Колонный барботажный реактор

 

Изобретение относится к устройствам для проведения химических реакций между компонентами газа и жидкости в барботажном слое, в том числе в присутствии третьей фазы в виде мелкодисперсных твердых частиц , суспендированных в жидкости, может быть использовано, в частности в качестве реактора синтеза гидроксиламинсульфата методом каталитического восстановления оксида азота водородом в разбавленном водном растворе серной кислоты в присутствии суспендированного в жидкости мелкодисперсного катализатора, и позволяет расширить диапазон устойчивой работы реактора и повысить эффективность за счет равномерного распределения газожидкостного или газожидкостного с суспендированными твердыми частицами потока по сечению реактора . Колонный .барботажный реактор имеет входные штуцеры в нижней части и выходные штуцеры в верхней части и установленный между ними по крайней мере один распределитель газожидкостного или газожидкостного с суспендированными в жидкости твердыми частицами потока, реакционные зоны, расположенные между распределителями и/или между распределителем и выходными штуцерами, боковые штуцеры для ввода газа. При этом реактор снабжен распределителем, содержащим собирающий конус, открытый расширением книзу и имеющий в нижней наиболее широкой части зазор с боковой поверхностью реактора, с укрепленной в верху сужающейся части по оси реактора вплотную с боковой поверхностью конуса вертикальной распределительной трубой. Нижний закрытый конец распределительной трубы расположен внутри конуса, верхний открытый конец - в пространстве под конусом, а на ее боковой поверхности в нижней части расположены отверстия с отогнутыми внутрь под углом 30-60° краями для прохода газожидкост ного или газожидкостного с суспендированными в жидкости твердыми частицами потока. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P ЕСПУБЛИК (я)ю В 01 J 8/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4698067/26 (22) 31.05.89 (46) 15.06,91, Бюл, ¹ 22 (71) Руставское производственное объединение "Азот" (72) Е, И. Мартюшин, В. С. Талачев, Г. Я, Рудов, Е. С. Пирогов, 3. Я. Кервалишвили, Д. И. Караулашвили, Г. А. Пагава, 3. Г. Гогнадзе, М. П. Юрьев и А, Я. Карась (53) 66,023(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 787079, кл, В 01 J 19/00, 1980, Патент Великобритании ¹ 2078537, кл.

В 01 J8/06,,1981. (54) КОЛОННЫЙ БАРБОТАЖНЫЙ PEAKTOP (57) Изобретение относится к устройствам для проведения химических реакций между компонентами газа и жидкости в барботажном слое, в том числе в присутствии третьей фазы в виде мелкодисперсных твердых час гиц, суспендированных в жидкости, может быть использовано, в частности в качестве реактора синтеза гидроксиламинсульфата методом каталитического восстановления оксида азота водородом в разбавленном водном растворе серной кислоты в присутствии суспендированного в жидкости мелкодисперсного катализатора, и позволяет расширить диапазон устойчивой работы реактора

Изобретение относится к конструкции устройств для проведения химических реакций между компонен-,ами газа и жидкости в барботажном слое, в том числе в присутствии третьей фазы в виде мелкодисперсных твердых частиц, суспендированных в жидкости, и может быть использовано, в частно Ы;„, 1655555 А1 и повысить эффективность эа счет равномерного распределения газожидкостного или газожидкостного с суспендированными твердыми частицами потока по сечению реактора. Колонный .барботажный реактор имеет входные штуцеры в нижней части и выходные штуцеры в верхней части и установленный между ними по крайней мере один распределитель газожидкостного или газожидкостного с суспендированными в жидкости твердыми частицами потока, реакционные зоны, расположенные между распределителями и/или между распределителем и выходными штуцерами, боковые штуцеры для ввода газа. При этом реактор снабжен распределителем, содержащим собирающий конус, открытый расширением книзу и имеющий в нижней наиболее широкой части зазор с боковой поверхностью реактора, с укрепленной в верху сужающейся части по оси реактора вплотную с боковой поверхностью конуса вертикальной распределительной трубой. Нижний закрытый конец распределительной трубы расположен внутри а конуса, верхний открытый конец — в про- О, странстве под конусом, а на ее боковой повер- (д хности в нижней части расположены отверстия ц с отогнутыми внутрь под углом 30-60 краями для прохода газожидкостного или газожидкостного с суспендированными в жидкости твердыми частицами потока, 3 ил. О3 сти, в качестве реактора синтеза гидроксиламинсульфата методом каталитического восстановления оксида азота водородом в разбавленном водном растворе серной кислоты в присутствии суспендированного в жидкости мелкодисперсного катализатора.

1655555

Целью изобретения является расширение диапазона устойчивой работы реактора и повышение эффективности путем равномерного распределения газожидкостного или газожидкостного с суспендированными твердыми частицами потока, На фиг. 1 изображен барботажный реактор, общий вид; на фиг, 2 — распределительное устройство, общий вид; на фиг. 3— разрез А — А на фиг. 2.

Распределитель содержит собирающий конус 1, распределительную трубу 2 с отверстиями 3 с отогнутыми краями 4, горизонтальную перфорированную тарелку5, скрепленную с конусом 1 стержнем 6. Для ввода газа в газовую фазу двухфазной (или трехфаэной) смеси имеется штуцер 7 и перфорированная газораспределительная трубка 8. Колонный барботажный реактор 9 имеет нижние входные штуцеры 10 и 11, верхние выходные штуцеры 12 и 13, по высоте реактора 9 установлено несколько распределительных устройств (фиг. 2). Между распределительными устройствами, а также между входными штуцерами 10, 11 и нижним распределительным устройством и верхним распределительным устройством и выходными штуцерами 12, 13 расположены реакционные зоны 14; которые могут быть разделены горизонтальными секционирующими тарелками 15, Колонный барботажный реактор работает следующим образом.

Исходные газообразные реагенты подаются че.рез штуцер 11, а жидкость(с содержащимися в ней твердыми суспендированными частицами) — через штуцер. 10. Химическая реакция между компонентами газовой и жидкой фаз (возможно в присутствии твердого суспендированного в жидкости катализатора) происходит в реакционной зоне 14, которая снабжена секционирующими тарелками 15, Жидкие продукты .реакции с суспендированными твердыми частицами выводятся через штуцер 12, абгазы — через штуцер 13. Для снижения обратного перемешивания восходящего газожидкостного потока реакционная зона в реакторе разбита на ряд участков, между которыми установлены распределители потока (фиг. 1).

Газожидкостный или газожидкостный с суспендированными в жидкости твердыми частицами поток собирается в верхней сужающейся части конуса 1 и проходит через отверстия 3 в боковой поверхности трубы 2. Отогнутые края 4 отверстий 3 придают потоку трубы вращательное движение, способствующее сепарации газовой фазы в центральной части трубы 2. Закрученный в трубе 2 поток набегает на перфорированную тарелку 5, которая имеет переменное

30. в распределительной трубе 2, независимо от

40

5

25 по радиусу живое сечение. Так как диаметр распределительной трубы 2 существенн@ меньше диаметра реактора, тарелка 5 имеет меньшее живое сечение в центральной части и большее по периферии, что обеспечивает равномерное распределение потока по сечению реактора, Тарелка 5 скреплена с конусом 1 с помощью стержней 6, вся конструкция распределителя укрепляется на боковых стенках реактора.

Наличие зазора между нижней наиболее широкой частью конуса и боковой поверхностью реактора обеспечивает свободную циркуляцию суспендированных в жидкости твердых частиц. При этом площадь поперечного сечения зазора для предотвращения проскока через него части газа составляет величину, меньшую площади суммарного сечения отверстий в боковой поверхности распределительной трубы, Ввод дополнительных потоков газа в реакторе 9 осуществляется через боковые штуцеры 7 и газораспределительную трубку 8, Смещение добавочного газа с газовой фазой восходящего двухфазного (или трехфазного) потока происходит как в газовом кармане, образующемся в верхней части собирающего конуса 1 при высоких расходах газа, так и в центральной части закрученного потока расхода газа.

Таким образом, колонный барботажный реактор с распределителем потока предложенной конструкции позволяет расширить диапазон его устойчивой работы и обеспечить повышение эффективности эа счет равномерного распределения газожидкостного потока по сечению реактора, Формула изобретения

Колонный барботажный реактор с восходящим потоком для проведения газожидкостных или гаэожидкостных с суспендированными в жидкости твердыми частицами процессов, содержащий корпус с входными штуцерами в нижней части и выходными в верхней части, установленный в реакторе между входными и выходными штуцерами по крайней мере один распределитель газожидкостного или газожидкостного с суспендированными е жидкости твердыми частицами потока, реакционные зоны, расположенные между распределителями и (или) между распределителем и выходными штуцерами, и боковые штуцеры для ввода газа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона устойчивой работы реактора и повышения эффективности путем равномерного распределения газожидкостного или газожидкостного с суспендированными

1655555

Составитель А. Телесницкий

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л. Бескид

Редактор Н. Швыдкая

Заказ 2011 Тираж 350 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 твердыми частицами потока по сечению реактора, распределитель выполнен в виде устройства. содержащего собирающий конус, открытый расширением книзу и имеющий в нижней наиболее широкой части зазор с боковой поверхностью корпуса реактора, с укрепленной в верху сужающейся части по оси реактора вплотную с боковой поверхностью конуса вертикальной распределительной трубой, нижний закрытый конец которой расположен внутри конуса, верхний открытый конец — в пространстве под конусом, и перфорированную тарелку с переменным по радиусу живым сечением, увеличивающим-ся от центра к периферии, и диаметром, меньшим или равным диаметру реактора, установленную горизонтально над верхним

5 обрезом распределительной трубы, при этом на ее боковой поверхности в нижней части выполнены отверстия с отогнутыми внутрь под углом 30-60 краями для прохода газожидкостного или газожидкостного с суспенди10 рованными в жидкости твердыми частицами потока, при этом суммарная площадь сечения отверстий больше площади поперечного сечения зазора.