SU1660728A1 - Газожидкостный химический реактор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к конструкции аппаратов дл  ведени  химических реакций в гетерогенных средах, может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства и позвол ет повысить эффективность работы и обеспечить полное срабатывание газообразного реагента за счет создани  в аппарате зон "идеального смешени " по газожидкостной смеси и "идеального вытеснени " по жидкости. Реактор выполнен из двух секций, разделенных цилиндрической обечайкой, и снабжен эжектором, который установлен над циркул ционной трубой верхней секции. Цилиндрическа  обечайка снабжена штуцером отбора жидкости, перекрытым внутри обечайки кольцевым элементом типа перевернутого переливного порога. Верхние концы барботажных труб нижней секции расположены выше нижней кромки кольцевого элемента, а нижний срез циркул ционной трубы верхней секции расположен ниже верхнего среза циркул ционной трубы нижней секции, циркул ционный трубопровод присоединен одним концом к штуцеру в цилиндрической обечайке, а другим к эжектору. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к конструкции аппаратов дл  ведени  химических реакций в гетерогенных средах и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности работы реактора и обеспечение полного срабатывани  газообразного реагента за счет создани  в аппарате зон идеального смешени  по газожидкостной смеси и идеального вытеснени  по жидкости.

, На черетеже показана принципиальна  схема реактора.

Аппарат содержит корпус 1 с крышкой 2, цилиндрическую обечайку 3, трубные решетки 4, в которых закреплены циркул ционные трубы верхней 5 и нижней б секций, барботажные трубы верхней 7 и нижней 8 секций, эжектор 9, штуцер 10 отбора жидкости , перекрытый кольцевым элементом 11 типа перевернутого переливного порога, насос 12, циркул ционный трубопровод 13, штуцеры подвода газового реагента 14 и жидкого реагента 15, штуцер 16 вывода нереагирующих газов, штуцер 17 вывода жидкости , сливной штуцер 18, штуцеры 19 ввода и вывода хладагента.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкий реагент подаетс  непрерывно или периодически через штуцер 15. Через штуцер 14 подаетс  газовый реагент. Газ скапливаетс  под нижней трубной решеткой 4 и поступает в барботажные трубы 8

ОON О VI

ю

00

нижней секции, где смешиваетс  с жидкостью . Из-за разности плотностей газожидкостной смеси, наход щейс  в циркул ционной трубе 6 той же секции, в нижней секции аппарата обеспечиваетс  циркул ци  реакционной смеси. Газожидкостна  смесь, выход ща  из барботажных труб 8 нижней секции, поступает в цилиндрическую обечайку 3, где происходит сепараци  газа. Газ скапливаетс  под нижней трубной решеткой 4 верхней секции и затем поступает через боковые отверсти  в бар- ботажные трубы 7 верхней секции, увлекает из обечайки 3 с собой часть жидкости, подсасыва  ее через нижние срезы барботаж- ных труб 7. Газ-жидкость в режиме пр моточного идеального вытеснени  по барботажным трубам 7 поступают в верхнюю трубную решетку 4 верхней секции, где снова происходит их сепараци . Жидкость через штуцер 17 выводитс  из реактора, а газ при помощи эжектора 9 струей жидкости захватываетс  в циркул ционную трубу 5 верхней секции, по которой вместе с жидкостью поступает в циркул ционную трубу 6 нижней секции, смешиваетс  с циркулирующей в ней жидкостью и поступает в виде газожидкостной смеси в пространство между нижней крышкой 2 и нижней трубной решеткой 4 нижней секции, где снова происходит сепараци  гаэожидкостной смеси.

Часть отсепарированной в обечайке 3 жидкости через нижний срез кольцевого элемента 11 поступает в штуцер 10 отбора жидкости. Из штуцера 10 жидкость по циркул ционному трубопроводу 13 поступает в насос 12 и нагнетаетс  им на вход эжектора 9, чем обеспечивает захват газа из пространства под верхней крышкой 2.

Нереагирующие газы вывод тс  из реактора через штуцер 16. Опорожнение реактора осуществл етс  через штуцер 18.

Выдел юща с  в ходе реакции теплота отводитс  хладагентом, подаваемым через штуцеры 19 в межтрубное пространство верхней и нижней секций реактора, при этом трубы 5-8 служат теплообменными элементами.

В реакторе создаетс  внешний контур циркул ции по жидкости (штуцер 10, циркул ционный трубопровод 13, насос 12, эжектор 9, циркул ционные трубы 5 и 6, барботажные трубы 8, обечайка 3) и внутренний контур циркул ции по жидкости (барботажные 8 и циркул ционные трубы 6 нижней секции). Это обеспечивает режим идеального смешени  по жидкости и по газожидкостной смеси в нижней секции реактора .

В верхней секции реактора обеспечиваетс  режим идеального вытеснени  по жидкости в пр мотоке с газом. Сочетание режимов смешени  м вытеснени  по жидкости с рециркул цией газа, обеспечиваемой эжектором, позвол ет повысить эффективность работы реактора при обработке труднорастворимых газов. Степень превращени  жидкого реагента на выходе из реактора также повышаетс , так как выход его производитс  после ступени идеального вытеснени  ; что практически исключает попадание в выводной штуцер 17 непрореагировавшего жидкого компонента.

Установка в цилиндрической обечайке 3 кольцевого элемента 11 типа перевернутого переливного порога, который перекрывает штуцер 10 отбора жидкости, способствует равномерному отбору жидкости по периметру обечайки и исключает образование направленного в сторону штуцера 10 поперечного потока жидкости. Расположение верхних концов барботажных труб 8 нижней секции выше нижнего среза кольцевогоэлемента 11 преп тствует попаданию газовых пузырей в штуцер 10 отбора жидкости и, следовательно, в насос 12, что обеспечивает его устойчивую работу. Расположение нижнего среза циркул ционной трубы 5 верхней

секции ниже верхнего среза циркул ционной трубы 6 нижней секции преп тствует выходу газожидкостной смеси из трубы 6 в обечайку 3. Облада  высокой скоростью (1- 3 м/с), газожидкостный поток, выйд  из трубы 5, движетс  под действием скоростного напора по циркул ционной трубе 6 в пространство под нижней трубной решеткой 4 нижней секции, подсасыва  одновременно жидкость из обечайки 3 и способству  ее

циркул ции в нижней секции.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Газожидкостный химический реактор, содержащий корпус с крышками, трубные

   решетки с установленными в них циркул ционными и барботажными трубами, нижние концы которых имеют отверстие дл  входа газа, насос с циркул ционным трубопроводом и технологические штуцеры,

   отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы реактора и обеспечени  полного срабатывани  газообразного реагента путем создани  в аппарате зон идеального смешени  по

   газожидкостной смеси и идеального вытеснени  по жидкости, он снабжен дополнительной секцией с трубными решетками, установленными в них циркул ционными барботажными трубами и размещенными между ними сепарационной камерой с кольцевым элементом и штуцером отвода жидкости , при этом верхние концы циркул ционных труб каждой из камер выполнены в виде эжектора, верхние концы барботажных труб нижней секции расположены вы- 5 одним концом к штуцеру в цилиндрической ше нижней кромки кольцевого элемента, а обечайке, а другим к эжектору.

   нижний срез циркул ционной трубы верхней секции расположен ниже верхнего среза циркул ционной трубы нижней секции, циркул ционный трубопровод присоединен

   П

   15