PL189161B1 - Reactor for carrying on chemical processes between a gas and a liquid or liquid suspension - Google Patents

Abstract

1. The reactor for carrying out processes between a gas and a liquid or a suspension is equipped with a cylindrical component, which separates both phases. An immobile helical flow guide vane is positioned axially inside the cylindrical component. Unique characteristics: The reactor is divided - between the liquid phase inlet and the outlet, parallel to the axis - into segments, consisting of a cylindrical component (1) and a helical flow guide vane (2). Between the segments, there are porous permeable elements (4), that proportion the gaseous phase from the outside to the liquid phase.

Description

Przedmiotem wynalazku jest reaktor do prowadzenia procesów pomiędzy gazem a cieczą lub zawiesiną, zwłaszcza o dużej lepkości.The subject of the invention is a reactor for carrying out processes between a gas and a liquid or suspension, especially of high viscosity.

Znany jest reaktor do prowadzenia procesów pomiędzy gazem a cieczą lub zawiesiną według polskiego opisu patentowego nr 186 086 zaopatrzony w cylindryczną membranę hydrofobową rozdzielającą fazę ciekłą i gazową. Wewnątrz membrany hydrofobowej umieszczona jest współosiowo nieruchoma spiralna kierownica przepływu. Ciecz lub zawiesina doprowadzana jest do przestrzeni pomiędzy membraną a kierownicą przepływu, zaś faza gazowa doprowadzana jest do przepływającej cieczy poprzez membranę hydrofobową.There is known a reactor for carrying out processes between a gas and a liquid or a suspension according to the Polish patent specification No. 186 086 provided with a cylindrical hydrophobic membrane separating the liquid and gas phases. Inside the hydrophobic membrane there is a coaxially fixed spiral flow guide. The liquid or suspension is fed into the space between the membrane and the flow director, and the gas phase is led into the flowing liquid through the hydrophobic membrane.

Reaktor według wynalazku, zaopatrzony w część cylindryczną rozdzielającą fazę gazową od fazy ciekłej oraz umieszczoną współosiowo wewnątrz części cylindrycznej nieruchomą spiralną kierownicą przepływu, charakteryzuje się tym, ze reaktor pomiędzy wlotem fazy ciekłej a wylotem podzielony jest poprzecznie do osi na segmenty złożone z części cylindrycznej i spiralnej kierownicy przepływu, zaś pomiędzy tymi segmentami umieszczone są porowate elementy przepuszczalne, doprowadzające od zewnątrz fazę gazową do fazy ciekłej.The reactor according to the invention, provided with a cylindrical part separating the gas phase from the liquid phase and a stationary spiral flow guide arranged coaxially inside the cylindrical part, is characterized in that the reactor between the liquid phase inlet and the outlet outlet is divided transversely to the axis into segments consisting of a cylindrical and a spiral part flow guides, and between these segments are interposed porous permeable elements leading from the outside the gas phase to the liquid phase.

W korzystnym wykonaniu reaktora porowate elementy przepuszczalne mają kształt walca o średnicy co najmniej równej średnicy segmentów reaktora.In a preferred embodiment of the reactor, the porous permeable elements are cylindrical with a diameter at least equal to the diameter of the reactor segments.

Reaktor według wynalazku odznacza się prostą konstrukcją, zapewniającą łatwe łączenie segmentów na długość i wymianę poszczególnych części, trwałością oraz wysoką efektywnością w wyniku zastosowania zasilania strefowego fazy ciekłej przez fazę gazową.The reactor according to the invention is characterized by a simple structure, ensuring easy connection of segments for length and replacement of individual parts, durability and high efficiency due to the use of zone feeding of the liquid phase by the gas phase.

Rozwiązanie według wynalazku uwidocznione jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym reaktor w przekroju podłużnym.The solution according to the invention is shown in the embodiment in the drawing showing the reactor in longitudinal section.

