SU1271558A1 - Реактор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройству дл  проведени  реакций, сопровождающихс  обильным пенообразованием и позвол ет повысить производительность . Внутри корпуса 1 реактора по оси установлена обечайка 2, заканчивающа с , снизу диффузором 3. Внутри обечайки находитс  вал 4, соединенный с приводом, с направл ющим диском 5 и мешалками 6 и 7, между корпусом и обечайкой расположен отражатель 8 потока . В корпусе 1 закреплен гидрозатвор 10. Верхн   часть корпуса 1 подсоединена к пеногасителю 11, имеющему сопло 12, патрубок 13 отвода пены за-

Description

гг

креплен на гидрозатвор 10, Пена внут направл ющ диском 5 к отражателю 8,вори обечайки 2 зат гиваетс  в воронку жидкости, создаБае ую мешалкой 6, установленной на валу 4 и отбрасываетс 

1271558 круг которого организуетс  циркул цион: ный контур,при этом крупные пузырьки газа поднимаютс  вверх. 2 З.П.Ф-ЛЫ.1 ил.

Изобретение относитс  к устройствам дл  проведени  химическн;с реакций , сопровождающихс  обильнш пено-, образованием, при этом .предполагаетс , что выделение пены об-условлено образованием газа при разложении мелкодисперсного порошка, погруженного в жи,цкую реакционную смесь.

Цель изобретени  - повышение производительности за сче интенсификации разложени  карбонатсодержащего фосфатного сырь  и отделени  пены.

На чертеже изображен реактор, продольный разрез.

Реактор состоит из корпуса 1, обечайки 2, заканчивающейс  внизу диффузором 3. Внутри обечайки находитс  вал 4, соединенный с приводом,, с направл ющим диском 5 и мешалками 6 и 7. Между корпусом и обечайкой расположен цилиндро-конический отражатель 8 потока, установленный концентрично направл ющему диску с образованием между ними кольцевой щели дл  циркул ции . Обечайка 2 вверху имеет патрубок 9, а корпус 1 - гидрозатвор 10 Верхн   часть корпуса подсоединена к пеногасителю 11, имеющему сопло 12. Гидрозатвор снабжен патрубком 13 отвода пены.

Реактор работает следующим образом .

Фосфатное сырье из системы предварительного смачивани  по патрубку 9 поступает в обечайку 2 реактора. В системе предварительного смачивани  происходит перемешивание фосфатного сырь  с серной и оборотной фосфорной кислотой. Здесь же начинаетс  чacтич ное выделение пены. Пена внутри обечайки 2 зат гиваетс  в воронку жидкости , создаваемую мешалкой 6., установленной на валу 4, и отбрасываетс  направл ющим диском 5 к отражателю 8,

Вокруг отражател  8 организуетс  циркул ционный контур. В верхней части отражател  8 происходит резкое изменение направлени  потока. При зтом пузырьки газа, достигшие определенных размеров и обладающие значительной подъемной силой, выскакивают на поверхность жидкой фазы и переход т в пену. Мелкие пузьфьки вместе с твердыми частицами движутс  вниз в щели между отразкателем 8 и корпусом 1. В нижней части реактора и мешалкой 7 создаетс  второй циркул ционный контур вокруг конической части обечайкидиффузора 3, В. зоне направл ющего диска 5 происходит пересечение циркул ционных контуров и образуетс  зона интенсивного перемешивани  и сли ние газовьк пузьфьков. Крупные пузыри проскакивают в щель между направл ющим диском 5 и отражателем 8 и поднимаютс  вверх, а мелкие остаютс  в циркул ционном контуре вокруг диффузора 3.

Угол раскрыти  конуса диффузора 15-25 обеспечивает течение с образованием зон отрыва которые способствуют интенсификации перемешивани  и коалесценции пузырьков газа. Кроме того, наличие зон отрыва преп тствует осаждению твердых частиц на дно реактора и образованию отложений. Твердые частицы также вовлекаютс  в циркул ционные контуры. Причем частицы, не содержащие карбонатных соединений, имеют меньшее гидравлическое сопротивление и большую плотность, чем частицы , выдел ющие газ прикрепленные к газовым пузырькам. Вследствие этого твердые частицы центробежными силами выбрасываютс  из нижнего циркул ционного контураВ колено гидрозатвора 10 и вывод тс  из объема реактора. Карбонатсодержащие частицы остаютс  в контуре до тех пор, пока размер газового пузырька, к которому они поикреплены , не станет критическим, и пузырь выйдет на поверхность жидкости , увлека  за собой частицу. Образовавша с  на поверхности жидкости пена отводитс  в пеногаситель 11 и гаситс  струей острого пара, подаваемого через сопло 12,

