SU1766484A1 - Реактор - Google Patents

Abstract

Область использовани : в химической промышленности, в частности дл  проведени  реакций жидкость - твердое тело. Сущность изобретени : реактор, включающий корпус, вал, реакционную камеру с перемешивающим устройством. Корпус снабжен поперечной перегородкой, раздел ющей его на две рабочие камеры, и дополнительной реакционной камерой с перемешивающим устройством, кажда  реакционна  камера выполнена в виде кассеты с сетчатым каркасом и треугольными лопатками, направленными в противоположные стороны , при этом каждый каркас кинематически св зан с перемешивающим устройством. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к области химического машиностроени , в частности к конструкци м реакторов в системе жидкость - твердое тело.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса за счет посто нной циркул ции смеси реагентов по высоте.

На фиг.1 изображен общий вид реактора; на фиг,2 - вид А на фиг. 1; на фиг.З - вид Б на фиг.1; на фиг.4- сечение В-В на фиг.З.

Реактор содержит корпус 1, вал 2, установленный с возможностью вращени , на конце 3 которого жестко закреплен перемешивающий элемент 4, реакционную камеру 5 в виде кассеты и насос 6 с всасывающим патрубком 7. Корпус 1 разделен на две рабочие камеры 8 и 9, которые могут быть и разного размера, стенкой 10, в которой и установлен вал 2. Кажда  рабоча  камера снабжена крышкой 11 со штуцером 12 дл  ввода и вывода газообразных продуктов и штуцером 13 дл  отвода жидких реагентов.

Реакционна  камера 15 и перемешивающий элемент 4 расположены в рабочей камера 8 корпуса 1, а рабоча  камера 9

корпуса 1 дополнительно снабжена перемешивающим элементом 14, размещенным на противоположном конце 15 вала 2, реакционной камерой 16 в виде кассеты и насосом 17 с всасывающим патрубком 18. Всасывающие патрубки 7 и 18 насосов 6 и 17 св заны соответственно с заборными штуцерами 19 и 20 камер 8 и 9 корпуса 1.

Привод насосов 6 и 17 осуществл етс  от двигател  21. Кажда  реакционна  камера 5 и 16 выполнена в виде кассеты, имеющей сетчатый каркас 22, причем перемешивающие элементы 4 и 14 расположены внутри каркасов 22 соответствующих кассет 5 и 16 с возможностью вращени  относительно этих каркасов 22. Каркасы 22 кассет 5 и 16 снабжены треугольными лопатками соответственно 23 и 24, которые направлены в противоположные по отношению одна к другой стороны Каркас 22 кассеты 5 кинематически св зан с перемешивающим элементом 14 кассеты 16, а каркасы 22 кассеты 16, в свою очередь, кинематически св заны с перемешивающим элементом 4 кассеты 5. Выходные патрубки

VJ

О

о

4 00

N

25 и 26 насосов 6 и 17 св заны трубопроводами с соответствующими соплами 27 и 28, расположенными напротив треугольных лопаток 23 и 24 кассет 5 и 16, расположенных в соответствующих рабочих камерах 8 и 9 корпуса 1,

Каркас 22 каждой кассеты 5 и 16 состоит из жесткой обечайки 29, обт нутой сеткой, и двух съемных боковых стенок 30, которые креп тс  к обечайке 29 в рабочем положе- -. , например, с помощью болтов. Боковые стенки 30 снабжены с наружной стороны радиально расположенными пр моугольными ребрами 31 и также обт нуты сеткой. Перемешивающие элементы 4 и 14 выполнены в виде втулок 32 с жестко закрепленными на них лопаст ми 33. Концы втулок 32 размещены с возможностью вращени  в ступицах 34 боковых стенок 30 каркасов 22 кассет 5 и 16.

Вал 2 установлен с возможностью вращени  на подшипниках 35 в трубе 36, котора , в свою очередь, установлена с возможностью вращени  на подшипниках 37 в ступице 38, жестко закрепленной в стенке 10 корпуса 1, раздел ющей его на две рабочие камеры 8 и 9. Подшипники 37 закрыты по торцам ступицы 38 крышками 39, а подшипники 35 закрыты по торцам трубы 36 крышками 40. Конец трубы 36, размещенный в камере 8, в которой перемешивающий элемент 4 посажен на конце 3 вала 2 на шпонке 41 и закреплен от осевого сме- - щени  кольцом 42 со шплинтом 43, снабжен жестко закрепленным на нем с помощью штифтов 44 диском 45. А конец 15 вала 2 в камере 9 корпуса 1 снабжен съемным диском 46, посаженным на квадратном хвостовике 47 конца 15 вала 2 и зафиксированном в рабочем положении кольцом 48 со шплинтом 49.

