. В одном варианте осуществления, второй текучей среде может быть позволено двигаться в противотоке относительно течения обрабатываемой текучей среды. До желаемой степени, слой насадочного материала может быть размещен внутри данного прохода, чтобы увеличить площадь поверхности, над которой обрабатываемая текучая среда может контактировать, для увеличения скоростей переноса. В таком варианте осуществления объем обрабатываемой текучей среды может вводиться во внешний резервуар и в данный проход.This method also includes providing, inside the external tank, an internal tank with a heat exchange surface with a temperature different from the temperature of the processed fluid. At this stage, a heat transfer fluid provided at a temperature different from the temperature of the process fluid may be distributed opposite the inner surface of the inner tank. The distribution of the heat exchange fluid can occur in a rotational manner, forming essentially thin drops or filamentary elements on the inner surface of the inner tank. This method further includes maintaining a temperature difference across the passage between the external tank and the internal tank, giving the process fluid therein relatively high transfer rates. The maintenance step, in one embodiment, includes providing a passage with a relatively short distance between the outer surface of the inner reservoir and the inner surface of the outer reservoir. In addition, the second fluid may be directed into a given passage and may be allowed to interact with the fluid being treated. In one embodiment, the second fluid may be allowed to move countercurrently with respect to the flow of the fluid being treated. To the desired degree, a layer of packing material can be placed inside this passage to increase the surface area over which the fluid to be treated can come into contact to increase transfer rates. In such an embodiment, the volume of fluid to be treated can be introduced into the external reservoir and into this passage.

Реактор и способ обработки настоящего изобретения могут быть использованы для разных приложений, включая взаимодействия текучая среда-текучая среда или твердое-текучая среда-текучая среда в связи с органическими системами, дистилляцией и испарением, охлаждением перегретого пара, реакциями, инициируемыми ультрафиолетом и/или микроволнами, опреснением и удалением диоксида углерода, среди прочего.The reactor and processing method of the present invention can be used for various applications, including fluid-fluid or solid-fluid-fluid interactions in connection with organic systems, distillation and evaporation, cooling of superheated steam, reactions initiated by ultraviolet and / or microwaves desalination and removal of carbon dioxide, among other things.

Реакторы настоящего изобретения могут также располагаться последовательно, позволяя множество проходов обрабатываемой текучей среды через каждый из реакторов для увеличения скоростей переноса. Если желательно, каждый реактор в системе может быть разработан для другой функции. Реактор настоящего изобретения, альтернативно, может включать в себя третий резервуар внутри внутреннего резервуара, чтобы обеспечить другое кольцевое пространство между третьим резервуаром и внутренним резервуаром, позволяя множественные проходы обрабатываемой текучей среды через такой реактор. Добавочные резервуары могут быть дополнительно обеспечены, где каждый последовательно находится внутри предыдущего внутреннего резервуара, если это желательно.The reactors of the present invention can also be arranged in series, allowing multiple passes of the process fluid through each of the reactors to increase transfer rates. If desired, each reactor in the system can be designed for a different function. The reactor of the present invention, alternatively, may include a third reservoir inside the inner reservoir to provide another annular space between the third reservoir and the inner reservoir, allowing multiple passages of the process fluid through such a reactor. Additional tanks may be further provided, where each is sequentially inside the previous internal tank, if desired.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг. 1 изображает продольный вид в разрезе обрабатывающей системы, имеющей реактор непрерывного действия для обеспечения реакций текучая среда-текучая среда или твердое-текучая среда-текучая среда согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a processing system having a continuous reactor for providing a fluid-fluid or solid-fluid-fluid reaction according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 2 изображает продольный вид в разрезе другого реактора непрерывного действия для обеспечения реакций текучая среда-текучая среда или твердое-текучая среда-текучая среда согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 2 is a longitudinal sectional view of another continuous reactor for providing fluid-fluid or solid-fluid-fluid reactions according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 3 изображает продольный вид в разрезе еще одного реактора непрерывного действия для обеспечения реакций текучая среда-текучая среда или твердое-текучая среда-текучая среда согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 3 is a longitudinal sectional view of yet another continuous reactor for providing fluid-fluid or solid-fluid-fluid reactions according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 4 изображает продольный вид в разрезе другого реактора непрерывного действия для обеспечения реакций текучая среда-текучая среда или твердое-текучая среда-текучая среда согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 4 is a longitudinal sectional view of another continuous reactor for providing a fluid-fluid or solid-fluid-fluid reaction according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 5 изображает продольный вид в разрезе реактора непрерывного действия для выполнения процессов испарения и/или дистилляции согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a continuous reactor for performing evaporation and / or distillation processes according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 6 изображает продольный вид в разрезе реактора непрерывного действия для охлаждения перегретого пара согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a continuous reactor for cooling superheated steam according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 7 изображает продольный вид в разрезе реактора непрерывного действия для выполнения реакций, инициируемых УФ и/или микроволнами, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a continuous reactor for performing reactions initiated by UV and / or microwaves, according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 8 и 9 изображают дополнительные варианты осуществления реактора настоящего изобретения.FIG. 8 and 9 depict additional embodiments of the reactor of the present invention.

ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDESCRIPTION OF SPECIFIC EMBODIMENTS

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения обеспечивается обрабатывающая система, имеющая реактор для непрерывной обработки материалов. Данный реактор может обеспечивать обрабатываемые материалы достаточно длительным временем пребывания, чтобы увеличить перемешивание и/или контакт между реакционными компонентами, и может обеспечивать относительно высокие скорости переноса, в то же время обеспечивая высокую производительность.According to one embodiment of the present invention, there is provided a processing system having a reactor for continuous processing of materials. This reactor can provide the processed materials with a sufficiently long residence time to increase mixing and / or contact between the reaction components, and can provide relatively high transfer rates, while at the same time providing high productivity.

Реактор, в общем, включает в себя внешний резервуар, вмещающий материалы (например, текучие среды и/или твердые вещества), обрабатываемые или используемые в связи с ними, внутренний резервуар, находящийся внутри внешнего резервуара, служащий в качестве поверхности обмена энергии, и кольцевое пространство, заданное между внешним и внутренним резервуарами и вдоль которого разница температур может быть обеспечена, чтобы вызывать относительно высокие скорости переноса, в то же время обеспечивая высокие производительности в связи с обрабатываемыми материалами.The reactor generally includes an external tank containing materials (e.g., fluids and / or solids) processed or used in connection with them, an internal tank located inside the external tank, serving as an energy exchange surface, and an annular the space defined between the external and internal tanks and along which a temperature difference can be provided to cause relatively high transfer rates, while at the same time providing high productivity due to processing aemymi materials.

РеакторReactor

Обращаясь теперь к фиг.1, согласно одному варианту осуществления обрабатывающая система настоящего изобретения может быть оборудована реактором 10 для, среди прочего, непрерывной обработки. Как изображено, реактор 10 включает в себя внешний резервуар 11 для вмещения обрабатываемых текучих сред. Внешний резервуар 11, в одном варианте осуществления, включает в себя тело 12, внутри которого могут содержаться обрабатываемая текучая среда или текучие среды и, если желательно, любой материал, используемый в связи с этим. В одном варианте осуществления тело 12 может быть, по существу, цилиндрическим по форме и может включать в себя верхний конец 121 и нижний конец 122. Тело 12 может также включать в себя внутреннюю поверхность 123 (т.е. поверхность обработки) и противоположную внешнюю поверхность 124, распространяющиеся между верхним концом 121 и нижним концом 122 тела 12. Внутренняя поверхность 123, в одном варианте осуществления, может быть разработана так, чтобы обрабатываемая текучая среда могла находиться напротив нее или на ней. В одном варианте осуществления, обрабатываемая текучая среда может иметь возможность течь вниз вдоль длины внутренней поверхности 123 в направлении стрелок 125 в, по существу, равномерной тонкой пленке. По существу, равномерное течение текучей среды вдоль внутренней поверхности 123, в одном варианте осуществления, может облегчаться, например, силой тяжести. Путем позволения текучей среде течь, по существу, равномерно в виде тонкой пленки, текучая среда может хорошо подходить для обработки и/или разделения при относительно высоком уровне энергетической эффективности, в то же время придавая текучей среде относительно высокие скорости переноса (т.е. скорости теплопереноса, массопереноса и/или перемешивания). Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения тонкопленочное течение, обеспеченное на внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11, может иметь толщину в интервале от приблизительно 1,0 микрон до приблизительно 1,0 см. Однако следует понимать, что толщина меньше чем обеспеченный интервал и больше чем обеспеченный интервал также рассматривается в зависимости от конкретного приложения, так как реактор 10 настоящего изобретения не предполагается ограничивать таким образом.Turning now to FIG. 1, according to one embodiment, the processing system of the present invention may be equipped with a reactor 10 for, inter alia, continuous processing. As depicted, the reactor 10 includes an external reservoir 11 for receiving processed fluids. The external reservoir 11, in one embodiment, includes a body 12, within which the processed fluid or fluids may be contained and, if desired, any material used in connection with this. In one embodiment, the body 12 may be substantially cylindrical in shape and may include an upper end 121 and a lower end 122. The body 12 may also include an inner surface 123 (i.e., a machining surface) and an opposite outer surface 124 extending between the upper end 121 and the lower end 122 of the body 12. The inner surface 123, in one embodiment, can be designed so that the fluid being processed can be opposite or on it. In one embodiment, the fluid to be treated may be able to flow down along the length of the inner surface 123 in the direction of the arrows 125 in a substantially uniform thin film. The substantially uniform flow of fluid along the inner surface 123, in one embodiment, can be facilitated, for example, by gravity. By allowing the fluid to flow substantially uniformly in the form of a thin film, the fluid can be well suited for processing and / or separation at a relatively high level of energy efficiency, while at the same time giving the fluid relatively high transfer rates (i.e., velocities heat transfer, mass transfer and / or mixing). According to one embodiment of the present invention, the thin film flow provided on the inner surface 123 of the outer reservoir 11 may have a thickness in the range of about 1.0 microns to about 1.0 cm. However, it should be understood that the thickness is less than the provided interval and greater than the provided the range is also considered depending on the specific application, since the reactor 10 of the present invention is not intended to be limited in this way.

Так как внешний резервуар 11 может быть сконструирован так, чтобы придавать обрабатываемой текучей среде относительно высокие скорости переноса до степени, которая может быть желательна, чтобы дополнительно увеличить скорости теплопереноса, массопереноса, перемешивания и/или другие, относительно высокие скорости переноса, внутренняя поверхность 123 может быть профилированной, чтобы создавать добавочную площадь поверхности, над которой может течь обрабатываемая текучая среда. В частности, путем обеспечения добавочной площади поверхности, над которой может течь обрабатываемая текучая среда, время пребывания или период времени, в течение которого теплоперенос может происходить к текучей среде или от нее, может увеличиваться. Профилированный рисунок внутренней поверхности 123 может также помогать увеличивать поверхностное натяжение текучей среды, текущей вдоль внутренней поверхности 123, и может помогать поддерживать, по существу, тонкую и равномерную пленку жидкости вдоль внутренней поверхности 123. Пример профилированного рисунка для внутренней поверхности 123 включает в себя канавки. Канавки, в одном варианте осуществления, могут располагаться горизонтально, вертикально, в зигзагообразном рисунке или с любым другим дизайном. Хотя канавки могут быть обеспечены вдоль внутренней поверхности 123, могут быть обеспечены другие профилированные рисунки, например выемки, выпуклости, волнистые неровности, пока данные профилированные рисунки могут помогать увеличивать скорости переноса.Since the outer reservoir 11 can be designed to give the process fluid relatively high transfer rates to the extent that it is desirable to further increase the rates of heat transfer, mass transfer, mixing and / or other, relatively high transfer rates, the inner surface 123 can be profiled to create additional surface area over which the process fluid can flow. In particular, by providing an additional surface area over which the fluid to be treated can flow, the residence time or the period of time during which heat transfer can take place to or from the fluid can be increased. A profiled pattern of the inner surface 123 may also help increase the surface tension of the fluid flowing along the inner surface 123, and may help maintain a substantially thin and even film of fluid along the inner surface 123. An example of the profiled pattern for the inner surface 123 includes grooves. The grooves, in one embodiment, can be arranged horizontally, vertically, in a zigzag pattern, or with any other design. Although grooves can be provided along the inner surface 123, other shaped patterns can be provided, such as recesses, bulges, wavy irregularities, as long as these shaped patterns can help increase transfer rates.

В добавление или вместо обеспечения внутренней поверхности 123 тела 12 профилированным рисунком, внутренняя поверхность 123 может включать в себя покрытие, облегчающее обработку, переработку и/или разделение, в то же время обеспечивая текущую среду, текущую вдоль внутренней поверхности 123, относительно высокими скоростями переноса. В одном варианте осуществления данное покрытие может иметь любые химические, физические, электрические, магнитные или другие свойства, известные в технике.In addition to, or instead of providing the inner surface 123 of body 12 with a profiled pattern, the inner surface 123 may include a coating to facilitate processing, processing and / or separation, while at the same time providing a flowing medium flowing along the inner surface 123 with relatively high transfer rates. In one embodiment, the coating may have any chemical, physical, electrical, magnetic or other properties known in the art.

Следует понимать, что, хотя изображено цилиндрическим по форме, тело 12 внешнего резервуара 11 может быть обеспечено с любой формой или конфигурацией, например, треугольной, квадратной, шестиугольной, восьмиугольной или любой другой геометрической конфигурацией с любой желаемой длиной и диаметром в зависимости от приложения. Кроме того, тело 12 может быть сделано из любого твердого материала, включая металл, металлический сплав, пластик, стекло, кварц, керамику или любые другие твердые материалы, которые могут осуществлять теплоперенос, сохраняться при определенной температуре и/или осуществлять изменение температуры, как необходимо.It should be understood that although depicted is cylindrical in shape, the body 12 of the external reservoir 11 can be provided with any shape or configuration, for example, triangular, square, hexagonal, octagonal or any other geometric configuration with any desired length and diameter depending on the application. In addition, the body 12 can be made of any solid material, including metal, metal alloy, plastic, glass, quartz, ceramics or any other solid materials that can carry out heat transfer, remain at a certain temperature and / or carry out a temperature change, as necessary .

Обращаясь опять к фиг.1, внешний резервуар 12 реактора 10 может также включать в себя нижнюю часть 13, разработанную для сбора и удаления, среди прочего, текучих сред, которые были обработаны и которые прошли вдоль внутренней поверхности 123 тела 12. Кроме того, нижняя часть 13 также может быть разработана для ввода другой текучей среды или текучих сред во внешний резервуар 11 для использования в связи с обрабатываемой текучей средой. Нижняя часть 13, в одном варианте осуществления, может быть интегрированной с телом 12. Альтернативно, нижняя часть 13 может сменным образом прикрепляться к телу 12, обеспечивая, по существу, герметичное уплотнение с ним. Чтобы обеспечить, по существу, герметичное уплотнение, тело 12 и нижняя часть 13 могут быть обеспечены комплементарно входящими фланцами 131, которые могут скрепляться друг с другом путем использования винтов, гаек и болтов или любых других механизмов, известных в технике. Резиновое кольцо или другие подобные уплотнители также могут обеспечиваться между комплементарно входящими фланцами 131 для увеличения герметичного уплотнения. Конечно, другие конструкции могут применяться, иные чем использование фланцев 131, пока может быть обеспечено, по существу, герметичное уплотнение. Кроме того, в желаемой степени, нижняя часть 13 может шарнирно прикрепляться к телу 12.Referring again to FIG. 1, the outer reservoir 12 of the reactor 10 may also include a lower portion 13 designed to collect and remove, among other things, fluids that have been processed and that have passed along the inner surface 123 of body 12. In addition, the lower part 13 may also be designed to introduce another fluid or fluids into an external reservoir 11 for use in connection with a process fluid. The lower portion 13, in one embodiment, may be integrated with the body 12. Alternatively, the lower portion 13 may interchangeably attach to the body 12, providing a substantially tight seal thereto. In order to provide a substantially tight seal, the body 12 and the lower part 13 can be provided complementary to the inlet flanges 131, which can be fastened together using screws, nuts and bolts, or any other mechanisms known in the art. A rubber ring or other similar seals may also be provided between complementary inlet flanges 131 to increase the tight seal. Of course, other designs may be used, other than the use of flanges 131, while a substantially tight seal can be provided. In addition, to the desired extent, the lower part 13 can be pivotally attached to the body 12.