Наличие обечайки 2 способствует интенсивному перемешиванию пульпы мешалкой 6 в малом объеме, вследствие чего уменьшаютс  энергетические затраты на перемешивание. Внутри реактора обеспечиваетс  создание двух циркул ционных контуров, интенсифицирующих перемешивание и преп тствующих образованию отложений продуктов реакции на внутренних поверхност х аппарата . Кроме того, циркул ционные контуры позвол ют дифференцировать врем пребывани  твердых частиц в реакцион ном объеме в зависимости от их химического состава и, в конечном счете, уменьшить этот объем без снижени  производительности устройства. Удержание газовых пузырьков в циркул ци- онных контурах до достижени  или определенных размеров имеет значение дл  процесса разрушени  пены. Пена с I крупными пузырьками требует дл  разрушени  меньших энергетических затрат , т.е. сокращаетс  расход пара на ее гашение.

Существенное -значение имеет взаимное расположение патрубка отвода пены по отношению к колену гидрозатвора.

Щричем рассто ние по высоте между элементами определ ет высоту пенного сло  в свободном объеме аппарата и врем  пребывани  пены в этом объеме

при посто нной скорости пенообразоваНИЛ . Врем  пребывани  пены, в свою

;очередь, определ етс  действием двух факторов: увеличение времени пребывани  способствует подсушиванию пены за счет вытекани  из нее жидкости и сокращению затрат на ее гашение, а это приводит к вытеканию из пены вместе с жидкостью мельчайших частиц пустой породы (шламов), наличие котчэрых

в реакционной пульпе создает помехи дл  фильтровани . Таким образом, это рассто ние должно быть строго определенным и должно составл ть 0,1-0,3 . циаметра корпуса.

Ограничени , накладываемые на соотношени  диаметров корпуса и обечайки , определ ютс  следующими соображени ми .

Диаметр обечайки при заданных параметрах мешалки должен обеспечивать образование воронки, через которую должна проходить вс  пена, образовавша с  в системе предварительного смешени . Исход  из этого, необходим минимальный диаметр обечайки, но чрезмерное его уменьшение приводит к снижению скорости жидкости в циркул ционном контуре и переходу в пену мелких пузырьков газа, которые увлекают с собой большое количество жидкости, а вместе с ней и частиц фосфатного сырь , которые должны оставатьс  в пульпе. Мелкодисперсные пены содержа большое количество жидкости. Таким образом имеютс  два фактора, определ ющие соотношение диаметров корпуса и обечайки, а следовательно, должно быть и оптимальное значение этого соотношени , которое лежит в пределах 1,5-3.

Выполнение нижней части обечайки конической расшир ющейс  вниз с углом раствора конуса 15-25 обусловлено тем, что в указанном интервале углов при течении через конус возникают зоны отрыва, привод щие к по влению пульсаций, предотвращающие вьтадение твердых частиц на дно аппарата и образование затвердевающего осадка.

Использование предлагаемого изобретени  позвол ет повысить эффективность разложени  карбонатсодержащего фосфатного сырь  по Сравнению с известными установками путем уменьшени  объема аппарата без снижени  производительности , снижени  энергетических затрат на перемешивание и гашение пены . Использование внутренних уст-, ройств, образующих циркул ционные . контуры, приводит к по влению у устройства принципиально нового свойства - дифференциации времени пребывани  твердых частиц в аппарате в зависимости от их химического состава.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1, Реактор, содержащий корпус, установленную по оси обечайку, внутри которой размещен вал с перемешивающими устройствами и направл ющим диском , отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности за счет интенсификации разложе ни  фосфатного сырь  и отделени  пены , реактор снабжен размещенным ме5 127 жду корпусом и обечайкой цилиндроконическим Ьтражателем, установленным концентрично направл ющему диску с образованием между ними кольцевой щели дл  циркул ции, и гидрозатвором с патрубком отвода пены, установленным относительно входа гидроэатвора на рассто нии 0,1-0,3 диаметра корпуса . 1558-.ft .
2. 2. Реактор поп.1, отличающ и и с   тем, что он снабжен расшир ющимс  книзу диффузором с углом раскрыти  15-25, размещенным под на5 правл ющим диском.
3. 3. Реактор по пп.1 и 2, о т л и чающийс  тем, что отношение диаметра корпуса к диаметру обечайки составл ет 1,5-3.