RU2643976C1 - Reactor for hydrolysis reactions - Google Patents
Reactor for hydrolysis reactions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643976C1 RU2643976C1 RU2016144003A RU2016144003A RU2643976C1 RU 2643976 C1 RU2643976 C1 RU 2643976C1 RU 2016144003 A RU2016144003 A RU 2016144003A RU 2016144003 A RU2016144003 A RU 2016144003A RU 2643976 C1 RU2643976 C1 RU 2643976C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- hydrolysis
- reaction vessel
- liquid level
- reactions
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/18—Treatment of sludge; Devices therefor by thermal conditioning
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химическим реакторам для проведения реакций гидролиза в гидротермальных условиях в присутствии воды при температурах выше 100°C и давлениях не менее величины давления насыщенного пара воды для данной температуры, например, для гидролиза неорганических солей, получения оксидов и гидроксидов путем гидролиза солей металлов, а также проведения обратимых реакций в водных растворах неорганических веществ в присутствии дополнительных компонентов, изменяющих гидролитические равновесия, например, комплексообразователей, осадителей, регуляторов рН, совместного гидролиза солей.The invention relates to chemical reactors for carrying out hydrolysis reactions in hydrothermal conditions in the presence of water at temperatures above 100 ° C and pressures not less than the saturated vapor pressure of water for a given temperature, for example, for the hydrolysis of inorganic salts, the production of oxides and hydroxides by hydrolysis of metal salts, as well as conducting reversible reactions in aqueous solutions of inorganic substances in the presence of additional components that alter the hydrolytic equilibrium, for example, complexation s, precipitants, pH adjusters, co-hydrolyzate salts.
При проведении гидролиза часто возникает необходимость решения проблем полноты протекания гидролиза, что является общей проблемой проведения обратимых реакций. Также в многофазных системах при проведении химических реакций возникает необходимость решения проблем организации оптимального профиля концентрации контактирующих веществ (В.А. Кириллов. Реакторы с участием газа, жидкости и твердого неподвижного катализатора. Новосибирск, Изд-во Сибирского Отделения Российской Академии наук, 1997, 1997, 483 стр., ISBN-5-7692-0057-X). В случаях проведения обратимых реакций нахождение в зоне проведения реакции образующихся продуктов приводит к сдвигу равновесия в сторону образования исходных реагентов, а оптимизация профиля концентраций путем удаления из зоны реакции продукта приведет к сдвигу равновесия в сторону образования продуктов (принцип Ле Шателье).When carrying out hydrolysis, it is often necessary to solve the problems of the completeness of hydrolysis, which is a common problem in carrying out reversible reactions. Also in multiphase systems during chemical reactions, there is a need to solve the problems of organizing an optimal concentration profile of contacting substances (V. A. Kirillov. Reactors with gas, liquid and solid fixed catalyst. Novosibirsk, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 1997, 1997 , 483 pp., ISBN-5-7692-0057-X). In the case of reversible reactions, being in the reaction zone of the formed products leads to a shift in the equilibrium towards the formation of the starting reagents, and optimization of the concentration profile by removing the product from the reaction zone will lead to a shift in the equilibrium towards the formation of products (Le Chatelier principle).
Известен реактор для проведения экстракции и гидролиза в среде субкритической воды в статическом режиме (с постоянным объемом воды), представляющий собой герметично закрывающийся цилиндрический сосуд из нержавеющей стали, имеющий два отверстия для ввода и вывода компонентов реакции, расположенных на плоских поверхностях устройства (К.С. Тихомирова, Р.Н. Борисенко, Е.В. Ветрова, С.Н. Борисенко, Е.В. Максименко, Н.И. Борисенко, B.И. Минкин. Экстракция глицирризиновой кислоты из корня солодки в среде субкритической воды // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2008. №3. C. 71-74). Реактор не позволяет управлять профилем концентраций в зоне реакции и осуществить полное протекание обратимых реакций гидролиза.A reactor is known for carrying out extraction and hydrolysis in a subcritical water medium in a static mode (with a constant volume of water), which is a hermetically sealed cylindrical vessel made of stainless steel, having two holes for input and output of reaction components located on the flat surfaces of the device (K. Tikhomirova, RN Borisenko, EV Vetrova, SN Borisenko, EV Maksimenko, NI Borisenko, VI Minkin Extraction of glycyrrhizic acid from licorice root in a medium of subcritical water / / Supercritical Fluid : Theory and Practice 2008.