Чтобы позволить удаление обработанной текучей среды, собранной в нижней части 13, по меньшей мере, один выход 132 может быть расположен в некотором месте вдоль нижней части 13, так чтобы удаление собранной текучей среды можно было выполнять в достаточной степени. В одном варианте осуществления, текучая среда, удаляемая из нижней части 13, может собираться отстойнике (не показан), расположенном возле выхода 132, и с помощью любого другого средства, известного в данной области техники. Альтернативно, для ввода текучей среды во внешний резервуар 11 вход 133 может быть обеспечен в любом месте вдоль нижней части 13, через который может вводиться текучая среда. В определенных приложениях, чтобы минимизировать взаимодействие с другими текучими средами, которые могут вводиться в реактор 10 сквозь нижнюю часть 13, делитель 134 может быть расположен возле выхода 132, чтобы, по существу, предотвращать текучую среду, текущую вдоль внутренней поверхности 123 тела 12, от протекания за выход 132 и вниз в нижнюю часть 13, где другие текучие среды могут присутствовать.To allow removal of the treated fluid collected in the lower portion 13, at least one outlet 132 may be located at some location along the lower portion 13 so that the removal of the collected fluid can be sufficiently performed. In one embodiment, the fluid removed from the bottom 13 may be collected by a sump (not shown) located near the exit 132, and using any other means known in the art. Alternatively, to enter fluid into the external reservoir 11, an inlet 133 may be provided anywhere along the bottom 13 through which fluid may be introduced. In certain applications, in order to minimize interaction with other fluids that can be introduced into the reactor 10 through the lower portion 13, a divider 134 may be located near the outlet 132 to substantially prevent the fluid flowing along the inner surface 123 of the body 12 from flowing downstream 132 and down to lower portion 13, where other fluids may be present.

Как изображено, нижняя часть 13 может быть параболической по форме. Однако следует понимать, что нижняя часть 13 может быть конической, плоской или иметь любую другую геометрическую форму, которая может соответствовать геометрическому профилю нижнего конца 122 тела 12. Так как нижняя часть 13 может использоваться для вмещения одной или нескольких текучих сред, она может быть сделана из любого твердого материала, подобного материалу, из которого сделано тело 12, включая металл, металлический сплав, пластик, стекло, кварц, керамику или любые другие твердые материалы, которые могут поддерживаться при определенной температуре и/или позволяют изменение температуры, как необходимо.As depicted, the lower portion 13 may be parabolic in shape. However, it should be understood that the lower part 13 can be conical, flat or have any other geometric shape, which can correspond to the geometric profile of the lower end 122 of the body 12. Since the lower part 13 can be used to contain one or more fluids, it can be made of any solid material similar to the material of which the body 12 is made, including metal, metal alloy, plastic, glass, quartz, ceramics or any other solid materials that can be supported by a certain temperature and / or allow temperature change as necessary.

Внешний резервуар 11 реактора 10 может дополнительно включать в себя верхнюю часть 14 для удерживания обрабатываемых текучих сред внутри внешнего резервуара 11. Верхняя часть 14, подобно нижней части 13, может быть единым целым с телом 12. Альтернативно, верхняя часть 14 может съемным образом прикрепляться к телу 12, обеспечивая, по существу, герметичное уплотнение с ним. Чтобы обеспечить, по существу, герметичное уплотнение, тело 12 и верхняя часть 14 могут быть обеспечены комплементарно входящими фланцами 141, которые могут скрепляться друг с другом путем использования винтов, гаек и болтов, или любых других механизмов, известных в технике. Резиновое кольцо или другие подобные уплотнители также могут обеспечиваться между комплементарно входящими фланцами 141 для увеличения герметичного уплотнения. Конечно, другие конструкции могут применяться, иные чем использование фланцев 141, пока может быть обеспечено, по существу, герметичное уплотнение. Кроме того, в желаемой степени, верхняя часть 14 может шарнирно прикрепляться к телу 12.The outer reservoir 11 of the reactor 10 may further include an upper portion 14 for holding processable fluids within the outer reservoir 11. The upper portion 14, like the lower portion 13, may be integral with the body 12. Alternatively, the upper portion 14 may be removably attached to body 12, providing a substantially tight seal with it. In order to provide a substantially tight seal, the body 12 and the upper part 14 may be provided with complementary incoming flanges 141, which can be fastened to each other by using screws, nuts and bolts, or any other mechanisms known in the art. A rubber ring or other similar seals may also be provided between complementary inlet flanges 141 to increase the tight seal. Of course, other designs may be used, other than the use of flanges 141, while a substantially tight seal can be provided. In addition, to the desired extent, the upper part 14 can be pivotally attached to the body 12.

В одном варианте осуществления верхняя часть 14 может быть оборудована, по меньшей мере, одним выхлопом 142, обеспечивающим удаление любой текучей среды, включая жидкость и газ, которые могут применяться в связи с обработкой текучей среды, текущей вдоль внутренней поверхности 123 тела 12. Выхлоп 142 также может использоваться для выпуска любого газа, который может использоваться при увеличении давления внешнего резервуара 11 во время обработки текущей среды вдоль внутренней поверхности 123. Как изображено, верхняя часть 14 может быть параболической по форме. Однако следует понимать, что верхняя часть 14 может быть конической, плоской или иметь любую другую геометрическую форму, которая может соответствовать геометрическому профилю верхнего конца 121 тела 12. Кроме того, так как верхняя часть 14 может иметь необходимость выдерживать высокое давление, может быть желательно делать верхнюю часть 14 из любого твердого материала, подобного материалу, из которого сделано тело 12, включая металл, металлический сплав, пластик, стекло, кварц, керамику или любые другие твердые материалы, которые могут поддерживаться при определенной температуре и/или позволяют изменение температуры, как необходимо.In one embodiment, the upper part 14 may be equipped with at least one exhaust 142, providing removal of any fluid, including liquid and gas, which can be used in connection with the processing of the fluid flowing along the inner surface 123 of the body 12. Exhaust 142 can also be used to release any gas that can be used by increasing the pressure of the external reservoir 11 during processing of the flow medium along the inner surface 123. As shown, the upper part 14 may be parabolic th form. However, it should be understood that the upper part 14 may be conical, flat or have any other geometric shape, which may correspond to the geometric profile of the upper end 121 of the body 12. In addition, since the upper part 14 may have to withstand high pressure, it may be desirable to do top 14 of any solid material similar to the material of which body 12 is made, including metal, metal alloy, plastic, glass, quartz, ceramics, or any other solid materials that can support vatsya at a certain temperature and / or allow a change of temperature as needed.

Следует заметить, что, хотя называются выхлопом, входом или выходом, эти отверстия или апертуры могут использоваться для ввода или удаления текучей среды из внешнего резервуара 11.It should be noted that, although referred to as exhaust, inlet or outlet, these openings or apertures can be used to introduce or remove fluid from the external reservoir 11.

Обращаясь опять к фиг.1, в добавление к внешнему резервуару 11 реактор 10 может дополнительно включать в себя внутренний резервуар 15, находящийся внутри внешнего резервуара и сконструированный так, чтобы обеспечивать поверхность теплообмена для текучей среды, текущей вдоль внутренней поверхности 123 (т.е. поверхности обработки) внешнего резервуара 11. Внутренний резервуар 15, в одном варианте осуществления, может быть, по существу, цилиндрическим по форме и может концентрически располагаться внутри внешнего резервуара 11, так что внутренний резервуар 15 и внешний резервуар 11 могут быть, по существу, аксиально выровнены друг относительно друга. Кроме того, внутренний резервуар 15 может быть обеспечен заметно меньшим диаметром относительно диаметра внешнего резервуара 11, так что кольцевое пространство 16 может быть определено между внутренним резервуаром 15 и внешним резервуаром 11, обеспечивая проход, вдоль которого может выполняться обработка текучей среды вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11. В одном варианте осуществления размер и диаметр внутреннего резервуара 15 и внешнего резервуара 11 или отношение одного резервуара к другому могут меняться и могут быть заданы в зависимости от конкретного приложения. Чтобы поддерживать внутренний резервуар 15 в его положении внутри внешнего резервуара 11, внутренний резервуар 15 может располагаться на стойках или ножках 151. Так как ножки 151 могут располагаться внутри нижней части 13 внешнего резервуара 11, где повсюду может требоваться поддержание течения текучей среды, ножки 151 могут быть пористыми, чтобы позволять течению текучей среды происходить повсюду.Referring again to FIG. 1, in addition to the outer reservoir 11, the reactor 10 may further include an inner reservoir 15 located inside the outer reservoir and designed to provide a heat exchange surface for the fluid flowing along the inner surface 123 (i.e. processing surface) of the outer reservoir 11. The inner reservoir 15, in one embodiment, may be substantially cylindrical in shape and concentrically located inside the outer reservoir 11, so that the inner ervuar 15 and outer tank 11 may be substantially axially aligned with each other. In addition, the inner reservoir 15 can be provided with a significantly smaller diameter relative to the diameter of the outer reservoir 11, so that an annular space 16 can be defined between the inner reservoir 15 and the outer reservoir 11, providing a passage along which fluid can be processed along the inner surface 123 of the outer reservoir 11. In one embodiment, the size and diameter of the inner reservoir 15 and the outer reservoir 11 or the ratio of one reservoir to another may vary and may be beyond Ana, depending on the particular application. In order to maintain the inner reservoir 15 in its position inside the outer reservoir 11, the inner reservoir 15 may be located on the uprights or legs 151. Since the legs 151 may be located inside the bottom 13 of the outer reservoir 11, where fluid flow may be required everywhere, the legs 151 may be porous to allow the flow of fluid to occur everywhere.

Как изображено, внутренний резервуар 15 может включать в себя тело 17, разработанное так, чтобы служить в качестве теплообменной поверхности внутри реактора 10. В частности, тело 17 внутреннего резервуара может включать в себя внешнюю поверхность 171 и внутреннюю поверхность 172, вдоль которой теплообменная текучая среда может течь в направлении стрелок 173. В одном варианте осуществления, теплообменная текучая среда, текущая вдоль внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15, может обеспечиваться с другой температурой относительно обрабатываемой текучей среды, текущей вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 12. Путем обеспечения теплообменной текучей среды с другой температурой, разница температур может возникать поперек кольцевого пространства 16 между внутренней поверхностью 123 внешнего резервуара 11 и внешней поверхностью 171 внутреннего резервуара 15, способствуя относительно высоким скоростям переноса во время обработки, переработки и/или разделения текучей среды, текущей вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 12. Примеры теплообменной текучей среды включают в себя воду, масло, гликольную смесь, Dow ThermTM или любую текучую среду, способную выполнять теплообмен.As depicted, the inner reservoir 15 may include a body 17 designed to serve as a heat exchange surface inside the reactor 10. In particular, the body of the inner reservoir 17 may include an outer surface 171 and an inner surface 172 along which the heat exchange fluid may flow in the direction of arrows 173. In one embodiment, the heat transfer fluid flowing along the inner surface 172 of the inner tank 15 may be provided at a different temperature relative to the process fluid flowing along the inner surface 123 of the outer reservoir 12. By providing a heat exchange fluid with a different temperature, temperature differences can occur across the annular space 16 between the inner surface 123 of the outer reservoir 11 and the outer surface 171 of the inner reservoir 15, contributing to relatively high transfer rates during processing, processing and / or separation of the fluid flowing along the inner surface 123 of the outer tank 12. Examples of heat transfer fluid s medium include water, oil, glycol mixture, Dow Therm TM or any fluid capable of performing heat exchange.

Внутренняя поверхность 172 внутреннего резервуара 15, подобно внешней поверхности 123 внешнего резервуара, в одном варианте осуществления может быть разработана так, что теплообменная текучая среда может иметь возможность течь вниз вдоль длины внутренней поверхности 172 в, по существу, равномерной тонкой пленке. По существу, равномерное течение теплообменной текучей среды вдоль внутренней поверхности 172, в одном варианте осуществления, может облегчаться, например, силой тяжести. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, тонкопленочное течение, обеспеченное на внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15, может иметь толщину в интервале от приблизительно 1,0 микрон до приблизительно 1,0 см. Однако следует заметить, что толщина меньше чем обеспеченный интервал или больше чем обеспеченный интервал также рассматривается в зависимости от конкретного приложения, так как внутренний резервуар 15 настоящего изобретения не предполагается ограничивать таким образом.The inner surface 172 of the inner reservoir 15, like the outer surface 123 of the outer reservoir, in one embodiment can be designed so that the heat transfer fluid can flow down along the length of the inner surface 172 in a substantially uniform thin film. The substantially uniform flow of the heat exchange fluid along the inner surface 172, in one embodiment, can be facilitated, for example, by gravity. According to one embodiment of the present invention, the thin film flow provided on the inner surface 172 of the inner reservoir 15 may have a thickness in the range of about 1.0 microns to about 1.0 cm. However, it should be noted that the thickness is less than the provided interval or greater than the interval provided is also considered application-specific, since the inner tank 15 of the present invention is not intended to be limited in this way.

Чтобы помочь увеличению относительного поверхностного натяжения, чтобы поддерживать, по существу, тонкую и равномерную пленку текучей среды вдоль внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15, внутренняя поверхность 172 может быть обеспечена профилированным рисунком (не показан), подобно рисунку, обеспеченному вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11. Примеры профилированного рисунка для внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15 включают в себя канавки. Канавки, в одном варианте осуществления, могут располагаться горизонтально, вертикально, в зигзагообразном рисунке или с любым другим дизайном. Хотя канавки могут быть обеспечены вдоль внутренней поверхности 172, могут быть обеспечены другие профилированные рисунки, например выемки, выпуклости, волнистые неровности, пока данные профилированные рисунки могут помогать увеличивать равномерность тонкопленочного течения.To help increase the relative surface tension to maintain a substantially thin and uniform film of fluid along the inner surface 172 of the inner reservoir 15, the inner surface 172 may be provided with a profiled pattern (not shown), similar to the pattern provided along the inner surface 123 of the outer reservoir 11. Examples of a profiled pattern for the inner surface 172 of the inner reservoir 15 include grooves. The grooves, in one embodiment, can be arranged horizontally, vertically, in a zigzag pattern, or with any other design. Although grooves can be provided along the inner surface 172, other shaped patterns can be provided, such as recesses, bulges, wavy irregularities, as long as these shaped patterns can help increase the uniformity of the thin-film flow.

Следует понимать, что, хотя изображено цилиндрическим по форме, тело 17 внутреннего резервуара 15 может быть обеспечено с любой формой или конфигурацией, например треугольной, квадратной, шестиугольной, восьмиугольной или любой другой геометрической конфигурацией с любой желаемой длиной и диаметром в зависимости от приложения. Кроме того, тело 17 может быть сделано из любого твердого материала, включая металл, металлический сплав, пластик, стекло, кварц, керамику или любые другие твердые материалы, которые могут осуществлять теплоперенос, сохраняться при определенной температуре и/или осуществлять изменение температуры, как необходимо, чтобы генерировать разницу температур поперек между внутренней поверхностью 123 внешнего резервуара 11 и внешней поверхностью 171 внутреннего резервуара 15.It should be understood that although depicted is cylindrical in shape, the body 17 of the inner reservoir 15 can be provided with any shape or configuration, for example a triangular, square, hexagonal, octagonal or any other geometric configuration with any desired length and diameter depending on the application. In addition, the body 17 can be made of any solid material, including metal, metal alloy, plastic, glass, quartz, ceramics or any other solid materials that can carry out heat transfer, remain at a certain temperature and / or carry out a temperature change, as necessary in order to generate a temperature difference across between the inner surface 123 of the outer tank 11 and the outer surface 171 of the inner tank 15.

