Трубчатый реактор с закрученными потоками
Трубчатый реактор с закрученными потоками для проведения физико-химических процессов, а именно процессов смешения и реакций в гомогенной жидкой фазе, и может быть использовано в химической, нефтехимической и пищевой промышленности. Содержит цилиндрические обечайки, тангенциально расположенные штуцера, штуцера, U-образную трубу, винтовые ребра. Отсутствие движущихся частей, плавность течения жидкости и возможность контроля заданного температурного режима делает трубчатый реактор с закрученными потоками высокоэффективным аппаратом при минимальном гидравлическом сопротивлении.
Техническим результатом является повышение эффективности процессов смешения и реакций в гомогенной жидкой фазе.
Полезная модель относится к устройствам для проведения физико-химических процессов, а именно процессов смешения и реакций в гомогенной жидкой фазе, и может быть использовано в химической, нефтехимической и пищевой промышленности.
Известен реактор [RU 2006138522/12, МПК В01J 8/10, В01J 19/18], в который подается компонент А и компонент Б, и вместе с ними катализатор. Снизу через газораспределительное устройство подается реакционная смесь до установленного объема заполнения реактора. Смесь компонентов в реакторе начинает интенсивно перемешиваться за счет вращения мешалки. Вращение пеногасителя препятствует образованию пеногазового слоя, флотации частиц катализатора и уносу компонентов из реактора. В результате перемешивания смесь нагревается и происходит выделение теплоты. Поддержание заданной температуры реакционной смеси обеспечивается при помощи змеевиковых теплообменников и змеевиковой рубашки. Они способствуют отводу тепла из реактора и стабилизации температуры процесса. В процессе синтеза происходит выделение газа, который затем отводится из реактора. Полученный продукт выводится из нижней части аппарата. Данный реактор обеспечивает повышенную производительность и качество продукта. Недостатками реактора является сложность конструкции, необходимость наличия привода и требуется подвод электроэнергии.
Реактор синтеза гидроксиламинсульфата предназначен для проведения гетерогенных процессов и используется в химической промышленности. Известен реактор синтеза гидроксиламинсульфата [RU 2004136770/15, МПК В01J 19/18, D01F 7/18, С01В 21/14], в котором газовая реакционная смесь подается в нижнюю часть реактора. Одновременно осуществляется подача жидкого реагента. Смесь интенсивно перемешивается за счет статического перемешивающего устройства. Происходит турбулизация потока, которая способствует равномерному распределению катализатора в реакционном объеме. Своевременно пеногаситель препятствует образованию пеногазового слоя и уносу компонентов из реактора. В реакторе происходит выделение теплоты. Для поддержания заданных режимов по теплообмену используется теплообменная рубашка и змеевиковые теплообменники. В них в качестве хладагента обычно используется вода. После охлаждения реакционной смеси вода выводится из теплообменника.
На внутренней поверхности реактора образуется застойная зона катализатора. Для его устранения подают жидкий реагент в реактор. За счет этого снижаются потери катализатора, унос непрореагировавших газов и повышается безопасность процесса. Происходит отвод отработанных газов из реактора. В целом реактор повышает качество продукта и увеличивается производительность реактора. Недостатками реактора синтеза гидроксиламинсульфа является необходимость подвода электроэнергии и наличие привода, а также сложность конструкции.
В предлагаемом трубчатом реакторе с закрученными потоками имеются две цилиндрические обечайки 1 и 2, в которые подаются компонент А, через расположенный тангенциально штуцер 3, и компонент Б, через расположенный тангенциально штуцер 4. Реактор снабжен U-образной трубкой 8, внутри которой движется теплоноситель (или хладагент), который поступает в реактор через штуцер 5 и выводится из реактора через штуцер 6. Компоненты А и Б в местах соединения обечаек начинают переходить из одной обечайки в другую, перемешиваются и одновременно обтекают U-образную трубу 8. На внешней поверхности трубы установлены винтовые ребра 9, которые поддерживают поток в закрученном состоянии по всей высоте реактора, что увеличивает эффективность перемешивания компонентов. Теплоноситель, движущийся по трубе 8, позволяет поддерживать заданные температурные режимы. Таким образом, в процессе смешения или реакции получается продукт, который выводится из реактора через штуцер 7.
1. Трубчатый реактор с закрученными потоками, включающий цилиндрические обечайки, тангенциально расположенные штуцера, штуцера, U-образную трубу, винтовые ребра, отличающийся тем, что смешение жидкости происходит в двух соединенных обечайках, где жидкости перемешиваются, перетекая поочередно из одной обечайки в другую.
2. Трубчатый реактор с закрученными потоками по п.1, отличающийся тем, что труба имеет винтовые ребра, которые поддерживают потоки жидкости в закрученном состоянии и создают высокую поверхность теплопередачи.