Jak przedstawiono na rysunku, reaktor pomiędzy wlotem fazy ciekłej a wylotem podzielony jest poprzecznie do osi na segmenty o jednakowej średnicy. Każdy segment złożony jest z części cylindrycznej 1 i umieszczonej współosiowo wewnątrz tej części nieruchomej spiralnej kierownicy przepływu 2 o tej samej długości. Pomiędzy segmentami umieszczone są elementy przepuszczalne 4 w kształcie walca o tej samej średnicy wykonane z materiału porowatego. Wewnętrzne segmenty są jednakowe. Skrajne segmenty zaopatrzone są dodatkowo we wlot i wylot doprowadzanej do reaktora cieczy. Połączone ze sobą na przemian segmenty i elementy przepuszczalne 4 umieszczone są w podłużnym korpusie 3 zaopatrzonym we wlot fazy gazowej.As shown in the drawing, the reactor between the liquid phase inlet and the outlet is divided transversely to the axis into segments of equal diameter. Each segment is composed of a cylindrical portion 1 and arranged coaxially inside that fixed portion of the spiral flow guide 2 of the same length. Between the segments are cylindrical permeable elements 4 of the same diameter made of porous material. The inner segments are the same. The outermost segments are additionally equipped with an inlet and outlet of the liquid supplied to the reactor. The alternately connected segments and the permeable elements 4 are placed in an elongated body 3 provided with a gas phase inlet.

Reaktor działa następująco:The reactor works as follows:

Ciecz lub zawiesina przepływa pomiędzy wlotem fazy ciekłej a wylotem wewnątrz usytuowanych współosiowo segmentów reaktora rozdzielonych przez elementy przepuszczalne 4. Zasilanie fazy ciekłej przepływającej przez segmenty reaktora fazą gazową doprowadzonąThe liquid or slurry flows between the liquid phase inlet and outlet within coaxial reactor segments separated by permeable elements 4. Feeding the liquid phase flowing through the reactor segments with a gas phase supplied

189 161 do wnętrza korpusu 3 następuje poprzez porowate elementy przepuszczalne 4. Skok spiralnej kierownicy przepływu 2 i wielkość kanału pomiędzy tą prowadnicą a częścią cylindryczną 1 umożliwiają dobór prędkości liniowej i czasu przebywania płynu w reaktorze. Szybkość prowadzenia procesu zalezy także od rozmiarów porów, porowatości względnej elementów przepuszczalnych 4 i ich grubości. Wskutek silnych naprężeń ścinających wywołanych przepływem płynu w porowatych elementach przepuszczalnych 4 następuje dobre wymieszanie fazy ciekłej i fazy gazowej co sprzyja intensyfikacji wymiany masy w reaktorze. Uzyskane efekty są znacznie większe niz w przypadku zastosowania znanych mieszalników.The travel of the spiral flow guide 2 and the size of the channel between this guide and the cylindrical portion 1 make it possible to select the linear velocity and the residence time of the fluid in the reactor. The speed of the process also depends on the size of the pores, the relative porosity of the permeable elements 4 and their thickness. Due to the high shear stresses caused by the fluid flow in the porous permeable elements 4, there is a good mixing of the liquid phase and the gas phase, which promotes the intensification of mass exchange in the reactor. The obtained effects are much greater than in the case of using known mixers.

Reaktor przeznaczony jest do prowadzenia procesów w przemyśle chemicznym a także w ochronie środowiska, przede wszystkim do tak zwanego mokrego utleniania ścieków i szlamów.The reactor is designed to carry out processes in the chemical industry as well as in environmental protection, primarily for the so-called wet oxidation of sewage and sludge.

189 161189 161

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz Cepa 2,00 zł.Publishing Department of the Polish Patent Office. Circulation 50 copies. Cepa PLN 2.00.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Reaktor do prowadzenia procesów pomiędzy gazem a cieczą lub zawiesiną zaopatrzony w część cylindryczną rozdzielającą obie fazy, wewnątrz której umieszczona jest współosiowo nieruchoma spiralna kierownica przepływu, znamienny tym, że reaktor pomiędzy wlotem fazy ciekłej a wylotem podzielony jest poprzecznie do osi na segmenty złożone z części cylindrycznej (1) i spiralnej kierownicę przepływu (2), zaś pomiędzy tymi segmentami umieszczone są porowate elementy przepuszczalne (4), doprowadzające od zewnątrz fazę gazową do fazy ciekłej.1. A reactor for conducting processes between a gas and a liquid or a slurry provided with a cylindrical part separating the two phases, inside which a coaxially fixed spiral flow guide is placed, characterized in that the reactor between the liquid phase inlet and the outlet is divided transversely to the axis into segments composed of the cylindrical part (1) and the helical flow guide (2), and between these segments are interposed porous permeable elements (4), leading from the outside the gas phase to the liquid phase. 2. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że porowate elementy przepuszczalne (4) mają kształt walca o średnicy co najmniej równej średnicy segmentów reaktora.2. The reactor according to claim The process as claimed in claim 1, characterized in that the porous permeable elements (4) are cylindrical with a diameter at least equal to the diameter of the reactor segments.