Перемешивающий элемент 14 в камере 9 жестко установлен посредством шпонки 50 на втулке 51, котора  размещена с возможностью вращени  на конце 15 вала 2 и зафиксирована от осевого смещени  пружинным кольцом 52. Втулка 51 снабжена на торце кулачками 53, взаимодействующими с ответными кулачками, выполненными на торце одной из крышек 40, жестко закрепленной болтами на торце трубы 36. Диск 45 на конце трубы 36 и диск 46 на конце 15 вала 2 снабжены радиальными боковыми пазами 54 по числу радиальных ребер 31 на боковых стенках 30 каркасов 22 кассет 5 и 16 соответственно и имеют возможность при работе взаимодействовать с этими боковыми ребрами 31 обращенных к ним боковых стенок 30 каркасов 22 кассет 5 и 16. В случае необходимости в кассеты 5 и 16 вместе с

твердой фазой 55 могут загружатьс  и мелющие тела (на фиг. не показаны), чтобы имело место при работе реактора измельчение твердой фазы 55 в среде жидкого реагента.

Элементы электроавтоматики (на фиг.

не показаны).

Реактор работает следующим образом.

Перед началом работы при сн тых

крышках 11 до залива жидкого реагента

снимаютс  с концов 3 и 15 вала 2 кассеты 5 и 16 соответственно. Дл  этого предварительно снимаютс  соответственно кольца 42 и 48 со шплинтами 43 и 49, а также диск 46. У каждой из кассет 5 и 16 снимаетс  одна

из боковых стенок 30 и в кассеты 5 и 16 загружаетс  тверда  фаза 55, а в случае технологической необходимости и мелюшие тела ( на рис. на показаны).

После этого боковые стенки 30 вновь

закрепл ютс  на обечайках 29 каркасов 22 таким образом, чтобы обеспечивалось свободное вращение перемешивающих элементов 4 и 14, концы втулок 32 которых вход т в ступицы 34 боковых стенок 30. Поеле этого кассеты 5 и 16 устанавливаютс  на свои места, причем, посколькуони выполнены взаимозамен емыми, то люба  кассета 5 или 16 может быть установлена на любой конец 3 или 15 вала 2. При этом кессета 5

надеваетс  на конец 3 вала 2 втулкой 32 своего перемешивающего элемента 4, взаимодействующей также со шпонкой 41, а радиальные ребра 31 одной из боковых сторон 30 вступают во взаимодействие с радиальными пазами 54 диска 45, жестко закрепленного на трубе 36. А кассета 16 надеваетс  своей втулкой 32 на втулку 51, посаженную с возможностью вращени  на конец 15 вала 2 и снабженную шпонкой 50.

После этого на квадратный хвостовик 47 этого конца 15 вала 2 сажаетс  диск 46 таким образом, чтобы его радиальные пазы 54 вошли во взаимодействие с радиальными ребрами 31 одной из боковых сторон 30

каркаса 22 кассеты 16. После всего этого на место устанавливаютс  кольца 42 и 48 и стопор тс  шплинтами 43 и 49 соответственно . Затем закрываютс  крышки 11 на обеих рабочих камерах 8 и 9 корпуса 1 и

последние заполн ютс  жидким реагентом. Это может происходить за счет подключени  насосов 6 и 17 к магистрал м подачи жидкого реагента (на рис. не показаны), или же через штуцеры 13, или же через какие-либо другие штуцеры (на рис. не показаны).

После того, как все готово к работе, включаетс  двигатель 21 привода насосов 6 и 17, которые через штуцеры 19 и 20 соответствующих рабочих камера 8 и 9 корпуса

начинают засасывать из них жидкий peaгент и через сопла соответственно 27 и 28 подавать струи жидкого реагента на треугольные лопатки соответственно 23 и 24, закрепленные на обечайках 29 каркасов 22 кассет 5 и 16. В результате этого каркасы 22 кассет 5 и 16 начинают вращатьс  в разные стороны. При этом поскольку перемешивающий элемент 4 жестко посажен на конце 3 вала 2 и, в результате этого, жестко св зан с диском 46, который, в свою очередь, жестко св зан с каркасом 22 кассеты 16, то и перемешивающий элемент 4 начинает вращатьс  в сторону, противоположную вращению каркаса 22 кассеты 5. А поскольку перемешивающий элемент 14 через втулку 51 с кулачками 53, крышку 40, трубу 36 и диск 45 кинематически св зан с каркасом 22 кассеты 5, то он также начинает вращатьс  в сторону, противоположную направлению вращени  каркаса 22 кассеты 16.

