SU1669531A1 - Аппарат дл проведени химических реакций - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратам дл  проведени  химических реакций, преимущественно дл  проведени  реакций с газовыделением, и может быть использовано в химической промышленности и других област х народного хоз йства, а также позвол ет повысить производительность путем интенсификации процесса и расширени  функциональных возможностей. Аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и днищем 3, по оси которого внутри установлена транспортирующа  труба 4, закрепленна  своим верхним концом в перегородке 5. Транспортирующа  труба 4 имеет расширение, на боковой поверхности которого имеютс  регулируемые окна 9, 19, внутри и снаружи транспортирующей трубы установлены смесительные насадки 12 и 13, а между корпусом и расширением 8 на транспортирующей трубе установлено сопловое устройство 20. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  проведени  химических реакций, преимущественно дл  проведени  реакций с газовыделением, в частности, дл  получени  хлорокиси меди, и может найти применение в химической и других отрасл х промышленности.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности путем интенсификации процесса и расширени  функциональных возможностей.

Аппарат дл  проведени  химических реакций состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с крышкой 2 и днищем 3, по оси которого установлена транспортирующа  труба 4, закрепленна  своим верхним концом в перегородке 5, котора  в свою очередь размещена между крышкой 2 и корпусом 1 и делит внутренний объем аппарата на две зоны - верхнюю сепарационную 6 и нижнюю реакционную 7 Транспортирующа  труба 4 выполнена с расширением 8, на боковой поверхности которого имеютс  окна 9. На входе в расширение 8 и выходе из транспортирующей трубы 4 (по ходу движени  компонентов из реакционной зоны 7 в сепарационную 6) установлены завихрите- ли 10 и 11 потока а по высоте реакционной зоны 7 снаружи и внутри транспортирующей трубы 4 - смесительные насадки 12 и 13.

В верхней части реакционной зоны 7 под перегородкой 5 установлен перфорированный коллектор 14, соединенный с патрубками подачи исходных реагентов 15 и 16 Внутри расширенной части транспортируюCN О О СЛ CJ

щей трубы на штоке 17 укреплено с возможностью поворота регулирующее кольцо 18с окнами 19, причем окна 19 расположены соответственно окнам 9, а между корпусом 1 и расширением 8 закреплено кольцевое сопло 20, направленное своим выходным сечением в сторону движени  реагирующих компонентов.

Сепарационна  зона аппарата снабжена зонтом 21, сепаратором 22, выходными патрубками 23, 24 соответственно дл  газовой и жидкой фаз.

Аппарат работает следующим образом.

Реагенты, например водна  суспензи  СаСОз и раствор , поступают через патрубки 15, 16 и распределительный коллектор 14 в верхнюю часть реакционной зоне 7.

В процессе реакции между компонентами образуетс  газообразный продукт, в данном случае диоксид углерода, удельный обьем которого в 300-500 раз выше удельного объема исходных компонентов.

Образовавша с  газожидкостна  смесь вытесн етс  из реакционной зоны 7 в сепа- рационную зону 6. При этом смесь проходит через смесительные насадки 12 и 13, которые способствуют интенсивному перемещению смеси, интенсифициру  процессы массообмена, и способствуют каналообра- эованию в объеме газожидкостной смеси.

В случае использовани  высоков зких исходных реагентов или реагентов, содержащих твердые дисперсные включени  (в данном случае частицы СаСОз), длительность протекани  реакции лимитируетс  временем диспергировани  высоков зких реагентов или временем растворени  твердых дисперсных включений.

Дл  увеличени  времени пребывании реагентов в объеме реакционной зоны в конструкции аппарата предусмотрено промежуточное разделение (сепараци ) газожидкостной смеси и возврат (рециркул ци ) части потока.

Рециркул ци  жидкой фазы осуществл етс  следующим образом.

В реакционной зоне аппарата, ограниченной корпусом и расширенной частью транспортирующей трубы, сечение дл  прохода газожидкостной смеси резко уменьшаетс , а скорость газожидкостного потока увеличиваетс . В расширении транспортирующей трубы скорость газожидкостной смеси соответственно снижаетс . Наличие завих- рител  10 потока приводит к сепарации газожидкостной смеси и образовани  сло  (пленки) жидкости на внутренней поверхности расширени  8 и кольца 18.

