Реакционный аппарат с самовсасывающей мешалкой

 

Использование: для проведения процессов смешения жидкости с газом и систем жидкость - газ - твердые частицы в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: аппарат состоит из корпуса 1. циркуляционной трубы 4, расположенной по оси корпуса, патрубок ввода и вывода компонентов и винтовой мешалки 5, размещенной по оси корпуса в циркуляционной трубе. В нижней части трубы размещен кольцевой распределитель 7 газа с коническими стенками, полость которого в верхней части сообщена с газовой полостью аппарата посредством трубы подвода газа а в нижней части - с полостью аппарата в периферийной зоне лопастей мешалки. Распределитель в нижней части сообщен с полостью аппарата кольцевой щелью 10, образованной нижними основаниями конусов стенок и размещенной под лопастями. 1 злф-лы, 2 ил.

(19) Я (11) (51) 5 В01F5 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации

ll0 аатентам и товарным знакам (21) 5004895/26 (22) 03.07.9! (46} 30.10.93 Ьол. Na 39-40 (71) Научно-производственное объединение химического машиностроения, г.Санкт-Петербург (72) Лосик 8.И. Бабинцева БЛ„Цвигун Н.П. (73) Научно-производственное объединение химического машиностроения, г.Санкт-Петербург (54) РЕАКЦИОННЫЙ АППАРАТ С САМОВСАСЫВАЮЩЕИ МЕШАЛКОЙ (57) Использование: для проведения процессов смешения жидкости с газом и систем жидкость— газ — твердые частицы в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: аппарат состоит из корпуса 1, циркуляционной трубы 4, рааюложенной по оси корпуса, патрубок ввода и вывода компонентов и винтовой мешалки 5, размещенной по оси корпуса в циркуляционной трубе. В нижней части трубы размещен кольцевой распределитель 7 газа с коническими стенками, полость которого в верхней части сообщена с газовой полостью аппарата посредством трубы подвода газа, а в н(жней част— с полостью аппарата в периферийной зоне лопастей мешалки Распределитель в нижней части сообщен с полостью аппарата кольцевой щелью 10, образованной нижними основаниями конусов стенок и размещенной под лопастями. 1 злф-лы 2 ил. а 3

2001668

Изобретение относится к реакционным аппаратам и может быть использовано для проведения процессов смещения жидкости .с газом и систем жидкость-газ-твердые частицы в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен аппарат с самовсасывающей мешалкой, содержащий корпус, вертикальную циркуляционную трубу, винтовую мешалку с обтекателем, трубу подвода газа, нижний конец которой расположен соосно мешалке на уровне обтекателя.

Однако вследствие того, что нижний конец трубы расположен над осью винтовой мешалки вдоль этой вертикальной оси, не возникает окружных скоростей, необходимых для создания достаточного вакуума для всасывания газа иэ трубы подвода газа, Это уменьшает интенсивность перемешивания газожидкостн ы х сред.

Известен также аппарат с самовсасывающей мешалкой, содержащий вертикальный корпус, установленную по оси корпуса циркуляционную трубу, винтовое перемешивающее устройство и средство подвода газа, выполненное из вертикальной трубы, расположенной вдоль оси винтового перемешивающего устройства. и средство подвода газа, выполненное с распределителем, имеющим отверстие. расположенное над лопастями мешалки в их периферийной части.

Этот аппарат имеет то преимущество, что расположение отверстий распределителя патрубков над периферийной частью лопастей приводит к росту сумматорного всасывающего напора. который пропорционален квадрату окружной скорости.

Однако этот аппарат имеет ряд недостатков. Вследствие того, что распределитель имеет несколько патрубков, сообщенных с центральным трубчатым элементом и имеющих горизонтальные и вертикальные участки, при работе и остановке аппарата возникает опасность забивки патрубков распределителя непрореагированной средой, особенно их горизонтальных. участков. Эта забивка возникает при переработке систем жидкость-газ-твердые частицы, при проведении н-р-процессов гидрирования, выщелачивания и др. Это снижает диапазон применения и надежность в работе аппарата.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат с самовсасывающей мешалкой. содержащий корпус, циркуляционную трубу, мешалку, тороидальную обечайку, установленную в циркуляционной трубе снаружи мешалки, во внутренней стенке которой выполнены отверстия.

Однако этот аппарат имеет ряд недостатков.