Внутренний резервуар 15 реактора 10 может также включать в себя нижний конец 18 для сбора и удаления теплообменной текучей среды, которая может перемещаться вниз от внутренней поверхности 172 тела 17. Нижний конец 18, в одном варианте осуществления, может быть интегрированным с телом 17, обеспечивая, по существу, герметичное уплотнение с телом 17. Для выполнения удаления собранной текучей среды из нижнего конца 18 может быть обеспечен выходной канал 181. В одном варианте осуществления выходной канал 181 может быть в проточном сообщении с нижней частью 13 внешнего резервуара 11, так что теплообменная текучая среда может выходить из внутреннего резервуара 15 в нижнюю часть 13 внешнего резервуара 11, где она может затем удаляться через выход 182. Как показано, нижний конец 18 может быть коническим по форме. Однако следует заметить, что нижний конец 18 может быть параболическим, плоским или иметь любую другую геометрическую форму, пока он может направлять теплообменную текучую среду в выходной канал 181.The inner tank 15 of the reactor 10 may also include a lower end 18 for collecting and removing heat transfer fluid that can move downward from the inner surface 172 of the body 17. The lower end 18, in one embodiment, can be integrated with the body 17, providing an essentially tight seal with the body 17. To perform removal of the collected fluid from the lower end 18, an outlet channel 181 may be provided. In one embodiment, the outlet channel 181 may be in fluid communication with the bottom 13 of the outer reservoir 11, so that the heat transfer fluid can exit from the inner reservoir 15 to the lower part 13 of the outer reservoir 11, where it can then be removed through the outlet 182. As shown, the lower end 18 may be conical in shape. However, it should be noted that the lower end 18 may be parabolic, flat, or any other geometric shape as long as it can direct the heat transfer fluid to the outlet channel 181.

Внутренний резервуар 15 реактора 10 может дополнительно включать в себя верхний конец 19 для удерживания теплообменной текучей среды внутри внутреннего резервуара 15. Верхний конец 19, в одном варианте осуществления, может быть одним целым с телом 17, обеспечивая, по существу, герметичное уплотнение с телом 17. Подобно нижнему концу 18, верхний конец 19 внутреннего резервуара 15 может быть коническим по форме. Однако следует понимать, что верхний конец 19 может быть параболическим, плоским или иметь любую другую геометрическую форму, пока он может действовать, удерживая теплообменную текучую среду внутри внутреннего резервуара 15.The inner reservoir 15 of the reactor 10 may further include an upper end 19 for holding the heat exchange fluid inside the inner reservoir 15. The upper end 19, in one embodiment, may be integral with the body 17, providing a substantially tight seal with the body 17 Like the lower end 18, the upper end 19 of the inner reservoir 15 may be conical in shape. However, it should be understood that the upper end 19 may be parabolic, flat, or any other geometric shape as long as it can act while holding the heat-exchange fluid inside the inner tank 15.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения верхний конец 19 и нижний конец 18 внутреннего резервуара 15 могут быть сделаны из любого твердого материала, подобного материалу, обеспеченному для тела 17 внутреннего резервуара. Примеры такого материала включают в себя металл, металлический сплав, пластик, стекло, кварц, керамику или любые другие твердые материалы, которые могут осуществлять теплоперенос, сохраняться при определенной температуре и/или осуществлять изменение температуры, как необходимо.In one embodiment of the present invention, the upper end 19 and lower end 18 of the inner reservoir 15 may be made of any solid material similar to that provided for the body 17 of the inner reservoir. Examples of such a material include metal, metal alloy, plastic, glass, quartz, ceramics, or any other solid materials that can carry out heat transfer, remain at a certain temperature, and / or carry out a temperature change as necessary.

Как указано выше, кольцевое пространство 16 может находиться между внутренней поверхностью 123 внешнего резервуара 11 и внешней поверхностью 171 внутреннего резервуара 15, поддерживая разницу температур между ними, чтобы облегчить обработку, переработку и/или разделение, в то же время обеспечивая течение текучей среды вдоль внутренней поверхности 123 с относительно высокими скоростями переноса. В одном варианте осуществления данного изобретения, так как кольцевое пространство 16 обеспечивает проход, вдоль которого может происходить обработка текучей среды вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11, кольцевое пространство 16 может быть обеспечено с конструкцией, позволяющей, по меньшей мере, второй текучей среде (т.е. газу или жидкости) входить в кольцевое пространство 16 для контакта и взаимодействия с опускающейся обрабатываемой текучей средой. Вторая текучая среда, в одном варианте осуществления, может иметь возможность двигаться вверх (т.е. восходящее течение) внутри кольцевого пространства 16 и вдоль направления стрелок 161 в противотоке относительно нисходящего течения обрабатываемой текучей среды вдоль направления стрелок 125. Путем создания противоточного течения между восходящей второй текучей средой и нисходящей обрабатываемой текучей средой точки контакта на границе раздела между второй текучей средой и обрабатываемой текучей средой могут увеличиваться над относительно большей площадью поверхности, вызывая относительно высокие скорости переноса.As indicated above, the annular space 16 may be located between the inner surface 123 of the outer tank 11 and the outer surface 171 of the inner tank 15, maintaining a temperature difference between them to facilitate processing, processing and / or separation, while at the same time allowing fluid to flow along the inner surfaces 123 with relatively high transfer rates. In one embodiment of the present invention, since the annular space 16 provides a passage along which fluid processing can take place along the inner surface 123 of the outer reservoir 11, the annular space 16 can be provided with a structure allowing at least a second fluid (t ie gas or liquid) enter the annular space 16 for contact and interaction with the descending process fluid. The second fluid, in one embodiment, may be able to move upward (ie, upward flow) within the annular space 16 and along the direction of the arrows 161 in countercurrent with respect to the downward flow of the fluid being processed along the direction of the arrows 125. By creating a countercurrent flow between the upward the second fluid and the downward fluid to be treated fluid the contact points at the interface between the second fluid and the process fluid may increase above the relative but a larger surface area, causing a relatively high transfer rate.

Кроме того, время пребывания или период времени, в течение которого может возникать контакт между нисходящей текучей средой и восходящей текучей средой внутри кольцевого пространства 16, может существенно увеличиваться путем обеспечения одной или обеих из внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11 и внешней поверхности 171 внутреннего резервуара 15 профилированным рисунком. Может использоваться профилированный рисунок, такой как рисунок 174, показанный на внешней поверхности 171 внутреннего резервуара 15. Альтернативно, могут использоваться другие профилированные рисунки, такие как канавки, выступы, выемки, волнистые неровности. Каждый из этих рисунков, кроме того, может быть расположен горизонтально, вертикально, в зигзагообразном рисунке или с любым другим дизайном, указанным выше. Для иллюстративных целей, показанный профилированный рисунок 174 может быть выполнен на каждой из внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11 и внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15. Путем увеличения времени пребывания процесса внутри кольцевого пространства 16 данный процесс, в одном варианте осуществления, может наделяться относительно более высокой энергией и эффективностью обработки, чем другие.In addition, the residence time or the period of time during which contact between the descending fluid and the ascending fluid within the annular space 16 can occur can be substantially increased by providing one or both of the inner surface 123 of the outer reservoir 11 and the outer surface 171 of the inner reservoir 15 profiled pattern. A profiled pattern may be used, such as that of figure 174 shown on the outer surface 171 of the inner reservoir 15. Alternatively, other profiled patterns such as grooves, protrusions, recesses, and undulations may be used. Each of these patterns can also be arranged horizontally, vertically, in a zigzag pattern, or with any other design mentioned above. For illustrative purposes, the shaped profile shown 174 may be performed on each of the inner surface 123 of the outer reservoir 11 and the inner surface 172 of the inner reservoir 15. By increasing the residence time of the process inside the annular space 16, this process, in one embodiment, can be provided with a relatively higher energy and processing efficiency than others.

Кольцевое пространство 16 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения может иметь ширину в интервале от приблизительно 0,2 см до приблизительно 2 см. Однако следует понимать, что кольцевое пространство с любым размером ширины может быть использовано. Благодаря относительно короткому расстоянию поперек кольцевого пространства 16 разница или градиент температуры, который может создаваться внутри кольцевого пространства 16, может также приводить к относительно более высокой энергетической и обрабатывающей эффективности. Кроме того, вследствие данной конструкции реактора 10, кольцевое пространство 16 может поддерживаться в условиях вакуума в связи с определенными приложениями для улучшения реакционной кинетики. Следует понимать, что, так как вторая текучая среда может направляться в кольцевое пространство 16, размер и конструкция делителя 134, расположенного возле выхода 132, может позволять делителю 134 распространяться в кольцевое пространство 16, в то же время не вступая в контакт с внутренним резервуаром 15. Таким образом, присутствие делителя 134 делает возможным ввод второй текучей среды в кольцевое пространство 16, сохраняя достаточную длину для направления текучей среды от внутренней поверхности 123 его резервуара 11 через выход 132.The annular space 16 according to one embodiment of the present invention may have a width in the range of about 0.2 cm to about 2 cm. However, it should be understood that the annular space with any size of width can be used. Due to the relatively short distance across the annular space 16, the difference or temperature gradient that can be created inside the annular space 16 can also lead to relatively higher energy and processing efficiency. In addition, due to the design of the reactor 10, the annular space 16 can be maintained under vacuum in connection with certain applications to improve reaction kinetics. It should be understood that, since the second fluid can be directed into the annular space 16, the size and design of the divider 134 located near the outlet 132, can allow the divider 134 to extend into the annular space 16, at the same time without coming into contact with the inner tank 15 Thus, the presence of the divider 134 makes it possible to introduce a second fluid into the annular space 16, while maintaining a sufficient length to direct the fluid from the inner surface 123 of its reservoir 11 through the outlet 132.

Чтобы дополнительно придавать и увеличивать скорости переноса обрабатываемой текучей среды вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11, источник энергии, такой как теплонасосный кожух 111, может быть обеспечен по окружности тела 12 внешнего резервуара 11, выступая в качестве источника нагрева или охлаждения текучей среды, текущей вдоль внутренней поверхности 123. Например, если взаимодействие между нисходящей обрабатываемой текучей средой и восходящей второй текучей средой внутри кольцевого пространства 16 приводит к заметному изменению температуры нисходящей текучей среды, кожух 111 может использоваться для регулировки температуры нисходящей текучей среды вверх или вниз, как требуется, до достижения желаемой температуры.In order to further impart and increase the transfer rates of the process fluid along the inner surface 123 of the outer reservoir 11, an energy source, such as a heat pump casing 111, can be provided around the circumference of the body 12 of the outer reservoir 11, acting as a source of heating or cooling of the fluid flowing along the inner surface 123. For example, if the interaction between the downward process fluid and the upward second fluid inside the annular space 16 leads to a noticeable and When changing the temperature of the downward fluid, the casing 111 can be used to adjust the temperature of the downward fluid up or down, as required, until the desired temperature is reached.

Кожух 111 в одном варианте осуществления может быть любым, коммерчески доступным тепловым насосом и может включать в себя индуктивные, резистивные или проводящие элементы. Кожух 132 может дополнительно включать в себя добавочные компоненты для улучшения теплопроизводительности. Альтернативно, вместо теплового насоса кожух 111 может быть разработан так, чтобы позволять текучей среде при относительно повышенной температуре или при относительно холодной температуре проходить сквозь него, чтобы действовать в качестве источника нагрева или охлаждения текучей среды, текущей вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11. При этом кожух 111 может включать в себя каналы 112, позволяющие газам, жидкостям или текучим средам входить или выходит из кожуха 111. В одном варианте осуществления кожух 111 может быть сделан из металла, металлического сплава, пластика, стекла, кварца, керамики или любых других материалов, которые могут поддерживать и вызывать теплые или холодные температуры.The casing 111 in one embodiment may be any commercially available heat pump and may include inductive, resistive, or conductive elements. The casing 132 may further include additional components to improve heat production. Alternatively, instead of a heat pump, the casing 111 may be designed to allow fluid to pass through it at a relatively elevated temperature or at a relatively cold temperature to act as a source of heating or cooling of the fluid flowing along the inner surface 123 of the outer reservoir 11. When this, the casing 111 may include channels 112 that allow gases, liquids or fluids to enter or exit the casing 111. In one embodiment, the casing 111 may be made of m metal, metal alloy, plastic, glass, quartz, ceramics or any other materials that can maintain and cause warm or cold temperatures.

Одно из преимуществ реактора 10 настоящего изобретения состоит в способности обеспечивать, по существу, равномерную тонкую пленку вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11 для обработки. Чтобы делать это, реактор 10 использует, согласно одному варианту осуществления, систему 101 распределения текучей среды, изображенную на фиг.1. Распределяющая система 101, в одном варианте осуществления, может включать в себя проход 102, сконструированный так, чтобы вводить обрабатываемую текучую среду из источника (не показан) во внутреннюю область внешнего резервуара 11. Распределяющая система 101 может также включать в себя первый вращательный элемент 103, такой как диск, в проточном сообщении с проходом 102, так что текучая среда из прохода 102, если желательно, может непрерывно направляться в первый вращательный элемент 103 и затем распределяться им на внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11.One of the advantages of the reactor 10 of the present invention is the ability to provide a substantially uniform thin film along the inner surface 123 of the external processing tank 11. To do this, the reactor 10 uses, according to one embodiment, the fluid distribution system 101 of FIG. 1. The distribution system 101, in one embodiment, may include a passage 102 designed to introduce a process fluid from a source (not shown) into the interior of the external reservoir 11. The distribution system 101 may also include a first rotational element 103, such as a disk, in fluid communication with the passage 102, so that fluid from the passage 102, if desired, can be continuously directed to the first rotational element 103 and then distributed to it on the inner surface 123 of the outer reservoir 11.

Следует понимать, что элемент 103, в одном варианте осуществления, может быть сконструирован так, что его вращение вызывает центробежное действие, заставляя текучую среду, полученную из прохода 102, направляться наружу к периферии (т.е. краю) элемента 103. Вращение элемента 103 может дополнительно заставлять текучую среду на периферии элемента 103 непрерывно раскручиваться с элемента 103 в, по существу, тонкие капли или нитевидные элементы на внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11. Непрерывная подача, по существу, тонких капель или нитевидных элементов на внутреннюю поверхность 123 позволяет формировать, по существу, равномерную тонкую пленку, когда обрабатываемая текучая среда спускается вдоль внутренней поверхности 123.It should be understood that the element 103, in one embodiment, can be designed so that its rotation causes a centrifugal action, causing the fluid received from the passage 102 to be directed outward to the periphery (ie, the edge) of the element 103. The rotation of the element 103 may further cause the fluid at the periphery of the element 103 to continuously spin from the element 103 into substantially thin droplets or filamentary elements onto the inner surface 123 of the outer reservoir 11. Continuous supply of substantially thin drops or filaments 's elements on the inner surface 123 allows the formation of a substantially uniform thin film when processed fluid descends along the inner surface 123.

В варианте осуществления, показанном на фиг.1, элемент 103 может находиться сверху длинной трубы 104 внутри внешнего резервуара 11 и на расстоянии от прохода 102. Изображенная длинная труба 104 может распространяться через нижнюю часть 13 внешнего резервуара 11 во внутренний резервуар 15 и из него через верхний конец 19 внутреннего резервуара 15, так что она, по существу, аксиально выровнена с проходом 102. В одном варианте осуществления труба 104 может концентрически располагаться внутри выхода 182, через который может выходить выходящая текучая среда из внутреннего резервуара 15.In the embodiment shown in FIG. 1, the element 103 may be located on top of the long pipe 104 inside the external reservoir 11 and at a distance from the passage 102. The illustrated long pipe 104 can extend through and from the lower part 13 of the external reservoir 11 to the internal reservoir 15 and through the upper end 19 of the inner tank 15, so that it is essentially axially aligned with the passage 102. In one embodiment, the pipe 104 may concentrically be located inside the outlet 182, through which the exit fluid from inner tank 15.

Распределяющая система 101 может также включать в себя второй вращательный элемент 105 в проточном сообщении с трубой 104 и расположенный внутри внутреннего резервуара 15. Второй вращательный элемент 105, в одном варианте осуществления, может использоваться для распределения, по существу, равномерной тонкой пленки теплообменной текучей среды на внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15. Как показано, второй элемент 105 может быть перфорированным, чтобы текучая среда, направленная вдоль трубы 104, могла распределяться из второго элемента 105.The distribution system 101 may also include a second rotary element 105 in fluid communication with the pipe 104 and located inside the inner reservoir 15. The second rotational element 105, in one embodiment, can be used to distribute a substantially uniform thin film of heat transfer fluid to the inner surface 172 of the inner reservoir 15. As shown, the second element 105 may be perforated so that fluid directed along the pipe 104 can be distributed from the second element 105.

Подобно первому вращательному элементу 103, второй вращательный элемент 105 также может быть сконструирован таким образом, что его вращение вызывает центробежное действие, заставляя текучую среду, полученную из трубы 104, направляться наружу к периферии (т.е. краю) элемента 105. Вращение второго элемента 105 может дополнительно заставлять текучую среду на его периферии непрерывно распределяться сквозь его перфорации в виде, по существу, тонких капель или нитевидных элементов на внутреннюю поверхность 172 внутреннего резервуара 15. Непрерывная подача, по существу, тонких капель или нитевидных элементов на внутреннюю поверхность 172 позволяет формировать, по существу, равномерную тонкую пленку, когда обрабатываемая текучая среда спускается вдоль внутренней поверхности 172.Like the first rotary element 103, the second rotational element 105 can also be designed so that its rotation causes a centrifugal action, forcing the fluid received from the pipe 104 to be directed outward to the periphery (ie, the edge) of the element 105. Rotation of the second element 105 may additionally cause the fluid at its periphery to be continuously distributed through its perforations in the form of substantially thin droplets or threadlike elements on the inner surface 172 of the inner reservoir 15. Continuous over Acha substantially fine droplets or filiform elements to the inner surface 172 allows the formation of a substantially uniform thin film when processed fluid descends along the inner surface 172.

Распределяющая система 101 может дополнительно включать в себя мотор (не показан), сконструированный, чтобы вызывать вращение трубы 104, например, в направлении, показанном стрелкой 106, и, таким образом, вращение элементов 103 и 105. Данный мотор, в одном варианте осуществления, может быть присоединен к концу трубы 104, противоположному концу, на котором находится элемент 103, и может быть сконструирован так, чтобы вращаться с достаточной скоростью. В одном варианте осуществления, скорость вращения мотора может регулироваться так, что скорость вращения может изменяться по желанию. Например, данная скорость может меняться, чтобы гарантировать равномерное распределение тонкой пленки, когда скорость течения текучей среды может меняться.The distribution system 101 may further include a motor (not shown) designed to cause rotation of the pipe 104, for example, in the direction shown by arrow 106, and thus the rotation of the elements 103 and 105. This motor, in one embodiment, can be attached to the end of the pipe 104, the opposite end, on which the element 103 is located, and can be designed to rotate at a sufficient speed. In one embodiment, the rotational speed of the motor can be adjusted so that the rotational speed can be changed as desired. For example, a given velocity may vary to ensure uniform distribution of the thin film when the flow velocity of the fluid may vary.

Хотя изображен находящимся на расстоянии от прохода 102, положение первого вращательного элемента 103 внутри распределяющей системы 101, как показано на фиг.2, может быть таким, что вращательный элемент 103 может быть, по существу, в контакте и в проточном сообщении с проходом 102. В варианте осуществления, показанном на фиг.2, проход 102 может быть продолжением трубы 104 и может оставаться, по существу, аксиально выровненным с трубой 104. Другими словами, труба 104 может быть удлинена так, что она может продолжаться, распространяясь от верхнего конца 19 внутреннего резервуара 15 и через верхнюю часть 14 внешнего резервуара 11. Первый вращательный элемент 103, с другой стороны, может включать в себя отверстия (не показаны) вокруг его периферии, так что текучая среда, направляемая во вращательный элемент 103, может распределяться из элемента 103 через данные отверстия на внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11. Мотор (не показан) может быть связан с концом трубы 104, выходящим из верхней части 14 внешнего резервуара 11, и может вызывать вращение трубы 104 в направлении стрелки 20. Конечно, по желанию, данный мотор может альтернативно быть связан с противоположным концом трубы 104 возле нижней части 13 внешнего резервуара 11.Although depicted being located at a distance from the passage 102, the position of the first rotational element 103 inside the distribution system 101, as shown in FIG. 2, may be such that the rotational element 103 can be substantially in contact and in fluid communication with the passage 102. In the embodiment shown in FIG. 2, the passage 102 may be a continuation of the pipe 104 and may remain substantially axially aligned with the pipe 104. In other words, the pipe 104 can be extended so that it can extend extending from the upper end 19 inside the early reservoir 15 and through the upper part 14 of the outer reservoir 11. The first rotational element 103, on the other hand, may include holes (not shown) around its periphery, so that the fluid directed into the rotational element 103 can be distributed from the element 103 through these openings to the inner surface 123 of the outer reservoir 11. A motor (not shown) can be connected to the end of the pipe 104 extending from the upper part 14 of the outer reservoir 11 and can cause the tube 104 to rotate in the direction of arrow 20. Of course, if desired, yes The motor may alternatively be connected to the opposite end of the pipe 104 near the bottom 13 of the outer reservoir 11.

Первый вращательный элемент 103, изображенный на фиг.2, может быть полым диском, полой трубой или иметь любой другой дизайн, пока он является вращательным и способным быть обеспеченным отверстиями вокруг его периферии для целей распределения. Однако следует понимать, что, как показано на фиг.3, вращательный элемент 103 может быть также обеспечен дизайном, подобным второму вращательному элементу 105. Более конкретно, вращательный элемент 103 может быть обеспечен множеством перфораций, так что текучая среда, направляемая вдоль прохода 102 трубы 104, может поступать во вращательный элемент 103 и распределяться из него.The first rotational element 103 shown in FIG. 2 may be a hollow disk, a hollow tube, or any other design as long as it is rotational and capable of being provided with holes around its periphery for distribution purposes. However, it should be understood that, as shown in FIG. 3, the rotary element 103 may also be provided with a design similar to the second rotational element 105. More specifically, the rotational element 103 may be provided with a plurality of perforations such that a fluid is guided along the pipe passage 102 104 may enter and be distributed from the rotary element 103.

Обращаясь теперь к фиг.4, для определенных приложений вместо вмещения тонкой пленки текучей среды кольцевое пространство 16 реактора 10 может быть заполнено объемом обрабатываемой текучей среды. В таком варианте осуществления реактор 10 непрерывного действия настоящего изобретения может быть обеспечен слоем насадочного материала 40 внутри кольцевого пространства 16. Слой насадочного материала 40 может использоваться для увеличения площади поверхности, над которой данный объем обрабатываемой текучей среды может контактировать, чтобы увеличить скорости переноса. В одном варианте осуществления насадочный материал 40 может включать в себя ситоподобные материалы, шарики, монолит или любой другой материал, который может обеспечивать, по существу, извилистый проход, сквозь который обрабатываемая текучая среда должна проходить, увеличивая время пребывания или период времени, в течение которого текучая среда может обрабатываться. В таком варианте осуществления, данная реакция может включать в себя противоточный газ, вводимый в кольцевое пространство 16, в присутствии обрабатываемой текучей среды. Путем его введения противоточный газ может образовывать пузырьки в объеме текучей среды, которые могут направляться вверх сквозь слой насадочного материала 40. Кроме того, наличие извилистого пути внутри слоя насадочного материала 40, а также насадочный материал 40 могут действовать, расщепляя или разделяя каждый пузырек на множество меньших пузырьков. Таким образом, увеличение площади поверхности может быть вызвано над много большим числом пузырьков для реакции с обрабатываемой текучей средой. В одном варианте осуществления, когда образуются меньшие пузырьки, слой насадочного материала 40 может действовать, по существу, равномерно распределяя пузырьки внутри объема текучей среды в кольцевом пространстве 16.Turning now to FIG. 4, for certain applications, instead of containing a thin film of fluid, the annular space 16 of the reactor 10 can be filled with the volume of the fluid being processed. In such an embodiment, the continuous reactor 10 of the present invention can be provided with a layer of packing material 40 within the annular space 16. A layer of packing material 40 can be used to increase the surface area over which a given volume of the fluid to be treated can come into contact to increase transfer rates. In one embodiment, the packing material 40 may include sieve-like materials, balls, monolith, or any other material that can provide a substantially tortuous passage through which the fluid to be processed must pass, increasing the residence time or the period of time during which fluid can be processed. In such an embodiment, the reaction may include countercurrent gas introduced into the annular space 16 in the presence of the fluid being treated. By introducing it, countercurrent gas can form bubbles in the volume of the fluid, which can be directed upward through the layer of packing material 40. In addition, the presence of a winding path within the layer of packing material 40, as well as packing material 40 can act by splitting or splitting each bubble into multiple smaller bubbles. Thus, an increase in surface area can be caused over a much larger number of bubbles for reaction with the fluid being treated. In one embodiment, when smaller bubbles are formed, the packed bed 40 can act to substantially uniformly distribute the bubbles within the fluid volume in the annular space 16.

По желанию, насадочный материал 40 может быть покрыт слоем катализатора, чтобы облегчать обработку, переработку и/или разделение, в то же время дополнительно придавая текучей среде, текущей сквозь кольцевое пространство 16, относительно высокие скорости переноса. В одном варианте осуществления насадочный материал 40 может нагреваться или охлаждаться, например, кожухом 11 через внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11 и/или с помощью теплообменной текучей среды через внешнюю поверхность 171 внутреннего резервуара 15 в зависимости от конкретного приложения. Кроме того, при нагреве или охлаждении, наличие насадочного материала внутри кольцевого пространства 16 может обеспечивать, по существу, равномерное распределение температуры через кольцевое пространство 16.Optionally, the packing material 40 may be coated with a catalyst layer to facilitate processing, processing and / or separation, while at the same time adding a relatively high transfer rate to the fluid flowing through the annular space 16. In one embodiment, the packing material 40 may be heated or cooled, for example, by a casing 11 through the inner surface 123 of the outer reservoir 11 and / or by heat exchange fluid through the outer surface 171 of the inner reservoir 15, depending on the particular application. In addition, when heating or cooling, the presence of packing material inside the annular space 16 can provide a substantially uniform temperature distribution through the annular space 16.

РаботаWork

При работе, обращаясь опять к фиг.1, обрабатываемая текучая среда может, в общем, по существу, непрерывно вводиться во внешний резервуар 11 реактора 10 через проход 102. Обрабатываемая текучая среда может затем направляться на или в первый вращательный элемент 103, где, в результате центробежной силы из-за вращения элемента 103, она может направляться наружу к периферии (т.е. краю) элемента 103. Вращение элемента 103 дополнительно заставляет текучую среду на периферии непрерывно распределяться от элемента 103 в виде, по существу, тонких капель или нитевидных элементов на внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11. Непрерывная подача, по существу, тонких капель или нитевидных элементов на внутреннюю поверхность 123 позволяет формировать, по существу, равномерную тонкую пленку, когда обрабатываемая текучая среда спускается вдоль внутренней поверхности 123.In operation, referring again to FIG. 1, the fluid to be processed can generally be substantially continuously introduced into the external reservoir 11 of the reactor 10 through the passage 102. The fluid to be processed can then be directed to or into the first rotational element 103, where, in as a result of centrifugal force due to the rotation of the element 103, it can be directed outward to the periphery (ie, the edge) of the element 103. The rotation of the element 103 additionally causes the fluid on the periphery to be continuously distributed from the element 103 in the form of essentially thin drops or threads dnyh elements on the inner surface 123 of the outer tank 11. The continuous flow of substantially fine droplets or filiform elements to the inner surface 123 allows the formation of a substantially uniform thin film when processed fluid descends along the inner surface 123.

В то время, когда обрабатываемая текучая среда вводится через проход 102, теплообменная текучая среда при температуре, отличной от температуры обрабатываемой текучей среды, может, по существу, непрерывно вводиться во внутренний резервуар 15 через трубу 104. Эта теплообменная текучая среда может затем направляться во второй вращательный элемент 105, где, опять в результате центробежной силы, придаваемой вращательным элементом 105, теплообменная текучая среда направляется к периферии элемента 105. Затем, как с первым вращательным элементом 103, теплообменная текучая среда может непрерывно распределяться в виде, по существу, тонких капель или нитевидных элементов на внутреннюю поверхность 172 внутреннего резервуара 15, позволяя, по существу, равномерной тонкой пленке течь вдоль внутренней поверхности 172.While the process fluid is introduced through passage 102, the heat transfer fluid at a temperature different from the temperature of the process fluid may be substantially continuously introduced into the inner tank 15 through the pipe 104. This heat transfer fluid can then be directed to a second a rotational element 105, where, again as a result of the centrifugal force exerted by the rotational element 105, the heat exchange fluid is directed to the periphery of the element 105. Then, as with the first rotational element 103, the heat oobmennaya fluid can be continuously distributed in a substantially fine droplets or filiform elements to the inner surface 172 of the inner tank 15, allowing a substantially uniform thin film flow along the inner surface 172.

В определенных приложениях, например в реакции газ-жидкость, противоточная текучая среда (т.е. газ) может вводиться в кольцевое пространство 16 посредством входа 133 на нижней части 13 внешнего резервуара 11. Такая текучая среда может направляться вверх в кольцевом пространстве 16 вдоль внешней поверхности 171 внутреннего резервуара 15 и позволять взаимодействовать с нисходящей обрабатываемой текучей средой (т.е. жидкостью), движущейся вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11. Наличие противоточной обрабатываемой среды вдоль кольцевого пространства 16 может увеличивать эффективность реакции, обработки, переработки или разделения нисходящей текучей среды. Такое увеличение эффективности может быть результатом увеличения точек контакта с нисходящей текучей средой и/или увеличения площади поверхности на границе между нисходящей текучей средой и восходящей противоточной текучей средой. В таких приложениях результирующая реакция, основанная на непрерывном взаимодействии между нисходящей текучей средой и восходящей противоточной текучей средой, может воздействовать или влиять на температуру каждой текучей среды (например, экзотермическая реакция). В связи с этим, температура противоточной текучей среды вдоль внешней поверхности 171 внутреннего резервуара 15 может регулироваться с помощью теплообменной текучей среды, движущейся вдоль внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15, тогда как температура нисходящей обрабатываемой текучей среды может регулироваться кожухом 111, если необходимо.In certain applications, for example in a gas-liquid reaction, countercurrent fluid (i.e. gas) can be introduced into the annular space 16 through an inlet 133 at the bottom 13 of the outer reservoir 11. Such a fluid can be directed upward in the annular space 16 along the outer the surface 171 of the inner reservoir 15 and allow it to interact with a downward process fluid (i.e., liquid) moving along the inner surface 123 of the outer reservoir 11. The presence of a countercurrent process fluid along the rings Vågå space 16 may increase reaction efficiency, handling, processing or for separation downstream fluid. Such an increase in efficiency may result from an increase in the points of contact with the descending fluid and / or an increase in the surface area at the interface between the descending fluid and the ascending countercurrent fluid. In such applications, a resulting reaction based on a continuous interaction between the descending fluid and the ascending countercurrent fluid can affect or influence the temperature of each fluid (for example, an exothermic reaction). In this regard, the temperature of the countercurrent fluid along the outer surface 171 of the inner tank 15 can be controlled by a heat exchange fluid moving along the inner surface 172 of the inner tank 15, while the temperature of the downstream fluid can be controlled by the casing 111, if necessary.

Как только нисходящая обработанная текучая среда достигает нижней части 13, когда она течет вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11, она может направляться на выход 132 и удаляться из реактора 10. Аналогично, нисходящая теплообменная текучая среда, когда она достигает нижнего конца 18 внутреннего резервуара 15, может направляться через выходной канал 181 и удаляться из реактора 10 через выход 182.Once the descending treated fluid reaches the bottom 13 when it flows along the inner surface 123 of the outer reservoir 11, it can be directed to the outlet 132 and removed from the reactor 10. Similarly, the descending heat transfer fluid when it reaches the lower end 18 of the inner reservoir 15 can be directed through the outlet channel 181 and removed from the reactor 10 through the outlet 182.

В результате данной конструкции реактора 10 настоящего изобретения, вместе со способностью реактора 10 обеспечивать, по существу, равномерное тонкопленочное течение обрабатываемой текучей среды, увеличение площади поверхности, а также времени пребывания или времени взаимодействия между обрабатываемой текучей средой и противоточной текучей средой, и способность вызывать разницу температур между тонкопленочной обрабатываемой текучей средой и теплообменной текучей средой, образуя термический градиент поперек узкого кольцевого пространства 16, реактор 10 настоящего изобретения может улучшать обработку, переработку и/или разделение обрабатываемой текучей среды, в то же время придавая такой текучей среде относительно высокие скорости переноса, такие как скорости теплопереноса, массопереноса и/или скорости перемешивания. Кроме того, из-за способности непрерывно обеспечивать, по существу, равномерную тонкую пленку текучей среды над, по существу, большой площадью поверхности, реактор 10 настоящего изобретения может обеспечивать существенно высокую производительность обработки вовлеченной текучей среды или текучих сред.As a result of this design of the reactor 10 of the present invention, together with the ability of the reactor 10 to provide a substantially uniform thin-film flow of the treated fluid, an increase in surface area, as well as residence time or interaction time between the treated fluid and the countercurrent fluid, and the ability to cause a difference temperatures between the thin-film processed fluid and the heat-exchange fluid, forming a thermal gradient across a narrow annular space nstva 16, the reactor 10 of the present invention can improve the handling, processing and / or separation of the processed fluid, at the same time giving a relatively high fluid transport rate, such as the heat transfer rate of mass transfer and / or stirring speed. In addition, due to the ability to continuously provide a substantially uniform thin film of fluid over a substantially large surface area, the reactor 10 of the present invention can provide substantially high processing capacities for the involved fluid or fluids.

Пример 1: реакции текучая среда-текучая среда или твердое-текучая среда-текучая средаExample 1: fluid-fluid or solid-fluid-fluid reactions

Как показано в вариантах осуществления, изображенных на фиг.1, 2, 3 и 5, реактор 10 настоящего изобретения может быть применим для реакций текучая среда-текучая среда или твердое-текучая среда-текучая среда в связи с органическими системами. Следует понимать, что термин текучая среда, применяемый здесь и в данной заявке, включает в себя газ и жидкость. Таким образом, реактор 10 может быть применим, например, для реакций газ-жидкость, жидкость-жидкость, твердое-газ-жидкость или любой другой комбинации.As shown in the embodiments depicted in FIGS. 1, 2, 3, and 5, the reactor 10 of the present invention may be applicable for fluid-fluid or solid-fluid-fluid reactions in connection with organic systems. It should be understood that the term fluid, as used here and in this application, includes gas and liquid. Thus, the reactor 10 may be applicable, for example, for gas-liquid, liquid-liquid, solid-gas-liquid reactions, or any other combination.

Реактор 10, изображенный на фиг.1, 2 и 3, в одном варианте осуществления имеет особое применение для органических систем, где используются более высокие давления и температуры, например гидрирование, окисление, полимеризация, деалкилирование, алкилирование, метилирование, карбоксилирование, декарбоксилирование и реакция Фишера-Тропша, среди прочего. Это применение дополнительно может быть полезно, например, в получении органических продуктов из угольной суспензии или получении диметилового эфира (ДМЭ) с использованием природного газа, метанола или других органических жидкостей или смеси газов в качестве сырья. Он дополнительно может быть применим при получении биодизеля и сырья с низкой свободной жирной кислотой для дизеля, используя процессы трансэтерификации и этерификации.The reactor 10 of FIGS. 1, 2 and 3, in one embodiment, has particular applications for organic systems where higher pressures and temperatures are used, for example, hydrogenation, oxidation, polymerization, dealkylation, alkylation, methylation, carboxylation, decarboxylation and reaction Fischer-Tropsch, among other things. This application may additionally be useful, for example, in the preparation of organic products from a coal suspension or in the preparation of dimethyl ether (DME) using natural gas, methanol or other organic liquids or a mixture of gases as raw materials. It can additionally be applicable in the production of biodiesel and raw materials with low free fatty acid for diesel, using transesterification and esterification processes.

На фиг.1-3, в реакции жидкость-газ, обрабатываемая жидкость может сначала непрерывно вводиться через проход 102 в первый вращательный элемент 103. Данная жидкость может включать в себя воду, растворитель, химикаты, дезинфицирующее средство, нефтепродукт, соленую воду, метанол, этанол, жидкий катализатор, катализатор суспензионного типа или любой другой тип текучей среды. На вращательном элементе 103 центробежная сила от вращательного элемента 103 действует, непрерывно распределяя жидкость в виде, по существу, тонких капель или нитевидных элементов на внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11 таким образом, чтобы создавать непрерывную, по существу, равномерную тонкую пленку текучей среды на внутренней поверхности 123. В то время, когда обрабатываемая жидкость вводится через проход 102, противоточный газ может вводиться в кольцевое пространство 16 с помощью входа 123 на внешнем резервуаре 11. Этот газ может направляться в кольцевое пространство 16 вдоль внешней поверхности 171 внутреннего резервуара 15 и иметь возможность взаимодействовать с нисходящей жидкостью, движущейся вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11. Примеры такого газа могут включать в себя водород, кислород, воздух, синтез-газ, СО2, азот или любые другие реакционно-способные или нереакционно-способные газы.In FIGS. 1-3, in a liquid-gas reaction, the liquid to be treated may first be continuously introduced through the passage 102 into the first rotational element 103. This liquid may include water, a solvent, chemicals, a disinfectant, an oil product, salt water, methanol, ethanol, a liquid catalyst, a suspension type catalyst, or any other type of fluid. On the rotary element 103, the centrifugal force from the rotary element 103 acts by continuously distributing the liquid in the form of essentially thin drops or filamentary elements to the inner surface 123 of the outer reservoir 11 so as to create a continuous, substantially uniform thin film of fluid on the inner surface 123. While the fluid to be treated is introduced through passage 102, countercurrent gas can be introduced into the annular space 16 via an inlet 123 on the external reservoir 11. This gas can directed into the annulus 16 along the outer surface 171 of the inner container 15 and to be able to interact with the descending liquid, moving along the inner surface 123 of the outer tank 11. Examples of such gas may include hydrogen, oxygen, air, synthesis gas, CO 2, nitrogen or any other reactive or non-reactive gases.

В этой реакции жидкость-газ, в определенных случаях, может происходить экзотермическая реакция. В связи с этим, температура нисходящей жидкости может регулироваться кожухом 111, чтобы поддерживать нисходящую жидкость при желаемой температуре. Что касается восходящего противоточного газа, чтобы регулировать его температуру, теплообменная текучая среда при температуре, отличной от температуры нисходящей текучей среды, может, по существу, непрерывно вводиться во внутренний резервуар 15 через трубу 104. Эта теплообменная текучая среда может затем направляться во второй вращательный элемент 105, где, в результате центробежной силы, вызываемой вращательным элементом 105, непрерывно распределяется в виде, по существу, тонких капель или нитевидных элементов на внутреннюю поверхность 172 внутреннего резервуара 15, образуя непрерывную, по существу, равномерную тонкую пленку вдоль внутренней поверхности 172.In this liquid-gas reaction, in certain cases, an exothermic reaction can occur. In this regard, the temperature of the downward liquid can be controlled by the casing 111, in order to maintain the downward liquid at the desired temperature. As for the ascending countercurrent gas, in order to control its temperature, the heat exchange fluid at a temperature different from the temperature of the descending fluid can be substantially continuously introduced into the inner tank 15 through the pipe 104. This heat exchange fluid can then be directed to the second rotational element 105, where, as a result of the centrifugal force caused by the rotational element 105, is continuously distributed in the form of essentially thin drops or threadlike elements on the inner surface 172 Cored oil tank 15 to form a continuous, substantially uniform thin film along the inner surface 172.

Как только нисходящая обработанная жидкость достигает нижней части 13, когда она течет вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11, она может направляться в выход 132 и удаляться из реактора 10. Аналогично, нисходящая теплообменная текучая среда, как только она достигает нижнего конца 18 внутреннего резервуара 15, может направляться через выходной канал 181 и удаляться из реактора 10 через выход 182. Что касается восходящего противоточного газа, он может удаляться через выхлоп 142. Если желательно, может быть обеспечен конденсатор, чтобы конденсировать удаленный противоточный газ для эффективного сбора. Кроме того, если необходимо, реакция вдоль кольцевого пространства 16 может поддерживаться в вакууме для улучшения реакционной кинетики.Once the descending treated fluid reaches the bottom 13 when it flows along the inner surface 123 of the outer reservoir 11, it can be directed to the outlet 132 and removed from the reactor 10. Similarly, the descending heat transfer fluid as soon as it reaches the lower end 18 of the inner reservoir 15 can be guided through the outlet channel 181 and removed from the reactor 10 through the outlet 182. As for the upstream countercurrent gas, it can be removed through the exhaust 142. If desired, a condenser can be provided so that ndensirovat remote countercurrent gas for efficient collection. In addition, if necessary, the reaction along the annular space 16 can be maintained in vacuum to improve reaction kinetics.

В другом варианте осуществления, реактор 10, изображенный на фиг.4, может использоваться в реакции твердое-текучая среда-текучая среда и может включать в себя слой насадочного материала 40 внутри кольцевого пространства 16. Слой насадочного материала 40 может использоваться для увеличения площади поверхности, над которой нисходящий объем обрабатываемой жидкости может вступать в контакт, дополнительно увеличивая скорости переноса. Кроме того, насадочный материал 40 может обеспечивать, по существу, извилистый проход, сквозь который должна проходить нисходящая жидкость, и/или увеличивать период времени, в течение которого нисходящая жидкость может обрабатываться. В этой связи, насадочный материал 40 может действовать, дополнительно способствуя обработке, переработке и/или разделению, в то же время дополнительно придавая нисходящей жидкости относительно высокие скорости переноса. Насадочный материал 40 также может нагреваться или охлаждаться, например, кожухом 11 и/или с помощью теплообменной текучей среды внутри внутреннего резервуара 15, в зависимости от конкретного приложения. При нагреве или охлаждении наличие насадочного материала внутри кольцевого пространства 16 может обеспечивать, по существу, равномерное распределение температуры сквозь кольцевое пространство 16.In another embodiment, the reactor 10 shown in FIG. 4 can be used in a solid-fluid-fluid reaction and may include a layer of packing material 40 within the annular space 16. A layer of packing material 40 can be used to increase surface area, over which the downward volume of the treated fluid can come into contact, further increasing the transfer rate. In addition, the packing material 40 may provide a substantially tortuous passage through which the descending fluid must pass and / or extend the period of time during which the descending fluid can be processed. In this regard, the packing material 40 may act to further facilitate processing, processing and / or separation, while at the same time additionally imparting relatively high transfer rates to the descending liquid. The packing material 40 may also be heated or cooled, for example, by a casing 11 and / or by means of a heat exchange fluid inside the inner tank 15, depending on the particular application. When heating or cooling, the presence of packing material inside the annular space 16 can provide a substantially uniform temperature distribution through the annular space 16.

Пример 2: Испарение и дистилляцияExample 2: Evaporation and Distillation

Как показано в варианте осуществления, изображенном на фиг.5, реактор 50 настоящего изобретения может использоваться в процессах испарения и дистилляции. Процессы испарения и дистилляции включают в себя, например, удаление воды из нефтепродуктов, этанола, метанола, глицерина или других соединений. Кроме того, такие процессы могут включать в себя удаление легкой органики из тяжелой органики, такой как легкая бессернистая нефть из тяжелой нефти, метанол из смеси биодизеля и глицерина, метанол из глицерина, и легкая органика из тяжелой нефти. Кроме того, такие процессы могут включать в себя удаление органических растворителей, таких как этилацетат, из дисперсии полимера или удаление органических растворителей или мономеров во время процессов деполимеризации. Он также может использоваться в опреснении воды, концентрировании фруктового сока, концентрировании пищевых материалов, таких как суп, молоко, удалении легкой органики из грунтовой воды, удалении растворенной органики из обработанной воды (т.е. промышленных сточных вод) и удалении растворенных газов из жидкости, таких как диоксид углерода из горячего аминового раствора, сероводорода из воды, концентрировании суспензии, а также в множестве других приложений.As shown in the embodiment of FIG. 5, the reactor 50 of the present invention can be used in evaporation and distillation processes. Evaporation and distillation processes include, for example, the removal of water from petroleum products, ethanol, methanol, glycerol or other compounds. In addition, such processes may include the removal of light organics from heavy organics, such as light sulfur-free oil from heavy oil, methanol from a mixture of biodiesel and glycerol, methanol from glycerol, and light organics from heavy oil. In addition, such processes may include the removal of organic solvents, such as ethyl acetate, from the polymer dispersion, or the removal of organic solvents or monomers during depolymerization processes. It can also be used to desalinate water, concentrate fruit juice, concentrate food materials such as soup, milk, remove light organics from groundwater, remove dissolved organics from treated water (i.e. industrial wastewater), and remove dissolved gases from a liquid such as carbon dioxide from a hot amine solution, hydrogen sulfide from water, concentration of the suspension, as well as in many other applications.

В приложении для удаления легкой органики из тяжелой органики, внутренняя поверхность 123 внешнего резервуара 11 может нагреваться, например, кожухом 111, тогда как внешняя поверхность 171 внутреннего резервуара 15 может охлаждаться с помощь существенно охлажденной текучей среды, текущей вдоль внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15. Кроме того, кольцевое пространство 16 между внешним резервуаром 11 и внутренним резервуаром 15 может поддерживаться под вакуумом для ускорения реакционной кинетики.In an application for removing light organics from heavy organics, the inner surface 123 of the outer reservoir 11 may be heated, for example, by a casing 111, while the outer surface 171 of the inner reservoir 15 may be cooled by substantially cooled fluid flowing along the inner surface 172 of the inner reservoir 15. In addition, the annular space 16 between the outer reservoir 11 and the inner reservoir 15 can be maintained under vacuum to accelerate the reaction kinetics.

В условиях, обеспеченных выше, в одном варианте осуществления, жидкость, содержащая легкую органику или материал, испаряемый или дистиллируемый, может вводиться через проход 102 и распределяться с помощью первого вращательного элемента 103 равномерно вдоль нагреваемой внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11. Когда тонкая пленка жидкости спускается вниз по нагреваемой внутренней поверхности 123, пары могут возникать вдоль внутренней поверхности 123 и затем могут вступать в контакт с относительно более холодной внешней поверхностью 171 внутреннего резервуара 15. При контакте с относительно более холодной внешней поверхностью 171 пары могут конденсироваться и менять фазу на жидкую. Эта конденсированная жидкость может затем течь вниз вдоль внешней поверхности 171 внутреннего резервуара 15, где она может собираться в нижней части 13 внешнего резервуара 11. Это фазовое изменение от пара к жидкости может происходить на, по существу, коротком расстоянии внутри кольцевого пространства 16, обычно расстоянии между внутренней поверхностью 123 внешнего резервуара 11 и внешней поверхностью 171 внутреннего резервуара 15. Одно преимущество данной конфигурации состоит в том, что она обеспечивает энергетически эффективный способ отделения более легких компонентов от более тяжелых компонентов.Under the conditions provided above, in one embodiment, a liquid containing light organic matter or material that is vaporized or distilled can be introduced through passage 102 and distributed using the first rotary element 103 evenly along the heated inner surface 123 of the outer reservoir 11. When a thin film of liquid descends down the heated inner surface 123, vapors can occur along the inner surface 123 and then can come into contact with a relatively colder outer surface 17 1 of the inner reservoir 15. Upon contact with the relatively colder outer surface 171, the vapors may condense and change phase to liquid. This condensed liquid can then flow down along the outer surface 171 of the inner reservoir 15, where it can collect at the bottom 13 of the outer reservoir 11. This phase change from vapor to liquid can occur over a substantially short distance within the annular space 16, typically a distance between the inner surface 123 of the outer tank 11 and the outer surface 171 of the inner tank 15. One advantage of this configuration is that it provides an energy-efficient way to separate lighter components from heavier components.

Чтобы дополнительно улучшить энергетическую эффективность или сохранение энергии, вовлеченной в этот конкретный процесс, обрабатываемая жидкость может также использоваться в качестве теплообменной текучей среды. В частности, относительно холодная, обрабатываемая жидкость может направляться во внутренний резервуар 15 через трубу 104 и вдоль внутренней поверхности 172. Когда она спускается вдоль внутренней поверхности 172, пары, образующиеся из нисходящей обрабатываемой текучей среды вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11, могут вступать в контакт с внешней поверхностью 171 внутреннего резервуара 15. Тепловая энергия из паров может затем поглощаться относительно холодной, обрабатываемой жидкостью, спускающейся вдоль внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15. Эта жидкость вдоль внутренней поверхности 172, теперь при повышенной температуре, может собираться в нижнем конце 18 внутреннего резервуара 15 и направляться на внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11 через проход 102 и первый вращательный элемент 103. Когда она спускается вдоль внутренней поверхности 123, ее пары снова вступают в контакт с относительно более холодной внешней поверхностью 171 внутреннего резервуара 15, нагревая текучую среду вдоль внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15. Как только этот цикл установлен, кожух 111 может быть выключен, сберегая энергию, и описанный здесь процесс может протекать энергетически эффективным образом.In order to further improve the energy efficiency or conservation of energy involved in this particular process, the processed fluid can also be used as a heat transfer fluid. In particular, a relatively cold, processed fluid may be directed into the inner reservoir 15 through the pipe 104 and along the inner surface 172. When it descends along the inner surface 172, vapors generated from the downward process fluid along the inner surface 123 of the outer reservoir 11 may enter contact with the outer surface 171 of the inner tank 15. The heat energy from the vapors can then be absorbed by a relatively cold, processed fluid, descending along the inner surface 172 of the inner reservoir 15. This fluid along the inner surface 172, now at elevated temperature, can collect at the lower end 18 of the inner reservoir 15 and be directed to the inner surface 123 of the outer reservoir 11 through the passage 102 and the first rotational element 103. When it descends along the inner surface 123, its vapors again come into contact with the relatively colder outer surface 171 of the inner reservoir 15, heating the fluid along the inner surface 172 of the inner reservoir 15. Like only Once this cycle has been established, the casing 111 can be turned off to save energy, and the process described here can proceed in an energy-efficient manner.