Согласно закону сохранени  энергии потенциальна  энерги  потока, т.е. давление газожидкостной смеси, в месте сужени  уменьшаетс , а в месте расширени  возрастает . Под действием возникшего перепада давлений между внутренней полостью расширени  8 и полостью, ограниченной корпусом 1 и расширением 8, часть потока окна 9 и 19 возвращаетс  в газожидкостный поток,

0 движущийс  между корпусом и транспортирующей трубой.

Дл  увеличени  количества рециркули- рующей жидкости (кратности рециркул ции ) между корпусам и расширением

5 транспортирующей трубы установлен со- пловый аппарат, увеличивающий перепад давлений за счет эжектирующего воздействи  струи.

Поворотом регулирующего кольца 18

0 смещаем окна 19 относительно окон 9, измен   при этом сечение дл  прохода рецир- кулирующей части потока.

Предлагаемый аппарат имеет следующие отличительные существенные призна5 ки: в аппарат введена перегородка, транспортирующа  труба имеет расширение , на боковой поверхности которого имеютс  регулируемые окна, между корпусом и расширением транспортирующей трубы

0 закреплено сопло, снаружи и внутри транспортирующей трубы установлены кольцевые смесительные насадки.

Существенное отличие предлагаемого аппарата заключаетс  в том, что повышение

5 производительности аппарата, расширение его функциональных возможностей достигаютс  за счет увеличени  времени пребывани  реагентов в объеме реакционной зоны, интенсивном перемешивании реаги0 рующих компонентов и регулированием времени пребывани  их в аппарате. Это достигаетс  тем, что в аппарате имеетс  перегородка , раздел юща  его объем на реакционную и сепарационную зоны. Дл 

5 увеличени  времени пребывани  реагентов в реакционной зоне в транспортирующей трубе имеетс  расширение, на боковой поверхности которого имеютс  регулирующие окна, а снаружи его установлено кольцевое

О сопло.

Дл  интенсивного перемешивани  смеси в сепарационной зоне и в транспортирующей грубе установлены смесительные наездки.

5 Положительный эффект обеспечиваетс  устройствами дл  рециркул ции жидкой фазы , интенсивным перемешиванием реагирующих компонентов, регулированием времени пребывани  их в аппарате и про вл етс  в следующем:

полностью отсутствуют затраты энергии дл  перемешивани  - используетс  энерги  образовавшегос  газожидкостного потока;

существенно расшир ютс  функциональные возможности аппарата - увеличиваетс  число проводимых процессов /по роду реагирующих компонентов/, в том числе аппарат позвол ет проводить реакции в средах, образующих стойкие пены, кроме того, в аппаратах данной конструкции можно проводить процессы, св занные с обработкой жидкости газом (хлорирование, ректификаци , мокра  очистка газов и др.) абсорбционные процессы, осуществл емые в насто щее врем  в насадочных и тарельчатых колонных аппаратах;

по вл етс  возможность производить процесс синтеза хлорокиси меди в одном аппарате взамен существующего в насто щее врем  каскада реакторов с механическим перемешиванием;

повышаетс  качество и выход получаемых продуктов;

Claims (4)

1. улучшаютс  услови  труда, особенно при работе со средами, образующими токсичные или взрывоопасные компоненты. Формула изобретени  1. Аппарат дл  проведени  химических реакций, содержащий корпус с крышкой и днищем, установленную по оси корпуса транспортирующую трубу, верхний конец которой расположен под крышкой и патруб ками дл  вывода реагентов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности путем интенсификации процесса и расширени  функциональных возможностей, он снабжен

   перегородкой, размещенной между крышкой и корпусом, а транспортирующа  труба, закрепленна  верхним концом в перегородке , выполнена с расширением и окнами, на боковой поверхности снабжена установленными внутри и с наружи транспортирующей трубы кольцевыми смесительными насадками и расположенным между корпусом и рас- ширением транспортирующей трубы кольцевым соплом, меньшее сечение которого направлено в сторону движени  реагирующих компонентов.
2. 2.Аппарат по п. 1,отличающийс  тем, что он снабжен расположенными под перегородкой перфорированным коллектором и над перегородкой зонтом.
3. 3.Аппарат по п. 1,отличающийс  тем, что он снабжен регулирующим кольцом , укрепленным внутри расширенной части транспортирующей трубы на поворотном штоке, при этом регулирующее кольцо имеет окна, расположенные соответственно с окнами на расширенной части транспортирующей трубы.
4. 4. Аппарат по п. 1,отличающийс  тем, что он снабжен установленными в начале расширени  и на выходе транспортирующей трубы по ходу движени  компонентов завихрител ми потока.