Изобретение относится к химической промышленности, в частности к оборудованию для проведения химических реакций, проводящихся в реакторах при активном перемешивании и нагреве реагентов, может быть использовано также в смежных областях промышленности.
Целью изобретения является интенсификация процесса тепломассообмена.
На фиг. 1 показан общий вид реактора: на фиг.2 -узел I на фиг. 1; на фиг. 3-сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1.
Реактор с перемешивающим устройством и нагревателем содержит корпус 1 со штуцерами 2 входа жидких и газообразных реагентов и штуцер 3 выхода готового продукта. На крышке корпуса 1 установлена стойка 4 с двумя подшипниковыми узлами 5, в которых крепится вал перемешивающегё устройства 6, на нижнем конце его закреплена мешалка 7, Между подшипниковыми узлами размещена экранирующая гильза, пред- S ставляющая собой пустотелый цилиндрический корпус 8, частично заполненный ферромагнитными телами 9. Вал 6 выполнен составным, участок вала 10 с лопастями 11. размещенными внутри корпуса 8 выполнены из немагнитного материала. Корпус 8 герметизирован по участку вала 10 уплотнениями 12. На наружную кольцевую стенку 13 корпуса 8 плотно насажен статор 14, к наружной и верхней кольцевой поверхности которого примыкает структурно-опористый материал 15, повторяющий φορΜν статора 14. Структурно-опористый материал 15 заключен в кольцевой корпус 16, который ниже корпуса 8 имеет несколько равномерно расположенных патрубков 17, опущенных в корпус 1 практически до дна и не препятствующих· вращению мешалки 7. Каждый из патрубков 17 заглушен с нижнего торца заглушкой 18. По всей высоте кольцевого корпуса 16 и
1780827 АТ ' 1780827 4 патрубков 17 сохраняется зазор между наружными их стенками и структурИ()пористым материалом 15. каждый из патрубков 17 пропитан рабочей жидкостью 19 до уровня. совпадающим с уровнем жидкости в кор- 5 пусе 1. Вал перемешивающего устройства 6 герметизирован в корпусе 1 узлом уплотнения 20, в верхней своей части жестко соединен с устройством, создающим поступательное перемещение 21, например электромагнитом, 10 укрепленным на стойке 4. Подшипниковые узлы 5 имеют возможность перемещаться поступательно совместно с валом 6 вверхвниз по-направляющим 22, закрепленным на стойке 4. Каждый из подшипниковых уз- 15 лов 5 закреплен в кольце 23. имеющем вырезы для направляющих 22. Кольцо 23 и наружное кол ьцо подшип ников , п л отно в него посаженное не вращаются, а внутрен- . нее кольцо подшипника, плотно насажен- 20 ное на вал 6. вращается вместе с ним. Для заполнения рабочей жидкостью 19 патрубков 17 на кольцевом корпусе 16 предуёмотрён штуцер 24. Стенка 13, являющаяся наружной для корпуса 8 и внутренней 25 для кольцевого корпуса 16, а также стенки корпуса 16, расположенное в непосредственной близости от статора 14 выполнены из'немагнитных материалов.
Реактор е перемешивающим устройст- 30 вом и нагревателем работает следующим образом. Предварительно, перёд запуском 7 в работу кольцевой корпус 16 и патрубки 17 .: вакуумируются для удаления неконденсируйэщихся газов и производится заполнение 35 удаления неконденсирующихся газов и производится заполнение через штуцер 24 патрубков 17 рабочей жидкостью 19 по уровню, ' совпадающим с уровнем заполнения жидкостью корпуса 1. Жидкие и газообразные 40 реагенты подаются в корпус 1 по штуцерам
2. Перемешивание жидкости осуществляется мешалкой 7, закрепленной на валу 6. Привод вращения перемешивающего устройства представляет собой экранирующую 45 гильзу, выполненную в виде пустотелого ци' ' линдрического корпуса 8 с плотно насаженным на него статором 14, внутри корпуса 8 размещены ферромагнитные тела 9, а также участок вала 19 с лопастями 11. При подаче 50 переменного тока на статор 14 создается *“? вращающееся магнитное поле, проникающее сквозь экранирующую гильзу 8 и заставляющее ферромагнитные тела 9 двигаться по магнитным силовым линиям 55 пол я , т.е. вра щаться в нутри пустотел ого цилиндрического корпуса 8 с постоянной окружной скоростью. Ферромагнитные тела 9 воздействуют на лопасти 11, закрепленные на участке вала 10. приводя его во враще- _ ние, а вместе с ним и вал перемешивающего устройства 6 с мешалкой 7. Участок вала 10. лопасти 11, цилиндрический корпусе, кольцевой корпус 16 не нагреваются, т.к. выполнены из немагнитных материалов. Статор 14 в результате прохождения электрического тока нагревается, для его нормальной работы он должен непрерывно охлаждаться. Тепло, выделяемое статором 14 используется на нагрев жидкости в корпусе 1 для создания оптимальных условий проведения химической реакции реагентов. Рабочая жидкость 19 поднимается по структурнопористому материалу 15 и омывает верхнюю и боковую поверхность статора 14; испаряясь при этом. Рабочая жидкость 19 подбирается таким образом, чтобы температура ее кипения при созданном разряжении была равна или ниже оптимальной, температуры эксплуатации статора 14, необходимо также, чтобы рабочая жидкость 19 была химически инертна по отношению к материалам статора 14, структурно-пористому материалу 15, кольцевому корпусу 16 и патрубкам 17. Испаряясь, раб.очая жидкость 19 отбирает тепло от статора 14, охлаждая его до оптимальной температуры его эксплуатации. Пар рабочей жидкости 19 по зазору, образованному по всей высоте между наружными стенками кольцевого корпуса 16, патрубков 17 и структурно-пористым материалом 15 опускается вниз, где конденсируется, т.к. температура жидкости в корпусе 1 значительно ниже температуры пара рабочей жидкости 19. Конденсация протекаете выделением тепла, которое полностью расходуется на нагрев жидкости в корпусе 1. Далее процесс испарения и конденсации рабочей жидкости 19 в кольцевом корпусе 16 и патрубках 17 полностью повторяется? Весь процесс химического взаимодействия протекает при активном перемешивании жидкости. Помимо вращения вокруг собственной оси, вал перемешивающего устройства 6 имеет воз.можность одновременно перемещаться поступательно вверх-вниз за счет воздействия электромагнита 21, жестко соединенного с валом 6 и стойкой 4. При этом подшипниковые узлы 5, плотно насаженные на вал 6 перемещаются вместе с ним, а также мешалкой 7 по направляющим 22, закрепленным на стойке 4. Лопасти 11 перемещаются в пределах пустотелого цилиндрического корпуса 8. Таким образом осуществляется одновременное вращение мешалки 7 и поступательное перемещение внутри корпуса 1, что создает благоприятные условия для активного перемешивания, Образовавшийся в результате химической реакции, проходящей при пере5