Известен реактор для химических реакций для проведения реакций в среде субкритической воды, воды, находящейся под давлением выше атмосферного при температуре выше 100°C, например, реакций, протекающих с комплексообразованием, а также гидролиза, и экстракции (Пат. на полезную модель RU 125490, B01J 8/20, 10.03.2013), включающий корпус и четыре технологических отверстия, отличающийся тем, что отверстия снабжены клапаном и резиновой прокладкой, повторяющей форму клапана. Существенными недостатками известного реактора являются ограниченные возможности применения реактора. Реактор предназначен для проведения узкого круга процессов с использованием субкритической воды и не предназначен для проведения обратимых реакций гидролиза, не решены проблемы организации оптимального профиля концентрации контактирующих веществ, не решены проблемы надежности.A known reactor for chemical reactions for carrying out reactions in a medium of subcritical water, water under pressure above atmospheric at temperatures above 100 ° C, for example, reactions occurring with complexation, as well as hydrolysis, and extraction (Pat. Utility Model RU 125490,
Известен также реактор, предназначенный для проведения щелочного гидролиза, который взят в качестве прототипа, представляющий собой реактор периодического действия, который используется в системах химической предочистки сточных вод (Пат. Китая №104817157, C02F 1/20; C02F 1/52; C02F 1/72, 2015.08.05). Реактор щелочного гидролиза включает реакционный сосуд, в котором реакционный сосуд соединен с патрубком подачи воды, дренажной трубой и трубой сброса; патрубок сброса выхлопных газов соединен с верхней частью реакционного сосуда; устройство нагрева и устройство аэрации расположены в реакционном сосуде; реакционный сосуд соединен с устройством добавления гидроксида кальция и гипохлорита кальция.Also known is a reactor designed for alkaline hydrolysis, which is taken as a prototype, which is a batch reactor that is used in chemical pre-treatment of wastewater (US Pat. China No. 104817157,
Реактор щелочного гидролиза обеспечивает предварительную обработку сточных вод путем химической очистки с широким диапазоном применения по составу сточных вод и с низкими эксплуатационными расходами. Существенными недостатками известного реактора являются ограниченные возможности применения реактора (используется окисление органических соединений гипохлоритами в присутствии воздуха, при этом перечень реакций гидролиза ограничен случаями гидролиза образующихся цианатов в карбонаты; температурная область применения ограничена диапазоном рабочих температур от 40 до 60°C, не решены проблемы организации оптимального профиля концентрации контактирующих веществ).The alkaline hydrolysis reactor provides pre-treatment of wastewater by chemical treatment with a wide range of applications for the composition of wastewater and with low operating costs. Significant disadvantages of the known reactor are the limited possibilities of using the reactor (oxidation of organic compounds by hypochlorites in the presence of air is used, while the list of hydrolysis reactions is limited to hydrolysis of the resulting cyanates into carbonates; the temperature range of application is limited by the operating temperature range from 40 to 60 ° C, organization problems are not solved optimal concentration profile of contacting substances).
Изобретение решает задачу создания оптимального реактора для проведения процессов гидролиза в гидротермальных условиях различных неорганических солей, получения оксидов и гидроксидов путем гидролиза солей металлов, а также проведения обратимых реакций в водных растворах неорганических веществ в присутствии дополнительных компонентов, изменяющих гидролитические равновесия (комплексообразователей, осадителей, регуляторов рН, совместного гидролиза солей). При этом важно обеспечить решение проблем организации оптимального профиля концентрации контактирующих веществ, интенсифицировать процессы гидролиза, обеспечить полноту протекания реакций и обеспечить надежность и технологическую гибкость устройства.The invention solves the problem of creating an optimal reactor for carrying out hydrolysis processes in hydrothermal conditions of various inorganic salts, producing oxides and hydroxides by hydrolysis of metal salts, as well as conducting reversible reactions in aqueous solutions of inorganic substances in the presence of additional components that change the hydrolytic equilibrium (complexing agents, precipitators, regulators pH, joint hydrolysis of salts). At the same time, it is important to solve the problems of organizing the optimal concentration profile of contacting substances, to intensify the hydrolysis processes, to ensure the completeness of the reactions and to ensure the reliability and technological flexibility of the device.