В результате этого элементы твердой фазы, лежащие на сетке обечаек 29 каркасов 22 кассет 5 и 16, начинают подниматьс  вверх. Когда они отрываютс  от сетки обечаек 29 и начинают опускатьс  вниз в среде жидкого реагента, они подхватываютс  лопаст ми 33 перемешивающих элементов 4 и 14 и распредел ютс  по всему объему реакционных камер, выполненных в виде кассет 5 и 16. При этом, подбором скорости вращени  каркасов 22, котора  зависит от скорости истечени  жидкого реагента из сопел 27 и 28, а следовательно, от скорости вращени  выходных валов двигател  21, можно добитьс  такого состо ни , что кака -то часть твердой фазы 55 посто нно находитс  во взвешенном состо нии по всему объему реакционных камер 5 и 16, причем она посто нно пополн етс  за счет тех элементов твердой фазы 55, которые оседают на нижних, в данный момент, сетках каркасов 22. Благодар  посто нному перемешиванию жидкого реагента по всему объему и свободного доступа его к каждому элементу твердой фазы 55, процесс значительно ускор етс . Кроме того, если в кассеты 5 и 16 загружаютс  мелющие тела (на рис. не показаны ), то при работе реактора будет происходить и измельчение твердой фазы, если это требуетс  по техпроцессу. Выдел ющиес  при реакции газы отвод тс  через штуцеры 12.

Если процесс должен происходите присутствии газового реагента, то последний может подаватьс  через штуцеры 12 или же через какие-либо дополнительные штуцеры (на рис. не показаны). В этом случае также имеет место значительное ускорение процесса за счет того, что при ударе струй жидкого реагента в треугольные лопатки 23 и 24 каркасов 32 кассет 5 и 16 будет происходить распыление жидкого реагента в газовой фазе . А при соответствующем не слишком высоком уровне жидк ого реагента будет иметь место состо ние, при котором в среде газового реагента будут присутствовать не только распыленные частицы жидкого реагента,

но и падающие вниз элементы твердой фазы 55. Все это в значительной мере будет способствовать ускорению протекани  каталитических реакций в насто щем реакторе .

После окончани  реакции двигатель 21 отключаетс , газова  фаза удал етс  через штуцеры 12, а жидка  фаза через штуцеры 13. После этого снимаютс  крышки 11 и кассеты 5 и 16 дл  очистки и промывки. Затем

реактор подготавливаетс  к новому циклу и весь процесс повтор етс  так, как это было описано выше. В случае необходимости в каждую рабочую камеру 8 и 9 корпуса 1 могут быть залиты различные жидкие реагенты , при этом кассеты могут переставл тьс  из одной половины в другую таким образом, чтобы тверда  фаза взаимодействовала с жидкими реагентами по очереди, согласно техпроцессу.

Claims (1)

1. Реактор, включающий корпус, установленный в корпусе с возможностью вращени  вал и реакционную камеру с размещенным в ней перемешивающим устройством , отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса за счет обеспечени  посто нной циркул ции смеси реагентов по высоте, корпус снабжен поперечной перегородкой, раздел ющей его на две рабочие камеры, и размещенной во второй рабочей камере дополнительной реакционной камерой с перемешивающим устройством, при этом перемешивающие устройства размещены на противоположных концах вала,закрепленного в поперечной перегородке, и кажда  реакционна  камера выполнена в виде кассеты с сетчатым каркасом и треугольными лопатками, направленными в противоположный по отношению к лопаткам другого каркаса стороны , а каркас каждой кассеты в одной реакционной камере кинематически св зан с перемешивающим устройством другой реакционной камеры.

2 Реактор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с  

тем, что перемешивающие элементы выполнены в виде втулок с закрепленными на них лопаст ми

55

5

г& Л

2f ВО // S ВО 23

гз

Ј

.г

ВиЭБ

ФагЗ

в-в

Фиг. 4

24