Газожидкостный химический реактор

 

Изобретение касается аппаратов химической технологии, может быть использовано в химической, нефтехимической, гидролизной и других отраслях промышленности для проведения газожидкостных химических реакции, сопровождающихся тепловым эффектом и протекающих при относительно невысоких расходах газовой фазы, и позволяет интенсифицировать процесс за счет повыщекия степени поглощения в нем газа. Реактор содержит трубки, в нижних концах которых по их оси установлены специальные вставки, каждая из которых представляет собой тело вращения, состоящее из двух конусов с противоположно направленными верщинами и равными основаниями, соединенными цилиндрическим участком, площадь сечения которого составляет 0,9- 0,95 площади сечения барботажной трубы, цилиндрический участок вставки расположен на уровне отверстий для входа газа и имеет высоту, равную 4-5 их диаметрам, углы при вершинах нижнего и верхнего конусов составляют соответственно 40-60 и 10-20°. 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 1> 4 В 01 1 1О/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4092385/31-26 (22) 14.07.86 (46) 23.04.88. Бюл. № 15 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) В. Н. Соколов, М. А. Яблокова и С. Г. Метелица (53) 66.023 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 446295, кл. В 01 J 10/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 997789, кл. В Ol J 19/00, 1980. (54) ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР (57) Изобретение касается аппаратов химической технологии, может быть использовано в химической, нефтехимической, гидролизной и других отраслях промышленности для проведения газожидкостных химичес„„SU„„1389837 А 4 ких реакций, сопровождающихся тепловым эффектом и протекающих при относительно невысоких расходах газовой фазы, и позволяет интенсифицировать процесс за счет повышения степени поглощения в нем газа.

Реактор содержит трубки, в нижних концах которых по их оси установлены специальные вставки, каждая из которых представляет собой тело вращения, состоящее из двух конусов с противоположно направленными вершинами и равными основаниями, соединенными цилиндрическим участком, площадь сечения которого составляет 0,9—

0,95 площади сечения барботажной трубы, цилиндрический участок вставки расположен на уровне отверстий для входа газа и имеет высоту, равную 4 — 5 их диаметрам, углы при вершинах нижнего и верхнего конусов составляют соответственно 40 — 60 и IO — 20 .

1 ил.

1389837

5 0

Формула изобретения

Изобретение относится к облас1и процессов и аппаратов химической технологии и может быть использовано в химической, нефтехимической, гидролизной и других отрас лях промышленности для проведения газожидкостных химических реакций, сопровождающихся значительным тепловым эффектом, его применение наиболее целесообразно в процессах, протекающих при невысоких расходах газовой фазы, где газ представляет собой ценный реагент и должен быть использован в реакции практически полностью.

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет повышения степени поглощения газа в реакторе.

На чертеже изображен газожидкостный химический реактор.

Аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, нижней крышки 2 и увеличенной по высоте верхней крышки ?, где происходит отделение непрореагировавшего газа от жидкости. В трубных решетках 4 закреплены барботажные трубы 5.

Их удлиненные концы выведены под нижнюю трубную решетку и имеют отверстия 6 в стенках, расположенные на одном уровне.

Напротив отверстий в барботажных трубах установлены специальные вставки 7, представляющие собой тела вращения, состоящие из двух конусов с противоположно направленными вершинами и равными основаниями, соединенными цилиндрической частью, площадь сечения которой составляет 0,9 — 0,95 площади сечения барботажной трубы. Цилиндрическая часть вставки расположена на уровне отверстий для входа газа и имеет высоту, равную 4 — 5 их диаметрам.

Углы при вершинах нижнего и верхнего концов составляют соответственно 40 — 60 и

10 — 20 . Аппарат снабжен выносной циркуляционной трубой 8, насосом 9, штуцерами 10 — 15 для ввода и вывода реагирующих фаз и теплоносителя (хладагента).

Реактор работает следующим образом.

Жидкость с помощью насоса 9 вводится в аппарат через штуцер 10 и, заполнив трубное пространство, сливается через штуцер 11. При подаче в реактор газа по штуцеру 12 под нижней трубной решеткой образуется газовый слой, отжимающий жидкость вниз до тех пор, пока не откроются отверстия 6 в нижних концах труб 5, и газ не устремится в барботажные трубы. Восходящий поток жидкости, создаваемый в барботажных трубах насосом, в области расположения газораспределительных отверстий 6 подвергается сначала резкому сужению вставками 7, а затем — плавному расширению. При прохождении вблизи газораспределительных отверстий поток жидкости имеет максимальную скорость. В результате в зазоре между стенкой барботажной трубы с отверстиями и вставкой образуется область пониженного давления; происходит инжектирование в зазор газа и мелкое дробление его потоком жидкости. В зазоре и на выходе из него образуется тонкодисперсная газожидкостная смесь с развитой поверхностью контакта фаз. Это способствует интенсификации процесса переноса реагента из газа в жидкость. Плавное расширение потока газожидкостной смеси, обеспечиваемое конической формой верхней части вставки, предотвращает коалесценцию мелких пузырьков газа в крупные. Поднимаясь в барботажных трубах, мелкие пузыри быстро растворяются в жидкости, что способствует наиболее полному использованию газа в реакции. Нерастворившийся газ отделяется от жидкости в пространстве над верхней трубной решеткой, выполняющей роль сепаратора, и выводится из аппарата через штуцер 13. Жидкость через штуцер 11 по выносной циркуляционной трубе 8 возвращается в реактор с помощью насоса 9. Для снятия или подвода теплоты реакции в межтрубное пространство аппарата может быть подан теплоноситель, который вводится в реактор и выводится из него соответственно через штуцеры 14 и 15.

По сравнению с известным аппаратом предлагаемый позволяет повысить коэффициент массопереноса из газа в жидкость и степень использования газообразного реагента в 1,3 — 1,4 раза.

Газожидкостный химический реактор, включающий цилиндрический корпус с крышками, циркуляционную трубу, насос, штуцеры для ввода и вывода фаз и теплоноситель, трубные решетки с установленными в них барботажными трубами, нижние концы которых имеют отверстия для входа газа и выведены под нижнюю трубную решетку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет повышения степени поглощения газа, барботажные трубки снабжены установленными в их нижней части вставками, выполненными в виде двух конусов, обращенных друг к другу основаниями и соединенных посредством цилиндрического участка, площадь сечения которого составляет 0,9 — 0,95 площади сечения барботажной трубы, при этом цилиндрический участок вставки расположен на уровне отверстий для входа газа и имеет высоту, равную

4 — 5 их диаметрам, углы при вершинах нижнего и верхнего конусов составляют соответственно 40 — 60 и 10 — 20.!

389837

Газ

Составитель Н. Телесницкий

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 601/8 Тираж 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4