Задача решается тем, что в реакторе гидролиза, включающем реакционный сосуд, в котором реакционный сосуд соединен с патрубком подачи воды, дренажной трубой и трубой сброса; патрубок сброса выхлопных газов соединен с верхней частью реакционного сосуда; реактор содержит встроенное устройство подачи и управления потоком вытесняющего газа, реактор дополнительно содержит встроенный коррозионно-стойкий вкладыш, реактор дополнительно имеет съемную верхнюю часть, реактор дополнительно имеет антикоррозионное покрытие внутренних поверхностей и устройств.The problem is solved in that in a hydrolysis reactor including a reaction vessel, in which the reaction vessel is connected to a water supply pipe, a drain pipe and a discharge pipe; the exhaust pipe is connected to the upper part of the reaction vessel; the reactor contains a built-in device for supplying and controlling the flow of displacing gas, the reactor additionally contains a built-in corrosion-resistant liner, the reactor additionally has a removable upper part, the reactor additionally has a corrosion-resistant coating of internal surfaces and devices.
Технический результат - интенсификация обратимых процессов гидролиза, повышение производительности реакторов, в простоте изготовления и эксплуатации устройств, в широкой универсальности применения, в повышении надежности химических процессов.The technical result is the intensification of reversible hydrolysis processes, increasing the productivity of reactors, in the simplicity of manufacture and operation of devices, in the wide universality of application, in increasing the reliability of chemical processes.
Заявляемое устройство поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема устройства реактора для проведения реакций гидролиза в гидротермальных условиях, а также проведения обратимых реакций в водных растворах неорганических веществ в присутствии дополнительных компонентов, изменяющих гидролитические равновесия.The inventive device is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of a reactor device for carrying out hydrolysis reactions in hydrothermal conditions, as well as conducting reversible reactions in aqueous solutions of inorganic substances in the presence of additional components that change the hydrolytic equilibrium.
На чертеже представлена блок-схема реактора для проведения процессов гидролиза в гидротермальных условиях, где: 1 - реакционный сосуд, 2 - встроенный коррозионно-стойкий вкладыш, 3 - встроенное устройство подачи и управления потоком вытесняющего газа, 4 - патрубок подачи воды и реагентов, 5 - патрубок сброса выхлопных газов, 6 - дренажная труба, 7 - блок контроля состава и рН раствора, 8 - блок контроля и управления температурой и давлением, 9 - блок контроля и управления уровнем жидкости, 10 - механизм регулируемого выдвижения и позиционирования относительно уровня жидкости в реакторе.The drawing shows a block diagram of a reactor for carrying out hydrolysis processes in hydrothermal conditions, where: 1 - a reaction vessel, 2 - a built-in corrosion-resistant liner, 3 - a built-in device for supplying and controlling the flow of displacing gas, 4 - pipe for supplying water and reagents, 5 - exhaust pipe, 6 - drain pipe, 7 - unit for controlling the composition and pH of the solution, 8 - unit for monitoring and controlling temperature and pressure, 9 - unit for controlling and controlling the liquid level, 10 - mechanism for adjustable extension and positioning relative to itelno liquid level in the reactor.