1. Узкий диапазон применения, так как при работе с многофаэными системами жидкость-газ-твердые частицы происходит забивка отверстий тороидальной оболочки твердыми частицами, проникающими в нижнюю часть тороидальной оболочки во время работы аппарата, а также в момент остановки аппарата вследствие расположения отверстий в вертикальной стенке оболочки. Это и риводит к зарастанию тороидальной оболочки твердыми частицами с непрореагированной средой, снижает диапазон применения аппарата для многофазных гаэожидкостных процессов с участием твердой фазой, н-р-процессов гидрирования, выщелачивания и др., а также снижает надежность в работе аппарате вследствие необходимости разборки аппарата с целью прочистки тороидальной оболочки, 2. Недостаточная интенсификация процессов вследствие ограниченной площади проходного сечения отверстий для всасывания газа, расположенных во внутренней стенке тороидальной оболочки циркуляционной трубе снаружи мешалки, высота и площадь которой ограничена высотой винтовой мешалки.

Целью изобретения является расширение диапазона применения для многофазных систем жидкость-гаэ-твердые частицы, н-р для реакций гидрирования на суспендированном твердом катализаторе, процессов выщелачивания и др., увеличение интенсификации перемешивания.

Поставленная цель достигается тем. что средство подвода газа выполнено с распределителем, имеющим торообразную конусную форму, полость которого образована двумя усеченными конусами — верхним и нижним, являющимся одновременно конфузором циркуляционной трубы.

Нижняя часть распределителя расположена над периферийной зоной лопастей винтовой мешалки, соединена с полостью аппарата всасывающей кольцевой щелью, а верхняя часть соединена с трубой подвода газа, соединяющей распределитель с газовой полостью аппарата, расположенной под крышкой аппарата. При этом угол наклона плоскости кольцевой всасывающей щели к горизонтальной плоскости Оо < a < 90О.

На фиг. 1 схематически изображен реакционный аппарат с самовсасывающей мешалкой с циркуляционным контуром; на фиг. 2 — узел! на фиг. 1.

Аппарат содержит корпус 1, крышку 2, теплообменную рубашку 3, циркуляцион2001668 ную трубу 4, установленную по оси корпуса и образующую с ним кольцевой канал 6, смонтированную в циркуляционной трубе винтовую мешалку 5 с электроприводом 12.

В аппарате имеется средство подвода газа с распределителем 7, являющимся одновременно конфуэором циркуляционной трубы

4, Полость распределителя 7 образована двумя усеченными конусами — верхним 8 и нижним 9. В нижней части распределителя имеется наклонная кольцевая щель 10 для всасывания газа в полость аппарата, которая расположена над периферийной зоной лопастей винтовой мешалки 5. Угол наклона плоскости кольцевой всасывающей щели к горизонту а < 90О.

К распределителю 7 подведена труба i1 подвода газа. В аппарате предусмотрена подача газа через штуцер 13 и отвод сырья через штуцер 14.

Аппарат работает следующим образом.

Электропривод 12 приводит во вращение вал с установленной на нем винтовой мешалкой S. В результате вращения винтовой мешалки жидкость, заполняющая аппарат, начинает циркулировать по контуру, образованному стенками корпуса 1, циркуляционной трубой 4. В результате работы винтовой мешалки 5 возникает циркуляция рабочей среды по замкнутому контуру с направлением циркуляции в циркуляционной трубе вниз и в кольцевом канале наверх (по стрелкам).

В зоне А аппарата в области максимального диаметра лопасти винтовой мешалки 5 возникают максимальные переносные скорости рабочей циркулирующей среды согласно уравнению

V= 0;.

30 где Di — текущий диаметр лопасти винтовой мешалки; и — число оборотов мешалки.

Соответственно перед лопастью на уровне максимального диаметра лопасти возникает зона максимального пониженного давления, пропорционального квадрату переносной скорости, и вследствие этого максимальный расход всасываемого воздуха из торообразного конусного распредели5 теля через наклонную кольцевую щель 10 в зону А аппарата и далее по всему циркуляционному контуру, Поскольку плоскость всасывающей кольцевой щели наклонена к горизонту под

10 углом а < 90О. твердые частицы среды при циркуляции среды и опановке аппарата не могут проникнуть в распределитель, Вслед: ствие максимального расхода воздуха в аппарате увеличивается гаэосодержание и

15 соответственно интенсивность перемешивания.

Так как распределитель имеет конусную торообразную форму с расположенной в нижней его части наклонной кольцевой

20 щелью, при работе мешалки или ее остановке не происходит забивки щели твердыми частицами или непрореагированным продуктом вследствие невозможности попадания их в полость распределителя из-эа

25 наклона плоскости кольцевой всасывающей щели к горизонту с углом наклона а< 90О.

В таблице показаны результаты экспериментальных исследований аппарата с циркуляционным контуром с самовсасыва30 ющей мешалкой вместимостью 0,25 м . Из таблицы следует, что выполнение средств подвода газа в виде торообраэного конусного распределителя с наклонной кольцевой щелью способствует интенсификации гаэо35 жидкостных систем за счет увеличения расхода всасываемого газа.

Предполагаемый экономический эффект от внедрения одного аппарата 11 тыс. руб. в год.

40 (56) Авторское свидетельство СССР

N- l 22347, кл. В 01 F 5/10, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N. 1435277, кл. В Ol F 5/10, 1988.

45 Авторское свидетельство СССР

N. 610554, кл, В 01 J 19/18. 1978, 2001 б68

Формула изобретения !. РЕАКЦИОННЫЙ АППАРАТ С САМО8САСЫВАЮЩЕЙ МЕШАЛКОЙ, включаю щий корпус, циркуляционную трубу, распо- 5 ложенную по оси корпуса. патрубки ввода и вывода компонентов и мешалку, размещенную по оси корпуса внутри циркуляционной трубы. в нижней конфузорной части которой расположен кольцевой распреде10 литель газа с коническими стенками, полость которого в верхней части сообщена с газовой полостью аппарата посредством трубы подвода газа, а в нижней части - с полостью аппарата в периферийной зоне лопастей. отличающийся тем, что распределитель в нижней части сообщен с полостью аппарата посредством кольцевой щели, образованной нижними основаниями конусов стенок распределителя и размещенной над лопастями.

2, Аппарат по п.3, отличающийся тем, что угол наклона плоскости, соединяющей нижние основания конусов стенок, к горизонтальной плоскости 0 < и < 90, 2001668

Тираж Подписное

HflO "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3142

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель В.Л осик

Редактор М.Стрельникова Техред М; Моргентал Корректор! О. Густи

Реакционный аппарат с самовсасывающей мешалкой Реакционный аппарат с самовсасывающей мешалкой Реакционный аппарат с самовсасывающей мешалкой Реакционный аппарат с самовсасывающей мешалкой Реакционный аппарат с самовсасывающей мешалкой 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных корпусных энергетических реакторах, типа ВВЭР химической промышленности и других областях техники

Смеситель // 1790988

Смеситель // 1788910

Изобретение относится к технике смесительных работ и при работе интенсифицирует процесс перемешивания

Изобретение относится к технике перемешивания и может применяться в химической и родственных отраслях промышленности для приготовления растворов и суспензий в периодических и непрерывных процессах Изобретение позволяет повысить эффективность перемешивания за счет турбулизации жидкости вне эжектора и устранения застойных зон

Изобретение относится к устройствам для проведения мембранных процессов разделения биологических растворов и суспензий , в частности для концентрирования культурэльной жидкости, и может быть использовано в микробиологической и др смежных отраслях промышленности Целью изобретения является повышение эффективности работы установки при уменьшении объема концентрируемой жидкости

Смеситель // 2105599

Изобретение относится к устройствам для перемешивания материалов, а именно к устройствам для перемешивания многокомпонентных жидких и сыпучих продуктов и может найти применение в химической промышленности и других отраслях народного хозяйства

Изобретение относится к области приготовления продуктов нефтепереработки и касается состава нефтяных парафинистых масел, применяемых в качестве рабочих жидкостей объемных гидроприводов строительных, дорожных, подъемно-транспортных и др

Смеситель // 2154520
Изобретение относится к оборудованию для пищевой, кожевенной, химической и др

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и может быть использовано в качестве устройства для перемешивания газожидкостных систем в нефтяной, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к устройствам для перемешивания материалов, а именно к устройствам для получения растворов и суспензий, и может найти применение в химической промышленности и других отраслях народного хозяйства

Изобретение относится к аппаратам для очистки сточных вод и может найти применение при обработке бытовых, природных и промышленных вод воздухом, техническим кислородом или озоновоздушной смесью

Изобретение относится к процессу приготовления эмульгированного топлива, например, эмульсий типа "вода в газойле" или "вода в бензине", которое может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания или в энергетическом оборудовании

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для смешивания жидкостей, в частности к устройствам пожаротушения
Наверх