Для любых несконденсированных паров, которые могут перемещаться к верхней части 14 внешнего резервуара 11, может быть обеспечен конденсатор, чтобы конденсировать такие оставшиеся пары. В одном варианте осуществления конденсатор может располагаться снаружи внешнего резервуара 11 и в проточном сообщении с выхлопом 142, чтобы получать несконденсированные пары, направляемые через выхлоп 142. Альтернативно, конденсатор может располагаться внутри внешнего резервуара 104. В одном варианте осуществления конденсатор может быть в форме спирали 51, расположенной внутри выхлопа 142.For any non-condensed vapors that can travel to the upper part 14 of the external reservoir 11, a condenser can be provided to condense such remaining vapors. In one embodiment, the capacitor may be located outside the external reservoir 11 and in fluid communication with the exhaust 142 to receive non-condensed vapors directed through the exhaust 142. Alternatively, the condenser may be located inside the external reservoir 104. In one embodiment, the capacitor may be in the form of a spiral 51 located inside the exhaust 142.

Следует заметить, что не вся жидкость, распределенная на нагретую внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11, может испаряться. В связи с этим, такая жидкость может иметь возможность стекать вниз по внутренней поверхности 123 и направляться наружу через выход 132 в нижней части 13 внешнего резервуара 11. Если желательно, такая жидкость может возвращаться обратно через проход 102 для повторной обработки.It should be noted that not all liquid distributed on the heated inner surface 123 of the outer tank 11 can evaporate. In this regard, such a liquid may be able to drain down the inner surface 123 and directed outward through the outlet 132 in the lower part 13 of the outer tank 11. If desired, such a liquid can be returned back through the passage 102 for reprocessing.

Альтернативно, отстойники могут быть расположены под реактором 50, чтобы собирать жидкость, удаленную из выхода 132 нижней части 13. Для конденсированной жидкости, которая прошла вниз по внешней поверхности 171 и которая накопилась в нижней части 13, отдельный отстойник может быть обеспечен для сбора такой текучей среды через вход 133.Alternatively, sumps may be located beneath reactor 50 to collect liquid removed from outlet 132 of lower portion 13. For condensed liquid that has passed down the outer surface 171 and which has accumulated in lower portion 13, a separate sump may be provided to collect such fluid Wednesday through input 133.

Пример 3: охлаждение перегретого параExample 3: cooling superheated steam

В варианте осуществления, изображенном на фиг.6, реактор 60 настоящего изобретения может использоваться в связи с охлаждением перегретого пара или деперегревом пара. И внутренняя поверхность 123 внешнего резервуара 11, и внешняя поверхность 171 внутреннего резервуара 15 могут поддерживаться при температуре, заметно меньшей (т.е. более холодной) относительно перегретого пара.In the embodiment shown in FIG. 6, the reactor 60 of the present invention can be used in connection with cooling superheated steam or deheating steam. Both the inner surface 123 of the outer reservoir 11 and the outer surface 171 of the inner reservoir 15 can be maintained at a temperature noticeably lower (i.e. colder) relative to the superheated steam.

Чтобы поддерживать внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11 при относительно холодной температуре, относительно холодная жидкость может вводиться через проход 102, распределяемая первым вращательным элементом 103 на и, по существу, равномерно вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11. Дополнительно или альтернативно, кожух 111 может быть установлен на заданный температурный уровень, сохраняя внутреннюю поверхность 123 при такой, относительно низкой температуре. Чтобы поддерживать внешнюю поверхность 171 внутреннего резервуара 15 при подобной, относительно низкой температуре, относительно холодная жидкость может вводиться через трубу 104 во внутренний резервуар 15. Эта текучая среда затем направляется во второй вращательный элемент 105 и затем распределяется на и, по существу, равномерно вдоль внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15.In order to maintain the inner surface 123 of the outer reservoir 11 at a relatively cold temperature, relatively cold liquid may be introduced through the passage 102 distributed by the first rotational element 103 on and substantially uniformly along the inner surface 123 of the outer reservoir 11. Additionally or alternatively, the casing 111 may be set to a predetermined temperature level, while maintaining the inner surface 123 at such a relatively low temperature. In order to maintain the outer surface 171 of the inner tank 15 at a similar, relatively low temperature, a relatively cold liquid can be introduced through the pipe 104 into the inner tank 15. This fluid is then sent to the second rotary element 105 and then distributed on and substantially uniformly along the inner surface 172 of the inner tank 15.

В обеспеченных выше условиях перегретый пар может вводиться во внешний резервуар 11 через выхлоп 142 в верхней части 14 внешнего резервуара 11. В одном варианте осуществления перегретый пар может обеспечиваться в виде осадков водяных частиц в интервале, например, от микродиапазона до нанодиапазона. Пар может затем направляться в кольцевое пространство 16, где он сталкивается, с одной стороны, с относительно холодной внутренней поверхностью 123 внешнего резервуара 11, а с другой стороны с относительно холодной внешней поверхностью 171 внутреннего резервуара 15. Кроме того, как только перегретый пар входит в относительно холодное кольцевое пространство 16, он сталкивается с холодной текучей средой, распределяемой из первого вращательного элемента 103. Встреча с относительно холодной текучей средой, распределяемой из первого вращательного элемента 103, действует, охлаждая перегретый пар до определенного уровня. Затем, когда пар движется вдоль кольцевого пространства 16, он может дополнительно охлаждаться и конденсироваться в жидкость для сбора.Under the conditions provided above, superheated steam can be introduced into the external reservoir 11 through the exhaust 142 at the top 14 of the external reservoir 11. In one embodiment, superheated steam can be provided in the form of precipitation of water particles in the range, for example, from the microrange to the nanoscale. The steam can then be directed into the annular space 16, where it collides, on the one hand, with the relatively cold inner surface 123 of the outer tank 11, and on the other hand with the relatively cold outer surface 171 of the inner tank 15. In addition, as soon as the superheated steam enters the relatively cold annular space 16, it is faced with a cold fluid distributed from the first rotational element 103. A meeting with a relatively cold fluid distributed from the first rotational element element 103, acts by cooling superheated steam to a certain level. Then, when the steam moves along the annular space 16, it can further be cooled and condensed into a collection fluid.

В частности, когда перегретый пар проходит в кольцевом пространстве 16 и через относительно холодную, распределяемую жидкость, в одном варианте осуществления, пар может передавать часть своей тепловой энергии (т.е. тепла) распределенной жидкости и может выталкиваться распределенной жидкостью на внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 104. В одном варианте осуществления распределяемая жидкость может действовать, покрывая частицы пара, т.е. процесс покрытия in-situ, и выталкивать пар на внутреннюю поверхность 123. Когда пар выталкивается на внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11, он может охлаждаться снова относительно холодной температурой, которая поддерживается вдоль внутренней поверхности 123. Кроме того, так как пар передает свое тепло распределенной жидкости в кольцевом пространстве или вдоль внутренней поверхности 123, увеличение температуры может заставлять жидкость испаряться. Пары, когда образуются в кольцевом пространстве 16, могут конденсироваться с помощью относительно холодной внешней поверхности 171 внутреннего резервуара 15. Это непрерывное взаимодействие с распределенной текучей средой, внутренней поверхностью 123 внешнего резервуара 11 и внешней поверхностью 171 внутреннего резервуара 15 может действовать, быстро охлаждая перегретый пар. Охлажденный пар может затем конденсироваться и течь вдоль внешней поверхности 171 внутреннего резервуара 15 и внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11 вниз к нижней части 13 внешнего резервуара 11, где он может собираться.In particular, when superheated steam passes in the annular space 16 and through a relatively cold, distributed liquid, in one embodiment, the steam can transfer part of its thermal energy (i.e. heat) to the distributed liquid and can be pushed out by the distributed liquid to the inner surface 123 of the outer reservoir 104. In one embodiment, the dispensed liquid may act to cover vapor particles, i.e. the in-situ coating process, and pushing the steam onto the inner surface 123. When the steam is pushed onto the inner surface 123 of the outer tank 11, it can be cooled again with a relatively cold temperature that is maintained along the inner surface 123. In addition, since the steam transfers its heat to the distributed liquid in the annular space or along the inner surface 123, an increase in temperature may cause the liquid to vaporize. Vapors, when formed in the annular space 16, can condense using the relatively cold outer surface 171 of the inner reservoir 15. This continuous interaction with the distributed fluid, the inner surface 123 of the outer reservoir 11 and the outer surface 171 of the inner reservoir 15 can quickly cool the superheated steam . The cooled vapor can then condense and flow along the outer surface 171 of the inner tank 15 and the inner surface 123 of the outer tank 11 down to the bottom 13 of the outer tank 11 where it can be collected.

Следует понимать, что, хотя охлаждение перегретого пара может выполняться с совпадающим течением, как описано выше, оно может также выполняться в дизайне с противоточным течением. То есть, пар может вводиться в противоточном направлении к относительно холодной текучей среде, распределяемой из первого вращательного элемента 103.It should be understood that, although the cooling of superheated steam can be performed with the same flow, as described above, it can also be performed in the design with a countercurrent flow. That is, steam can be introduced in a countercurrent direction to a relatively cold fluid distributed from the first rotational element 103.

Пример 4: реакции, инициируемые УФ или микроволнамиExample 4: reactions initiated by UV or microwave

Как показано в варианте осуществления, изображенном на фиг.7, реактор 70 настоящего изобретения может использоваться в связи с инициируемыми ультрафиолетом (УФ) реакциями, такими как фотополимеризация, обработка или дезинфекция воды, или органические реакции для получения клинических лекарств. Кроме того, реактор 70 также может использоваться в связи с реакциями, инициируемыми микроволнами. В частности, микроволновая энергия может использоваться в качестве источника для обеспечения тепла и в качестве стимулирующего агента для органических реакций, особенно для реакций, включающих холодную суспензию, жидкую органику, фармацевтические препараты и превращение древесных опилок и других продуктов на основе древесины в целлюлозу. Микроволновая энергия также может использоваться для энергетически эффективного испарения воды, процессов опреснения, захвата и изоляции диоксида углерода. Можно заметить, что энергия от, например, микроволн и УФ-волн может действовать, разрушая патогенные организмы и бактерии в текучей среде. Другие источники энергии, также возможные в данном изобретении, не следует считать исключенными таким образом.As shown in the embodiment of FIG. 7, the reactor 70 of the present invention can be used in connection with ultraviolet (UV) initiated reactions, such as photopolymerization, treatment or disinfection of water, or organic reactions to produce clinical drugs. In addition, the reactor 70 can also be used in connection with reactions initiated by microwaves. In particular, microwave energy can be used as a source for providing heat and as a stimulating agent for organic reactions, especially for reactions including cold suspension, liquid organics, pharmaceuticals, and the conversion of sawdust and other wood-based products into cellulose. Microwave energy can also be used for energy-efficient evaporation of water, desalination, capture and isolation of carbon dioxide. You may notice that energy from, for example, microwaves and UV waves can act to destroy pathogens and bacteria in the fluid. Other energy sources also possible in this invention should not be considered so excluded.

Для использования в опреснении и обработке воды с использованием микроволн реактор 70 может настраиваться, по существу, таким же образом, как описано в связи с фиг.1. В одном варианте осуществления соленая жидкость может вводиться через проход 102 и распределяться первым вращательным элементом 103 на нагретую внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11 и равномерно вдоль нее. В то же время относительно холодная жидкость может вводиться через трубу 104 во внутренний резервуар 15. Эта текучая среда может затем направляться во второй вращательный элемент 105 и затем распределяться на и, по существу, равномерно вдоль внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15.For use in desalination and water treatment using microwaves, the reactor 70 may be tuned in substantially the same manner as described in connection with FIG. In one embodiment, the salty liquid may be introduced through the passage 102 and distributed by the first rotational element 103 on the heated inner surface 123 of the outer tank 11 and evenly along it. At the same time, relatively cold liquid can be introduced through the pipe 104 into the inner reservoir 15. This fluid can then be directed to the second rotational element 105 and then distributed on and substantially evenly along the inner surface 172 of the inner reservoir 15.

Когда, по существу, равномерная тонкая пленка соленой жидкости проходит вдоль внутренней поверхности 123 резервуара 11, источник энергии, такой как устройство генерации микроволн 71, расположенное возле тела 12 внешнего резервуара 11, может активироваться, передавая микроволновое излучение через стенки тела 12, нагревая соленую текучую среду, текущую вдоль внутренней поверхности 123 резервуара 11. Это заставляет тонкую пленку соленой текучей среды испаряться. Следует понимать, что при использовании такого источника энергии, как микроволновой генератор 71, когда энергия должна действовать на обрабатываемую текучую среду во внешнем резервуаре 11, но не должна действовать на теплообменную текучую среду во внутреннем резервуаре 15, тело 12 внешнего резервуара 11 может быть сделано из материала, который позволяет такой энергии проходить сквозь него, тогда как внутренний резервуар 15 может быть сделан из материала, который может быть непроницаемым для такой энергии.When a substantially uniform thin film of salt liquid extends along the inner surface 123 of the tank 11, an energy source such as a microwave generation device 71 located near the body 12 of the external tank 11 can be activated by transmitting microwave radiation through the walls of the body 12, heating the salty fluid a medium flowing along the inner surface 123 of tank 11. This causes a thin film of salty fluid to evaporate. It should be understood that when using an energy source such as a microwave generator 71, when the energy must act on the processed fluid in the external tank 11, but should not act on the heat transfer fluid in the internal tank 15, the body 12 of the external tank 11 can be made of material that allows such energy to pass through it, while the inner reservoir 15 can be made of material that can be impervious to such energy.

Образующийся пар может затем проходить сквозь кольцевое пространство 16 к относительно холодной внешней поверхности 171 внутреннего резервуара 15. При контакте с относительно холодной внешней поверхностью 171 пар может конденсироваться в жидкость и может проходить к низу внешней поверхности 171 внутреннего резервуара 15. Конденсированная жидкость может затем собираться в нижней части 13 внешнего резервуара 11. В одном варианте осуществления данный процесс может выполняться в кольцевом пространстве 16 в условиях вакуума. Альтернативно, данный процесс может выполняться в условиях атмосферного или приблизительно атмосферного давления.The generated vapor can then pass through the annular space 16 to the relatively cold outer surface 171 of the inner reservoir 15. Upon contact with the relatively cold outer surface 171, the vapor can condense into liquid and can pass to the bottom of the outer surface 171 of the inner reservoir 15. The condensed liquid can then collect the lower part 13 of the external reservoir 11. In one embodiment, this process can be performed in the annular space 16 in a vacuum. Alternatively, the process may be performed under atmospheric or approximately atmospheric pressure.

Следует понимать, что не вся текучая среда нагревается микроволновым излучением. Таким образом, нагретая текучая среда, текущая вдоль внутренней поверхности 123 внешнего резервуара 11 может собираться через выход 132 в нижней части 13 и возвращаться обратно во внешний резервуар 11 через проход 102. Таким образом, после того как данный процесс инициирован, не так много энергии может требоваться от микроволнового источника 71 для нагрева обрабатываемой соленой текучей среды. В результате, данная конструкция может обеспечивать, по существу, энергетически эффективную систему для дистилляции.It should be understood that not all fluid is heated by microwave radiation. Thus, the heated fluid flowing along the inner surface 123 of the outer tank 11 can collect through the outlet 132 at the bottom 13 and return back to the outer tank 11 through the passage 102. Thus, after this process is initiated, not much energy can be required from the microwave source 71 to heat the saline fluid being treated. As a result, this design can provide a substantially energy-efficient distillation system.

В определенных случаях, в добавление к использованию микроволнового излучения, ультрафиолетовое (УФ) излучение также может использоваться для разрушения патогенных организмов или бактерий, которые могут присутствовать в обрабатываемой текучей среде.In certain cases, in addition to using microwave radiation, ultraviolet (UV) radiation can also be used to destroy pathogens or bacteria that may be present in the treated fluid.

Пример 5: удаление диоксида углеродаExample 5: carbon dioxide removal

Для применения в целях захвата и изоляции диоксида углерода, любой из реакторов, показанных выше, включая реакторы, изображенные на фиг.1, 2 и 3, может использоваться, по существу, таким же образом, как описано выше.For use in capturing and isolating carbon dioxide, any of the reactors shown above, including those shown in FIGS. 1, 2, and 3, can be used in substantially the same manner as described above.

В одном варианте осуществления, используя жидкость (например, раствор амина), способную поглощать газообразный диоксид углерода, некоторый объем такой жидкости может контактировать с окружающей средой, содержащей газообразный диоксид углерода, чтобы поглощать диоксид углерода в данную жидкость и удалять его из окружающей среды. После насыщения диоксидом углерода, данная жидкость может вводиться через проход 102 и распределяться с помощью первого вращательного элемента 103 на нагретую внутреннюю поверхность 123 внешнего резервуара 11 и равномерно вдоль нее. В то же время, нисходящий противоточный газовый поток, способный поглощать диоксид углерода, может вводиться в кольцевое пространство 16.In one embodiment, using a liquid (eg, an amine solution) capable of absorbing carbon dioxide gas, a certain volume of such a liquid may be in contact with an environment containing carbon dioxide gas to absorb carbon dioxide into the liquid and remove it from the environment. After being saturated with carbon dioxide, this fluid can be introduced through passage 102 and distributed via the first rotational element 103 onto the heated inner surface 123 of the outer reservoir 11 and uniformly along it. At the same time, a downward countercurrent gas stream capable of absorbing carbon dioxide can be introduced into the annular space 16.

Когда, по существу, равномерная тонкая пленка насыщенной жидкости проходит вдоль внутренней поверхности 123 резервуара 11, нагревающее устройство 71, такое как микроволны или трубы с текучей средой, расположенное возле тела 12 внешнего резервуара 11, может активироваться, нагревая насыщенную текучую среду, текущую вдоль внутренней поверхности 123 резервуара 11. Противоточный газовый поток, с другой стороны, может поддерживаться при относительно низкой температуре. Чтобы сделать это, относительно холодная жидкость может вводиться через трубу 104 во внутренний резервуар 15. Эта текучая среда может затем направляться во второй вращательный элемент 105 и затем распределяться на и, по существу, равномерно вдоль внутренней поверхности 172 внутреннего резервуара 15.When a substantially uniform thin film of saturated liquid extends along the inner surface 123 of the reservoir 11, a heating device 71, such as microwaves or fluid pipes located near the body 12 of the outer reservoir 11, can be activated by heating the saturated fluid flowing along the inner surface 123 of tank 11. Countercurrent gas flow, on the other hand, can be maintained at a relatively low temperature. To do this, relatively cold liquid can be introduced through the pipe 104 into the inner reservoir 15. This fluid can then be directed to the second rotational element 105 and then distributed on and substantially uniformly along the inner surface 172 of the inner reservoir 15.

Когда восходящий противоточный газовый поток приходит в контакт с нагретой насыщенной жидкостью, противоточный газ может взаимодействовать с насыщенной жидкостью и поглощать диоксид углерода из жидкости. Жидкость может затем продолжать двигаться вниз по внутренней поверхности 123 и направляться наружу через выход 132 в нижней части 13 внешнего резервуара 11, где она может собираться или возвращаться обратно в проход 102. Что касается восходящего противоточного газового потока, насыщенного теперь диоксидом углерода, он может удаляться через выхлоп 142 в верхней части 14 внешнего резервуара 11. Газовый поток, насыщенный диоксидом углерода, может затем смешиваться с другими жидкостями или материалами с получением карбонатного продукта.When an upstream countercurrent gas stream comes into contact with a heated saturated liquid, the countercurrent gas can interact with the saturated liquid and absorb carbon dioxide from the liquid. The fluid can then continue to move downward along the inner surface 123 and out through the outlet 132 at the bottom 13 of the outer reservoir 11, where it can collect or return back to the passage 102. As for the upward countercurrent gas stream, now saturated with carbon dioxide, it can be removed through the exhaust 142 in the upper part 14 of the external reservoir 11. The gas stream saturated with carbon dioxide can then be mixed with other liquids or materials to produce a carbonate product.

Пример 6Example 6

В одном варианте осуществления, изображенном на фиг.8, реакторы 80, подобные любым из реакторов, изображенных на фиг.1-7, могут располагаться последовательно и могут быть организованы так, чтобы быть в проточном сообщении друг с другом, так что любое из приложений, описанных выше, может выполняться непрерывно последовательно или позволять множество проходов текучей среды через реактор такого же или подобного дизайна. Следует отметить, что любая возможная комбинация реакторов может быть установлена последовательно, и данные последовательности не ограничиваются каким-либо максимальным количеством реакторов.In one embodiment, shown in Fig. 8, reactors 80, like any of the reactors shown in Figs. 1-7, can be arranged in series and arranged to be in fluid communication with each other, so that any of the applications described above can be performed continuously sequentially or allow multiple passages of fluid through a reactor of the same or similar design. It should be noted that any possible combination of reactors can be installed in series, and these sequences are not limited to any maximum number of reactors.

В дополнительном варианте осуществления, как показано на фиг.9, вместо обеспечения последовательности реакторов, реактор 10 настоящего изобретения может быть сконструирован так, чтобы включать в себя, по меньшей мере, третий резервуар 90, который может находиться внутри внутреннего резервуара 15, обеспечивая второе кольцевое пространство 91 между внешней поверхностью третьего резервуара 90 и внутренней поверхностью 172 внутреннего резервуара 15. В этой конструкции текучая среда и/или газ, текущий вдоль кольцевого пространства 16 между внешним резервуаром 11 и внутренним резервуаром 15, оказавшись вне этого кольцевого пространства 16, может направляться в кольцевое пространство 91, расположенное между внутренним резервуаром 15 и третьим резервуаром 90 внутри внутреннего резервуара 15. Перенаправление может выполняться посредством отверстий 92 на верхнем конце 19 и отверстий 93 на нижнем конце 18 внутреннего резервуара 15. Данная конструкция может позволять обрабатываемой текучей среде делать множество проходов через реактор 10, увеличивая скорости переноса. Следует заметить, что четвертый резервуар также может находиться внутри третьего резервуара, обеспечивая третье кольцевое пространство. Эта конструкция может повторяться с дополнительными пятым, шестым или любым добавочным резервуарами, если необходимо.In a further embodiment, as shown in FIG. 9, instead of providing a sequence of reactors, the reactor 10 of the present invention may be designed to include at least a third reservoir 90, which may be located inside the inner reservoir 15, providing a second annular a space 91 between the outer surface of the third reservoir 90 and the inner surface 172 of the inner reservoir 15. In this design, fluid and / or gas flowing along the annular space 16 between the outer the reservoir 11 and the inner reservoir 15, being outside this annular space 16, can be guided into the annular space 91 located between the inner reservoir 15 and the third reservoir 90 inside the inner reservoir 15. Redirection can be performed through holes 92 at the upper end 19 and holes 93 on the lower the end 18 of the inner tank 15. This design may allow the process fluid to make many passes through the reactor 10, increasing the transfer rate. It should be noted that the fourth tank may also be located inside the third tank, providing a third annular space. This design can be repeated with additional fifth, sixth or any additional tanks, if necessary.

Конечно, если желательно множество проходов, текучая среда и/или газ, захваченный из кольцевого пространства 16 в любом из реакторов на фиг.1-7, может возвращаться обратно в кольцевое пространство 16 для стольких проходов, сколько требуется.Of course, if multiple passages are desired, fluid and / or gas trapped from the annular space 16 in any of the reactors of FIGS. 1-7 can return back to the annular space 16 for as many passages as required.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на определенные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что различные изменения могут быть сделаны и эквиваленты могут быть заменены без отклонения от истинной сущности и объема данного изобретения. Кроме того, многие модификации могут быть сделаны, чтобы соответствовать конкретной ситуации, указанию, материалу и композиции вещества, стадии или стадиям способа, без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Все такие модификации подразумеваются находящимися внутри объема приложенной здесь формулы изобретения.Although the present invention has been described with reference to certain embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted without departing from the true spirit and scope of the present invention. In addition, many modifications can be made to suit the specific situation, indication, material and composition of the substance, process steps or steps, without departing from the spirit and scope of the present invention. All such modifications are intended to be within the scope of the appended claims.

Claims (49)

1. Реактор, содержащий:
внешний резервуар, имеющий внутреннюю поверхность, напротив которой может находиться обрабатываемая текучая среда;
внутренний резервуар, находящийся внутри внешнего резервуара и имеющий внешнюю поверхность, служащую в качестве поверхности теплообмена для обрабатываемой текучей среды, и внутреннюю поверхность, разработанную так, чтобы позволять теплообменной текучей среде течь в, по существу, равномерной тонкой пленке; и
кольцевое пространство, заданное между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, для обеспечения прохода, вдоль которого может подаваться обрабатываемая текучая среда, где данное кольцевое пространство разработано так, чтобы поддерживать разность температур между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, придавая обрабатываемой текучей среде относительно высокие скорости переноса.
1. A reactor containing:
an external reservoir having an inner surface opposite which the process fluid may be located;
an inner reservoir located inside the outer reservoir and having an outer surface serving as a heat exchange surface for the fluid to be treated, and an inner surface designed to allow the heat exchange fluid to flow in a substantially uniform thin film; and
an annular space defined between the external reservoir and the inner reservoir to provide a passage along which the process fluid may be supplied, where this annular space is designed to maintain a temperature difference between the external reservoir and the internal reservoir, imparting relatively high transfer rates to the process fluid.
2. Реактор по п.1, где внутренняя поверхность внешнего резервуара разработана так, чтобы позволять обрабатываемой текучей среде опускаться в, по существу, равномерную тонкую пленку.2. The reactor according to claim 1, where the inner surface of the external tank is designed to allow the processed fluid to fall into a substantially uniform thin film. 3. Реактор по п.2, где данная, по существу, равномерная тонкая пленка позволяет обрабатываемой текучей среде хорошо подходить для обработки, переработки и/или разделения.3. The reactor according to claim 2, where this essentially uniform thin film allows the process fluid to be well suited for processing, processing and / or separation. 4. Реактор по п.2, где данная, по существу, равномерная тонкая пленка обеспечивает обрабатываемую текучую среду относительно высокой скоростью одного из теплопереноса, массопереноса, перемешивания или их комбинации.4. The reactor according to claim 2, where this essentially uniform thin film provides the processed fluid with a relatively high speed of one of heat transfer, mass transfer, mixing, or a combination thereof. 5. Реактор по п.1, где внутренняя поверхность внешнего резервуара может быть обеспечена профилированным рисунком, создающим дополнительную площадь поверхности, над которой обрабатываемая текучая среда может течь, облегчая одно из обработки, переработки, разделения, увеличения времени пребывания внутри кольцевого пространства или их комбинацию.5. The reactor according to claim 1, where the inner surface of the external tank can be provided with a profiled pattern that creates additional surface area over which the processed fluid can flow, facilitating one of the processing, processing, separation, increase the residence time inside the annular space, or a combination thereof . 6. Реактор по п.1, где внутренняя поверхность внешнего резервуара может быть покрыта, чтобы облегчить обработку, переработку и/или разделение обрабатываемой текучей среды.6. The reactor according to claim 1, where the inner surface of the external tank may be coated to facilitate the processing, processing and / or separation of the processed fluid. 7. Реактор по п.1, где внешний резервуар также включает в себя нижнюю часть, разработанную для сбора и удаления обрабатываемой текучей среды, которая спустилась по внутренней поверхности.7. The reactor according to claim 1, where the external tank also includes a lower part designed to collect and remove the processed fluid that has descended on the inner surface. 8. Реактор по п.1, где внутренний резервуар включает в себя внутреннюю поверхность, вдоль которой может течь теплообменная текучая среда.8. The reactor according to claim 1, where the inner reservoir includes an inner surface along which heat exchange fluid may flow. 9. Реактор по п.8, где теплообменная текучая среда имеет температуру, отличную от температуры обрабатываемой текучей среды, вызывая разность температур между внешней поверхностью внутреннего резервуара и внутренней поверхностью внешнего резервуара.9. The reactor of claim 8, where the heat transfer fluid has a temperature different from the temperature of the processed fluid, causing a temperature difference between the outer surface of the inner tank and the inner surface of the outer tank. 10. Реактор по п.8, где внутренняя поверхность внутреннего резервуара может быть обеспечена профилированным рисунком для увеличения поверхностного натяжения, чтобы обеспечивать и поддерживать, по существу, тонкую и равномерную пленку теплообменной текучей среды.10. The reactor of claim 8, where the inner surface of the inner tank can be provided with a profiled pattern to increase surface tension, in order to provide and maintain a substantially thin and uniform film of heat transfer fluid. 11. Реактор по п.8, где внутренний резервуар также включает в себя нижний конец, разработанный для сбора и удаления теплообменной текучей среды, которая спустилась по внутренней поверхности.11. The reactor of claim 8, where the inner tank also includes a lower end, designed to collect and remove heat transfer fluid that has descended on the inner surface. 12. Реактор по п.1, где кольцевое пространство разработано так, чтобы позволять направлять вторую текучую среду в кольцевое пространство для взаимодействия обрабатываемой текучей средой.12. The reactor according to claim 1, where the annular space is designed to allow directing the second fluid into the annular space for interaction with the processed fluid. 13. Реактор по п.12, где вторая текучая среда может действовать, увеличивая точки контактов на границе раздела между второй текучей средой и обрабатываемой текучей средой над относительно большой площадью поверхности внутри кольцевого пространства, придавая обрабатываемой текучей среде относительно высокие скорости переноса.13. The reactor of claim 12, wherein the second fluid may act by increasing contact points at the interface between the second fluid and the process fluid over a relatively large surface area within the annular space, giving the process fluid a relatively high transfer rate. 14. Реактор по п.1, где кольцевое пространство разработано так, чтобы позволять направлять вторую текучую среду в кольцевое пространство в противотоке относительно обрабатываемой текучей среды для взаимодействия с обрабатываемой текучей средой.14. The reactor according to claim 1, where the annular space is designed so as to allow the second fluid to be directed into the annular space in countercurrent with respect to the process fluid to interact with the process fluid. 15. Реактор по п.1, где кольцевое пространство обеспечено при относительно коротком расстоянии между внутренней поверхностью внешнего резервуара и внешней поверхностью внутреннего резервуара, чтобы придавать обрабатываемой текучей среде относительно высокие скорости переноса.15. The reactor according to claim 1, where the annular space is provided with a relatively short distance between the inner surface of the outer tank and the outer surface of the inner tank to give the processed fluid a relatively high transfer rate. 16. Реактор по п.1, дополнительно включающий в себя систему распределения текучей среды, позволяющую введение обрабатываемой текучей среды на внутреннюю поверхность внешнего резервуара и внутреннюю поверхность внутреннего резервуара.16. The reactor according to claim 1, further comprising a fluid distribution system allowing introduction of the process fluid onto the inner surface of the outer tank and the inner surface of the inner tank. 17. Реактор по п.16, где данная система распределения текучей среды включает в себя вращательный элемент внутри внешнего резервуара для образования, по существу, тонких капель или нитевидных элементов из обрабатываемой текучей среды, так что, по существу, равномерная тонкая пленка обрабатываемой текучей среды может быть обеспечена на внутренней поверхности внешнего элемента.17. The reactor according to clause 16, where the fluid distribution system includes a rotational element inside the external reservoir for the formation of essentially thin droplets or filamentary elements from the processed fluid, so that a substantially uniform thin film of the processed fluid can be provided on the inner surface of the outer element. 18. Реактор по п.16, где данная система распределения текучей среды включает в себя вращательный элемент внутри внутреннего резервуара для образования, по существу, тонких капель или нитевидных элементов из теплообменной текучей среды, так что, по существу, равномерная тонкая пленка теплообменной текучей среды может быть обеспечена на внутренней поверхности внутреннего элемента.18. The reactor according to clause 16, where the fluid distribution system includes a rotational element inside the inner tank for the formation of essentially thin drops or filamentary elements from the heat transfer fluid, so that a substantially uniform thin film of heat transfer fluid can be provided on the inner surface of the inner element. 19. Реактор по п.1, дополнительно включающий в себя источник энергии, обеспеченный возле внешнего резервуара, действующий в качестве источника нагрева или охлаждения обрабатываемой текучей среды вдоль внутренней поверхности внешнего резервуара.19. The reactor according to claim 1, further comprising an energy source provided near the external reservoir, acting as a source of heating or cooling of the process fluid along the inner surface of the external reservoir. 20. Реактор по п.1, дополнительно включающий в себя слой насадочного материала внутри кольцевого пространства, чтобы увеличить площадь поверхности, над которой может контактировать объем обрабатываемой текучей среды, для увеличения скоростей ее переноса.20. The reactor according to claim 1, further comprising a layer of packed material inside the annular space to increase the surface area over which the volume of the processed fluid can contact to increase its transfer rates. 21. Реактор по п.20, где данный слой насадочного материала может обеспечивать, по существу, равномерное распределение температуры поперек кольцевого пространства.21. The reactor according to claim 20, where this layer of packed material can provide essentially uniform temperature distribution across the annular space. 22. Реактор по п.1, дополнительно включающий в себя третий резервуар, расположенный внутри внутреннего резервуара так, чтобы обеспечивать другое кольцевое пространство между третьим резервуаром и внутренним резервуаром, позволяя обрабатываемой текучей среде многократно проходить сквозь реактор, увеличивая скорости переноса.22. The reactor according to claim 1, further comprising a third tank located inside the inner tank so as to provide another annular space between the third tank and the inner tank, allowing the processed fluid to repeatedly pass through the reactor, increasing the transfer speed. 23. Система для обработки текучей среды, в которой множество реакторов по п.1 соединены последовательно, позволяя обрабатываемой текучей среде многократно проходить сквозь реакторы, увеличивая скорости переноса.23. A fluid processing system in which a plurality of reactors according to claim 1 are connected in series, allowing the fluid to be processed to repeatedly pass through the reactors, increasing transfer rates. 24. Система по п.23, где каждый реактор сконструирован так, чтобы обрабатывать обрабатываемую текучую среду по-другому.24. The system according to item 23, where each reactor is designed to process the processed fluid in a different way. 25. Способ обработки текучей среды, где:
вводят обрабатываемую текучую среду во внешний резервуар и напротив его внутренней поверхности;
обеспечивают, внутри внешнего резервуара, внутренний резервуар с теплообменной поверхностью с температурой, отличающейся от температуры обрабатываемой текучей среды;
придания по существу равномерного тонкопленочного течения теплообменной текучей среды вдоль внутренней поверхности внутреннего резервуара; и
поддерживают разницу температур поперек прохода между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, придавая обрабатываемой текучей среде в нем относительно высокие скорости переноса.
25. A method of processing a fluid, where:
injecting the process fluid into the external reservoir and opposite its internal surface;
provide, inside the external tank, an internal tank with a heat exchange surface with a temperature different from the temperature of the processed fluid;
imparting a substantially uniform thin film flow to the heat exchange fluid along the inner surface of the inner tank; and
maintain the temperature difference across the passage between the external tank and the internal tank, giving the process fluid therein relatively high transfer rates.
26. Способ по п.25, где на стадии введения обеспечивают, по существу, равномерное тонкопленочное течение обрабатываемой текучей среды напротив внутренней поверхности внешнего резервуара.26. The method according A.25, where at the stage of introduction provide essentially uniform thin-film flow of the processed fluid opposite the inner surface of the external reservoir. 27. Способ по п.26, где на данной стадии обеспечения, по существу, равномерное тонкопленочное течение усиливает способность текучей среды к обработке, переработке и/или разделению.27. The method according to p. 26, where at this stage of providing, essentially uniform thin-film flow enhances the ability of the fluid to process, process and / or separation. 28. Способ по п.26, где на данной стадии обеспечения позволяют обрабатываемой текучей среде иметь относительно высокую скорость теплопереноса, массопереноса, перемешивания или их комбинацию.28. The method according to p. 26, where at this stage of providing allow the processed fluid to have a relatively high speed of heat transfer, mass transfer, mixing, or a combination thereof. 29. Способ по п.26, где на данной стадии обеспечения вращательным образом распределяют внутри внешнего резервуара, по существу, тонкие капли или нитевидные элементы обрабатываемой текучей среды.29. The method according to p. 26, where at this stage of providing rotationally distributed inside the external reservoir, essentially thin drops or filamentary elements of the processed fluid. 30. Способ по п.25, где на стадии введения придают внутренней поверхности внешнего резервуара профилированный рисунок, образуя дополнительную площадь поверхности, над которой обрабатываемая текучая среда может течь, облегчая одно из обработки, переработки, разделения, увеличения времени пребывания обрабатываемой текучей среды внутри прохода или их комбинацию.30. The method according A.25, where at the stage of introduction give the inner surface of the external tank a profiled pattern, forming an additional surface area over which the processed fluid can flow, facilitating one of the processing, processing, separation, increase the residence time of the processed fluid inside the passage or a combination thereof. 31. Способ по п.25, где на стадии введения покрывают внутреннюю поверхность внешнего резервуара, чтобы облегчить обработку, переработку и/или разделение обрабатываемой текучей среды.31. The method according A.25, where at the stage of introduction cover the inner surface of the external tank to facilitate the processing, processing and / or separation of the processed fluid. 32. Способ по п.25, где на стадии обеспечения распределяют напротив внутренней поверхности внутреннего резервуара теплообменную текучую среду при температуре, отличающейся от температуры обрабатываемой текучей среды.32. The method according A.25, where at the stage of providing distributed opposite to the inner surface of the inner tank heat transfer fluid at a temperature different from the temperature of the processed fluid. 33. Способ по п.32, где на стадии распределения создают разницу температур между внешней поверхностью внутреннего резервуара и внутренней поверхностью внешнего резервуара.33. The method according to p, where at the stage of distribution create a temperature difference between the outer surface of the inner reservoir and the inner surface of the outer reservoir. 34. Способ по п.29, где на стадии распределения вращательным образом распределяют внутри внутреннего резервуара, по существу, тонкие капли или нитевидные элементы теплообменной текучей среды.34. The method according to clause 29, where at the stage of distribution rotationally distribute inside the inner tank, essentially thin droplets or threadlike elements of the heat transfer fluid. 35. Способ по п.25, где на стадии обеспечения обеспечивают внутреннюю поверхность внутреннего резервуара профилированным рисунком для увеличения поверхностного натяжения, чтобы обеспечивать и поддерживать, по существу, тонкую и равномерную пленку теплообменной текучей среды.35. The method according A.25, where at the stage of providing provide the inner surface of the inner tank with a profiled pattern to increase surface tension to provide and maintain a substantially thin and uniform film of heat transfer fluid. 36. Способ по п.25, где дополнительно направляют вторую текучую среду в проход между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, позволяя взаимодействие с обрабатываемой текучей средой.36. The method according A.25, where additionally direct the second fluid into the passage between the external tank and the internal tank, allowing interaction with the processed fluid. 37. Способ по п.36, где на данной стадии направления увеличивают точки контакта на границе раздела между второй текучей средой и обрабатываемой текучей средой над относительно большой площадью поверхности внутри данного прохода, придавая обрабатываемой текучей среде относительно высокие скорости переноса.37. The method according to clause 36, where at this stage, the directions increase the contact point at the interface between the second fluid and the process fluid over a relatively large surface area inside this passage, giving the process fluid a relatively high transfer rate. 38. Способ по п.36, где на данной стадии направления позволяют второй текучей среде двигаться внутри данного прохода в противотоке относительно обрабатываемой текучей среды.38. The method according to clause 36, where at this stage, directions allow the second fluid to move inside this passage in countercurrent relative to the processed fluid. 39. Способ по п.25, где на стадии поддержания обеспечивают данный проход при относительно коротком расстоянии между внешней поверхностью внутреннего резервуара и внутренней поверхностью внешнего резервуара, чтобы придавать обрабатываемой текучей среде относительно высокие скорости переноса.39. The method according A.25, where at the stage of maintenance provide this passage with a relatively short distance between the outer surface of the inner reservoir and the inner surface of the outer reservoir, to give the processed fluid a relatively high transfer speed. 40. Способ по п.25, где дополнительно нагревают или охлаждают обрабатываемую текучую среду вдоль внутренней поверхности внешнего резервуара.40. The method according A.25, where further heated or cooled processed fluid along the inner surface of the external tank. 41. Способ по п.25, где дополнительно размещают слой насадочного материала внутри данного прохода между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, чтобы увеличить площадь поверхности, над которой обрабатываемая текучая среда может контактировать, для увеличения скоростей ее переноса.41. The method according A.25, where additionally place a layer of packed material inside this passage between the external tank and the internal tank to increase the surface area over which the processed fluid can be contacted to increase its transfer speeds. 42. Способ по п.41, где на данной стадии размещения некоторый объем обрабатываемой текучей среды вводят во внешний резервуар.42. The method according to paragraph 41, where at this stage of placement, a certain volume of the processed fluid is introduced into an external reservoir. 43. Способ по п.41, где на данной стадии размещения используют слой насадочного материала, чтобы обеспечивать, по существу, равномерное распределение температуры поперек прохода между внешним резервуаром и внутренним резервуаром.43. The method according to paragraph 41, where at this stage of placement using a layer of packing material to provide a substantially uniform temperature distribution across the passage between the external tank and the internal tank. 44. Способ по п.25, где обрабатываемую текучую среду используют в реакциях текучая среда-текучая среда в связи с органическими системами.44. The method according A.25, where the processed fluid is used in the reactions of the fluid-fluid medium in connection with organic systems. 45. Способ по п.25, где обрабатываемую текучую среду используют в процессе дистилляции или испарения.45. The method according A.25, where the processed fluid is used in the process of distillation or evaporation. 46. Способ по п.25, где обрабатываемая текучая среда представляет собой перегретый пар, который охлаждают.46. The method according A.25, where the processed fluid is superheated steam, which is cooled. 47. Способ по п.25, где обрабатываемую текучую среду используют в реакциях, инициируемых ультрафиолетом и/или микроволнами.47. The method according A.25, where the processed fluid is used in reactions initiated by ultraviolet and / or microwaves. 48. Способ по п.25, где обрабатываемую текучую среду используют в процессе опреснения.48. The method according A.25, where the processed fluid is used in the desalination process. 49. Способ по п.25, где обрабатываемую текучую среду насыщают диоксидом углерода и используют в процессе удаления диоксида углерода. 49. The method according A.25, where the processed fluid is saturated with carbon dioxide and used in the process of removing carbon dioxide.
RU2011147918/05A 2009-05-18 2010-05-17 Reactors for continuous processing and methods of their use RU2531399C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/467,439 US8003059B2 (en) 2009-05-18 2009-05-18 Continuous processing reactors and methods of using same
US12/467,439 2009-05-18
PCT/US2010/035128 WO2010135252A1 (en) 2010-05-17 2010-05-17 Continuous processing reactors and methods of using same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011147918A RU2011147918A (en) 2013-06-27
RU2531399C2 true RU2531399C2 (en) 2014-10-20

Family

ID=45468791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011147918/05A RU2531399C2 (en) 2009-05-18 2010-05-17 Reactors for continuous processing and methods of their use

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP2509711A4 (en)
AU (1) AU2010249746B2 (en)
BR (1) BRPI1013027A2 (en)
CA (1) CA2762285A1 (en)
IL (1) IL216350A0 (en)
MX (1) MX2011012228A (en)
NZ (1) NZ596363A (en)
RU (1) RU2531399C2 (en)
SG (1) SG183089A1 (en)
ZA (1) ZA201108390B (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2012238236B2 (en) * 2011-10-07 2017-11-09 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Gas liquid contactor for post-combustion CO2 capture
JP6530808B2 (en) * 2015-03-09 2019-06-12 関西化学機械製作株式会社 Evaporator
CN107096247B (en) * 2017-06-29 2022-07-29 江阴市苏新干燥设备有限公司 Low-temperature high-speed rotating film concentrator
CN107321279A (en) * 2017-09-01 2017-11-07 江苏维尔炉业有限公司 A kind of portable reactor heating furnace body
CN109173304B (en) * 2018-08-16 2021-07-09 山东飞天锆业有限公司 Caustic soda liquid evaporator for caustic soda electrolytic preparation
CN113577810A (en) * 2021-06-24 2021-11-02 安徽佳先功能助剂股份有限公司 High vacuum molecular distillation device for concentrating and crystallizing in dibenzoyl methane production

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7122149B2 (en) * 2002-07-12 2006-10-17 Applied Research Associates, Inc. Apparatus and method for continuous depyrogenation and production of sterile water for injection
RU2288028C2 (en) * 2001-05-17 2006-11-27 Амальгэмэйтед Резерч, Инк. Apparatus for mixing of at least two fluids

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3563710A (en) * 1968-02-16 1971-02-16 Monsanto Co Polymerization apparatus
NL6809753A (en) * 1968-04-11 1969-10-14
GB1403352A (en) * 1971-04-16 1975-08-28 Randell J E Distillation apparatus
IT1111205B (en) * 1978-02-21 1986-01-13 Ici Ltd CHEMICAL PROCESS ON THE SURFACE OF A ROTATING BODY
FI97730C (en) * 1994-11-28 1997-02-10 Mikrokemia Oy Equipment for the production of thin films
GB0031254D0 (en) * 2000-12-21 2001-01-31 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Reaction process and apparatus for use therein
CN1248777C (en) * 2003-05-08 2006-04-05 中国石油化工股份有限公司 Externally circulating heated reaction or separation container
AT412951B (en) * 2003-10-02 2005-09-26 Vtu Engineering Planungs Und B THIN FILM EVAPORATOR
US7531096B2 (en) * 2005-12-07 2009-05-12 Arizona Public Service Company System and method of reducing organic contaminants in feed water

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288028C2 (en) * 2001-05-17 2006-11-27 Амальгэмэйтед Резерч, Инк. Apparatus for mixing of at least two fluids
US7122149B2 (en) * 2002-07-12 2006-10-17 Applied Research Associates, Inc. Apparatus and method for continuous depyrogenation and production of sterile water for injection

Also Published As

Publication number Publication date
MX2011012228A (en) 2014-03-12
IL216350A0 (en) 2012-01-31
RU2011147918A (en) 2013-06-27
AU2010249746B2 (en) 2015-06-18
ZA201108390B (en) 2013-03-27
EP2509711A4 (en) 2017-11-22
EP2509711A1 (en) 2012-10-17
SG183089A1 (en) 2012-09-27
NZ596363A (en) 2013-09-27
AU2010249746A1 (en) 2011-12-01
CA2762285A1 (en) 2010-11-25
BRPI1013027A2 (en) 2018-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8003059B2 (en) Continuous processing reactors and methods of using same
RU2531399C2 (en) Reactors for continuous processing and methods of their use
WO2010135252A1 (en) Continuous processing reactors and methods of using same
Wang et al. Performance of a rotating zigzag bed—A new HIGEE
US20210055056A1 (en) Passive heat and mass transfer system
JP2013530821A5 (en)
US10350508B2 (en) Controlled thin film vapor generator for liquid volume reduction
US20140367244A1 (en) Controlled Thin Film Vapor Generator for Liquid Volume Reduction
Merentsov et al. Mass transfer apparatus for a wide range of environmental processes
MX2014009743A (en) An extraction column and process for use thereof.
US8753576B2 (en) Thin film tube reactor with rotating reservoir
JP6827807B2 (en) Methods and systems for spraying liquids in (meth) acrylic monomer processing containers
Jachuck et al. Process intensification for energy saving
RU2647029C1 (en) Mass-exchange apparatus
RU195502U1 (en) Heat and mass transfer apparatus
KR19990045745A (en) Stirred and packed extraction column
CN219743936U (en) Flexible rectification process system
WO2013175489A1 (en) A multi-phase reactor system with slinger liquid reflux distributor
RU2275224C2 (en) Heat and mass exchange apparatus
RU2750492C1 (en) Horizontal nozzle heat and mass exchanger
RU200779U1 (en) Distribution tray for heat and mass exchangers
RU2009140847A (en) METHOD FOR SEPARATING A LIGHT-BOILING MIXTURE AT DIFFERENT TEMPERATURES OF LIQUIDS AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2032442C1 (en) Heat-and-mass transfer apparatus
RU117824U1 (en) VERTICAL ROTARY-FILM EVAPORATOR
CN110090613A (en) A kind of efficient heterophase reactor of big flow and its application

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150518