Блок-схема демонстрирует суть заявляемого устройства реактора для проведения процессов гидролиза в гидротермальных условиях.The block diagram demonstrates the essence of the inventive reactor device for carrying out hydrolysis processes in hydrothermal conditions.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В реактор 1 через патрубок подачи воды и реагентов 4 загружается необходимый объем раствора гидролизуемых веществ до уровня, контролируемого блоком контроля и управления уровнем жидкости 9, далее механизмом регулируемого выдвижения и позиционирования 10 производится позиционирование относительно уровня жидкости в реакторе встроенного устройства подачи и управления потоком вытесняющего газа 3, встроенным устройством подачи и управления потоком вытесняющего газа 3 в реактор в приповерхностное пространство над уровнем жидкости подается поток вытесняющего газа, предпочтительно более тяжелого, чем газы и пары, выделяющиеся в процессе гидролиза веществ, блоком контроля и управления температурой и давлением 8 производится нагрев реактора от внешнего источника до заданной температуры при одновременном достижении заданной величины давления за счет давления вытесняющего газа. При этом величина давления в реакторе равна или превосходит величину давления насыщенного пара воды для данной температуры. При этом выделяющиеся в процессе гидролиза газообразные продукты и пары веществ удаляются вытесняющим газом из зоны реакции через патрубок сброса выхлопных газов 5, что приводит к достижению оптимального профиля концентрации участвующих в реакции гидролиза веществ, и, соответственно приводит к интенсификации процесса гидролиза, обеспечивая полноту его протекания.The required volume of the solution of hydrolyzable substances is loaded into the
Выбор для реактора встроенного коррозионно-стойкого вкладыша 2 обусловлен необходимостью обеспечения надежности аппарата для проведения гидролиза коррозионно-опасных веществ и защиты от выделяемых агрессивных компонентов, например пары сильных кислот.The choice of a built-in corrosion-
Выбор для реактора съемной верхней части позволяет решить проблему замены внутренних элементов конструкции реактора и элементов встроенного устройства подачи и управления потоком вытесняющего газа 4 при необходимости проведения ремонтных и регламентных работ по обслуживанию реактора, что облегчает проведение таких работ и повышает надежность проведения химических процессов.The choice of a removable upper part for the reactor allows us to solve the problem of replacing the internal structural elements of the reactor and elements of the built-in supply and control device for the flow of displacing
Дополнительное антикоррозионное покрытие внутренних поверхностей и устройств обеспечивает безопасность проведения процессов гидролиза в гидротермальных условиях и также повышает надежность проведения химических процессов.An additional anti-corrosion coating of internal surfaces and devices ensures the safety of hydrolysis processes in hydrothermal conditions and also increases the reliability of chemical processes.
Механизм регулируемого выдвижения и позиционирования относительно уровня жидкости в реакторе 10 обеспечивает требуемое положение встроенного устройства подачи и управления потоком вытесняющего газа 3 относительно уровня жидкости, что повышает эффективность удаления выделяющихся в процессе гидролиза газообразных продуктов и паров веществ, способствуя достижению оптимального профиля концентрации участвующих в реакции гидролиза веществ, и, соответственно, интенсификации процесса гидролиза и полноты его протекания.The mechanism of controlled extension and positioning relative to the liquid level in the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144003A RU2643976C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Reactor for hydrolysis reactions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144003A RU2643976C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Reactor for hydrolysis reactions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2643976C1 true RU2643976C1 (en) | 2018-02-06 |
Family
ID=61173772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016144003A RU2643976C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Reactor for hydrolysis reactions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2643976C1 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1546131A1 (en) * | 1988-05-18 | 1990-02-28 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Gas-liquid reactor |
WO1997015388A1 (en) * | 1995-10-27 | 1997-05-01 | Urea Casale S.A. | Hydrolysis reactor for removal of urea, ammonia and carbon dioxide from a liquid phase comprising urea in aqueous solution |
RU66223U1 (en) * | 2007-04-19 | 2007-09-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | REACTOR FOR IMPLEMENTATION OF ORGANIC COMPOUNDS OXIDATION REACTIONS |
WO2009121873A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Krüger Off-Shore A/S | An apparatus and a method for continuous thermal hydrolysis of biological material |
CN103570206A (en) * | 2012-07-21 | 2014-02-12 | 宁波互联聚能环保技术有限公司 | Thermal hydrolysis reactor dedicated for low dryness of wet steam, multiple discharge system and dehydration method (L.M.D method) |
CN103755020A (en) * | 2013-12-26 | 2014-04-30 | 中南大学 | Anaerobic ammonia oxidation quick start device based on acid-alkali regulation |
CN104193128A (en) * | 2014-08-03 | 2014-12-10 | 北京工业大学 | Method for strengthening alkaline fermentation sludge reduction of excess sludge by adding NaCl |
CN104817157A (en) * | 2015-05-14 | 2015-08-05 | 四川润雅环境工程有限公司 | Chemical wastewater pretreatment method and sequencing-batch alkaline hydrolysis reactor |
CN106006959A (en) * | 2016-07-18 | 2016-10-12 | 广德清源水处理设备有限公司 | Baffled hydrolysis reactor adopting immobilized microbial balls and operation method of baffled hydrolysis reactor |
-
2016
- 2016-11-08 RU RU2016144003A patent/RU2643976C1/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1546131A1 (en) * | 1988-05-18 | 1990-02-28 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Gas-liquid reactor |
WO1997015388A1 (en) * | 1995-10-27 | 1997-05-01 | Urea Casale S.A. | Hydrolysis reactor for removal of urea, ammonia and carbon dioxide from a liquid phase comprising urea in aqueous solution |
RU66223U1 (en) * | 2007-04-19 | 2007-09-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | REACTOR FOR IMPLEMENTATION OF ORGANIC COMPOUNDS OXIDATION REACTIONS |
WO2009121873A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Krüger Off-Shore A/S | An apparatus and a method for continuous thermal hydrolysis of biological material |
CN103570206A (en) * | 2012-07-21 | 2014-02-12 | 宁波互联聚能环保技术有限公司 | Thermal hydrolysis reactor dedicated for low dryness of wet steam, multiple discharge system and dehydration method (L.M.D method) |
CN103755020A (en) * | 2013-12-26 | 2014-04-30 | 中南大学 | Anaerobic ammonia oxidation quick start device based on acid-alkali regulation |
CN104193128A (en) * | 2014-08-03 | 2014-12-10 | 北京工业大学 | Method for strengthening alkaline fermentation sludge reduction of excess sludge by adding NaCl |
CN104817157A (en) * | 2015-05-14 | 2015-08-05 | 四川润雅环境工程有限公司 | Chemical wastewater pretreatment method and sequencing-batch alkaline hydrolysis reactor |
CN106006959A (en) * | 2016-07-18 | 2016-10-12 | 广德清源水处理设备有限公司 | Baffled hydrolysis reactor adopting immobilized microbial balls and operation method of baffled hydrolysis reactor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS5973408A (en) | Manufacture and device for chlorine dioxide | |
KR100225742B1 (en) | Corrosion control for wet oxidation systems | |
RU2430877C1 (en) | Method of producing iodine heptafluoride | |
JP2018108588A (en) | Multi reactor system in which pressure is adjusted | |
RU2643976C1 (en) | Reactor for hydrolysis reactions | |
CN108698864B (en) | Method and apparatus for treating ammonia-containing effluent | |
TW201544611A (en) | System for delivering hydrogen peroxide to a semiconductor processing chamber and method for semiconductor processing | |
EA025910B1 (en) | Method for treatment of sulphide-containing spent caustic | |
CN112456450B (en) | System and method for resource utilization of waste sulfuric acid containing organic matters | |
CN105251231A (en) | System and method for tail gas treatment of conversion reaction of organic silicon low-boiling-point substances | |
KR101977782B1 (en) | Waterwater treatment apparatus and treatment method discharged from a desulfurization tower | |
RU2704193C1 (en) | Oxidation by moist air at low temperatures | |
JP2014010145A (en) | Device for detecting in-liquid ammonia and for controlling reaction | |
CN113087258A (en) | Device for treating organic nitrogen sewage through automatic catalytic oxidation and working method | |
CN205328638U (en) | Chlorine gas treatment device | |
KR20050073877A (en) | Wastewater and wasteliquid disposal apparatus using supercritical water oxidation process | |
CN205294933U (en) | Safe type waste liquid neutralizing tank device | |
EP3970835A1 (en) | Ozone scrubber and ozone scrubbing method | |
RU2564333C1 (en) | Device and method for production of diluted water solution of peroxomonosulphuric acid | |
RU145898U1 (en) | PLANT FOR PRODUCING AQUEOUS SOLUTION OF CHLORINE DIOXIDE AND CHLORINE | |
RU2657295C2 (en) | Installation and method for neutralizing oxygen dissolved into waste water | |
RU2793265C2 (en) | Method for removing carbonic acid from the steam-water path of a heat power set and apparatus for removing carbonic acid from the steam-water path of a heat power set | |
CN112174091B (en) | Method and apparatus for producing chlorine dioxide | |
CN208747800U (en) | A kind of laboratory organic waste-water treating apparatus | |
JPH04280987A (en) | Cleaning device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |