RU2643976C1 - Реактор для проведения реакций гидролиза - Google Patents
Реактор для проведения реакций гидролиза Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643976C1 RU2643976C1 RU2016144003A RU2016144003A RU2643976C1 RU 2643976 C1 RU2643976 C1 RU 2643976C1 RU 2016144003 A RU2016144003 A RU 2016144003A RU 2016144003 A RU2016144003 A RU 2016144003A RU 2643976 C1 RU2643976 C1 RU 2643976C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- hydrolysis
- reaction vessel
- liquid level
- reactions
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/18—Treatment of sludge; Devices therefor by thermal conditioning
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химическим реакторам для проведения реакций гидролиза в гидротермальных условиях, например, для гидролиза неорганических солей, получения оксидов и гидроксидов путем гидролиза солей металлов. Реактор для проведения процессов гидролиза в гидротермальных условиях включает реакционный сосуд, соединенный с патрубком подачи воды, дренажной трубой и трубой сброса выхлопных газов, а патрубок сброса соединен с верхней частью реакционного сосуда. Реактор содержит встроенное устройство подачи и управления потоком вытесняющего газа, которое снабжено механизмом регулируемого выдвижения и позиционирования относительно уровня жидкости в реакторе для подачи вытесняющего газа в приповерхностное пространство над уровнем жидкости. При этом обеспечивается оптимизация профиля концентрации контактирующих веществ, интенсификация обратимых процессов гидролиза, полнота протекания реакций, повышение производительности реактора, а также обеспечение надежности и технологической гибкости устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к химическим реакторам для проведения реакций гидролиза в гидротермальных условиях в присутствии воды при температурах выше 100°C и давлениях не менее величины давления насыщенного пара воды для данной температуры, например, для гидролиза неорганических солей, получения оксидов и гидроксидов путем гидролиза солей металлов, а также проведения обратимых реакций в водных растворах неорганических веществ в присутствии дополнительных компонентов, изменяющих гидролитические равновесия, например, комплексообразователей, осадителей, регуляторов рН, совместного гидролиза солей.
При проведении гидролиза часто возникает необходимость решения проблем полноты протекания гидролиза, что является общей проблемой проведения обратимых реакций. Также в многофазных системах при проведении химических реакций возникает необходимость решения проблем организации оптимального профиля концентрации контактирующих веществ (В.А. Кириллов. Реакторы с участием газа, жидкости и твердого неподвижного катализатора. Новосибирск, Изд-во Сибирского Отделения Российской Академии наук, 1997, 1997, 483 стр., ISBN-5-7692-0057-X). В случаях проведения обратимых реакций нахождение в зоне проведения реакции образующихся продуктов приводит к сдвигу равновесия в сторону образования исходных реагентов, а оптимизация профиля концентраций путем удаления из зоны реакции продукта приведет к сдвигу равновесия в сторону образования продуктов (принцип Ле Шателье).
Известен реактор для проведения экстракции и гидролиза в среде субкритической воды в статическом режиме (с постоянным объемом воды), представляющий собой герметично закрывающийся цилиндрический сосуд из нержавеющей стали, имеющий два отверстия для ввода и вывода компонентов реакции, расположенных на плоских поверхностях устройства (К.С. Тихомирова, Р.Н. Борисенко, Е.В. Ветрова, С.Н. Борисенко, Е.В. Максименко, Н.И. Борисенко, B.И. Минкин. Экстракция глицирризиновой кислоты из корня солодки в среде субкритической воды // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2008. №3. C. 71-74). Реактор не позволяет управлять профилем концентраций в зоне реакции и осуществить полное протекание обратимых реакций гидролиза.
Известен реактор для химических реакций для проведения реакций в среде субкритической воды, воды, находящейся под давлением выше атмосферного при температуре выше 100°C, например, реакций, протекающих с комплексообразованием, а также гидролиза, и экстракции (Пат. на полезную модель RU 125490, B01J 8/20, 10.03.2013), включающий корпус и четыре технологических отверстия, отличающийся тем, что отверстия снабжены клапаном и резиновой прокладкой, повторяющей форму клапана. Существенными недостатками известного реактора являются ограниченные возможности применения реактора. Реактор предназначен для проведения узкого круга процессов с использованием субкритической воды и не предназначен для проведения обратимых реакций гидролиза, не решены проблемы организации оптимального профиля концентрации контактирующих веществ, не решены проблемы надежности.
Известен также реактор, предназначенный для проведения щелочного гидролиза, который взят в качестве прототипа, представляющий собой реактор периодического действия, который используется в системах химической предочистки сточных вод (Пат. Китая №104817157, C02F 1/20; C02F 1/52; C02F 1/72, 2015.08.05). Реактор щелочного гидролиза включает реакционный сосуд, в котором реакционный сосуд соединен с патрубком подачи воды, дренажной трубой и трубой сброса; патрубок сброса выхлопных газов соединен с верхней частью реакционного сосуда; устройство нагрева и устройство аэрации расположены в реакционном сосуде; реакционный сосуд соединен с устройством добавления гидроксида кальция и гипохлорита кальция.
Реактор щелочного гидролиза обеспечивает предварительную обработку сточных вод путем химической очистки с широким диапазоном применения по составу сточных вод и с низкими эксплуатационными расходами. Существенными недостатками известного реактора являются ограниченные возможности применения реактора (используется окисление органических соединений гипохлоритами в присутствии воздуха, при этом перечень реакций гидролиза ограничен случаями гидролиза образующихся цианатов в карбонаты; температурная область применения ограничена диапазоном рабочих температур от 40 до 60°C, не решены проблемы организации оптимального профиля концентрации контактирующих веществ).
Изобретение решает задачу создания оптимального реактора для проведения процессов гидролиза в гидротермальных условиях различных неорганических солей, получения оксидов и гидроксидов путем гидролиза солей металлов, а также проведения обратимых реакций в водных растворах неорганических веществ в присутствии дополнительных компонентов, изменяющих гидролитические равновесия (комплексообразователей, осадителей, регуляторов рН, совместного гидролиза солей). При этом важно обеспечить решение проблем организации оптимального профиля концентрации контактирующих веществ, интенсифицировать процессы гидролиза, обеспечить полноту протекания реакций и обеспечить надежность и технологическую гибкость устройства.
Задача решается тем, что в реакторе гидролиза, включающем реакционный сосуд, в котором реакционный сосуд соединен с патрубком подачи воды, дренажной трубой и трубой сброса; патрубок сброса выхлопных газов соединен с верхней частью реакционного сосуда; реактор содержит встроенное устройство подачи и управления потоком вытесняющего газа, реактор дополнительно содержит встроенный коррозионно-стойкий вкладыш, реактор дополнительно имеет съемную верхнюю часть, реактор дополнительно имеет антикоррозионное покрытие внутренних поверхностей и устройств.
Технический результат - интенсификация обратимых процессов гидролиза, повышение производительности реакторов, в простоте изготовления и эксплуатации устройств, в широкой универсальности применения, в повышении надежности химических процессов.
Заявляемое устройство поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема устройства реактора для проведения реакций гидролиза в гидротермальных условиях, а также проведения обратимых реакций в водных растворах неорганических веществ в присутствии дополнительных компонентов, изменяющих гидролитические равновесия.
На чертеже представлена блок-схема реактора для проведения процессов гидролиза в гидротермальных условиях, где: 1 - реакционный сосуд, 2 - встроенный коррозионно-стойкий вкладыш, 3 - встроенное устройство подачи и управления потоком вытесняющего газа, 4 - патрубок подачи воды и реагентов, 5 - патрубок сброса выхлопных газов, 6 - дренажная труба, 7 - блок контроля состава и рН раствора, 8 - блок контроля и управления температурой и давлением, 9 - блок контроля и управления уровнем жидкости, 10 - механизм регулируемого выдвижения и позиционирования относительно уровня жидкости в реакторе.
Блок-схема демонстрирует суть заявляемого устройства реактора для проведения процессов гидролиза в гидротермальных условиях.
Устройство работает следующим образом.
В реактор 1 через патрубок подачи воды и реагентов 4 загружается необходимый объем раствора гидролизуемых веществ до уровня, контролируемого блоком контроля и управления уровнем жидкости 9, далее механизмом регулируемого выдвижения и позиционирования 10 производится позиционирование относительно уровня жидкости в реакторе встроенного устройства подачи и управления потоком вытесняющего газа 3, встроенным устройством подачи и управления потоком вытесняющего газа 3 в реактор в приповерхностное пространство над уровнем жидкости подается поток вытесняющего газа, предпочтительно более тяжелого, чем газы и пары, выделяющиеся в процессе гидролиза веществ, блоком контроля и управления температурой и давлением 8 производится нагрев реактора от внешнего источника до заданной температуры при одновременном достижении заданной величины давления за счет давления вытесняющего газа. При этом величина давления в реакторе равна или превосходит величину давления насыщенного пара воды для данной температуры. При этом выделяющиеся в процессе гидролиза газообразные продукты и пары веществ удаляются вытесняющим газом из зоны реакции через патрубок сброса выхлопных газов 5, что приводит к достижению оптимального профиля концентрации участвующих в реакции гидролиза веществ, и, соответственно приводит к интенсификации процесса гидролиза, обеспечивая полноту его протекания.
Выбор для реактора встроенного коррозионно-стойкого вкладыша 2 обусловлен необходимостью обеспечения надежности аппарата для проведения гидролиза коррозионно-опасных веществ и защиты от выделяемых агрессивных компонентов, например пары сильных кислот.
Выбор для реактора съемной верхней части позволяет решить проблему замены внутренних элементов конструкции реактора и элементов встроенного устройства подачи и управления потоком вытесняющего газа 4 при необходимости проведения ремонтных и регламентных работ по обслуживанию реактора, что облегчает проведение таких работ и повышает надежность проведения химических процессов.
Дополнительное антикоррозионное покрытие внутренних поверхностей и устройств обеспечивает безопасность проведения процессов гидролиза в гидротермальных условиях и также повышает надежность проведения химических процессов.
Механизм регулируемого выдвижения и позиционирования относительно уровня жидкости в реакторе 10 обеспечивает требуемое положение встроенного устройства подачи и управления потоком вытесняющего газа 3 относительно уровня жидкости, что повышает эффективность удаления выделяющихся в процессе гидролиза газообразных продуктов и паров веществ, способствуя достижению оптимального профиля концентрации участвующих в реакции гидролиза веществ, и, соответственно, интенсификации процесса гидролиза и полноты его протекания.
Claims (4)
1. Реактор для проведения процессов гидролиза в гидротермальных условиях, включающий реакционный сосуд, соединенный с патрубком подачи воды, дренажной трубой и трубой сброса выхлопных газов, где патрубок сброса выхлопных газов соединен с верхней частью реакционного сосуда, отличающийся тем, что реактор содержит в верхней части реакционного сосуда механизм регулируемого выдвижения и позиционирования относительно уровня жидкости встроенного устройства подачи и управления потоком вытесняющего газа для подачи вытесняющего газа в приповерхностное пространство над уровнем жидкости.
2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что реактор содержит встроенный коррозионно-стойкий вкладыш.
3. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что верхняя часть реактора выполнена съемной.
4. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что реактор имеет антикоррозионное покрытие внутренней поверхности реактора и поверхности устройств.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144003A RU2643976C1 (ru) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Реактор для проведения реакций гидролиза |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144003A RU2643976C1 (ru) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Реактор для проведения реакций гидролиза |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2643976C1 true RU2643976C1 (ru) | 2018-02-06 |
Family
ID=61173772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016144003A RU2643976C1 (ru) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Реактор для проведения реакций гидролиза |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2643976C1 (ru) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1546131A1 (ru) * | 1988-05-18 | 1990-02-28 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Газожидкостный реактор |
WO1997015388A1 (en) * | 1995-10-27 | 1997-05-01 | Urea Casale S.A. | Hydrolysis reactor for removal of urea, ammonia and carbon dioxide from a liquid phase comprising urea in aqueous solution |
RU66223U1 (ru) * | 2007-04-19 | 2007-09-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Реактор для осуществления реакций окисления органических соединений |
WO2009121873A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Krüger Off-Shore A/S | An apparatus and a method for continuous thermal hydrolysis of biological material |
CN103570206A (zh) * | 2012-07-21 | 2014-02-12 | 宁波互联聚能环保技术有限公司 | 低干度、多次排、脱水法(l.m.d法)专用热水解反应釜 |
CN103755020A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-04-30 | 中南大学 | 一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置 |
CN104193128A (zh) * | 2014-08-03 | 2014-12-10 | 北京工业大学 | 一种添加NaCl强化剩余污泥碱性发酵污泥减量的方法 |
CN104817157A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-05 | 四川润雅环境工程有限公司 | 化工废水预处理方法及续批式碱解反应设备 |
CN106006959A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-10-12 | 广德清源水处理设备有限公司 | 采用固定化微生物球的折流式水解反应器与其操作方法 |
-
2016
- 2016-11-08 RU RU2016144003A patent/RU2643976C1/ru active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1546131A1 (ru) * | 1988-05-18 | 1990-02-28 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Газожидкостный реактор |
WO1997015388A1 (en) * | 1995-10-27 | 1997-05-01 | Urea Casale S.A. | Hydrolysis reactor for removal of urea, ammonia and carbon dioxide from a liquid phase comprising urea in aqueous solution |
RU66223U1 (ru) * | 2007-04-19 | 2007-09-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Реактор для осуществления реакций окисления органических соединений |
WO2009121873A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Krüger Off-Shore A/S | An apparatus and a method for continuous thermal hydrolysis of biological material |
CN103570206A (zh) * | 2012-07-21 | 2014-02-12 | 宁波互联聚能环保技术有限公司 | 低干度、多次排、脱水法(l.m.d法)专用热水解反应釜 |
CN103755020A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-04-30 | 中南大学 | 一种基于酸碱调控的厌氧氨氧化快速启动装置 |
CN104193128A (zh) * | 2014-08-03 | 2014-12-10 | 北京工业大学 | 一种添加NaCl强化剩余污泥碱性发酵污泥减量的方法 |
CN104817157A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-05 | 四川润雅环境工程有限公司 | 化工废水预处理方法及续批式碱解反应设备 |
CN106006959A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-10-12 | 广德清源水处理设备有限公司 | 采用固定化微生物球的折流式水解反应器与其操作方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2018511935A5 (ru) | ||
JPS5973408A (ja) | 二酸化塩素の製法及び装置 | |
KR100225742B1 (ko) | 습식산화시스템에 대한 부식제어 | |
CN202075203U (zh) | 一种黑液在超临界水氧化下腐蚀的实验装置 | |
RU2430877C1 (ru) | Способ получения гептафторида йода | |
RU2643976C1 (ru) | Реактор для проведения реакций гидролиза | |
CN108698864B (zh) | 含氨排放水的处理方法及处理装置 | |
TW201544611A (zh) | 輸送過氧化氫至半導體處理腔室的系統以及用於半導體處理的方法 | |
EA025910B1 (ru) | Способ обработки сульфидсодержащего отработавшего щелочного раствора | |
CN112456450B (zh) | 一种含有机物废硫酸资源化利用的***和方法 | |
CN105251231A (zh) | 有机硅低沸物转化反应的尾气处理***及方法 | |
KR101977782B1 (ko) | 탈황탑에서 배출되는 폐수 처리장치 및 처리방법 | |
RU2704193C1 (ru) | Окисление влажным воздухом при низких температурах | |
JP2014010145A (ja) | 液中アンモニアを検知し、反応を制御する装置 | |
CN113087258A (zh) | 一种自动化催化氧化处理有机氮污水的装置及工作方法 | |
CN205328638U (zh) | 一种氯气处理装置 | |
KR20050073877A (ko) | 초임계수 산화법을 이용한 폐수 및 폐액처리장치 | |
EP3970835A1 (en) | Ozone scrubber and ozone scrubbing method | |
RU2564333C1 (ru) | Устройство и способ для производства разбавленного водного раствора пероксомоносерной кислоты | |
RU2657295C2 (ru) | Установка и способ нейтрализации кислорода, растворенного в сточных водах | |
RU2623398C1 (ru) | Способ получения азота из воздуха | |
JP2003236569A (ja) | 水熱酸化反応方法 | |
CN112174091B (zh) | 用于生产二氧化氯的方法和装置 | |
CN208747800U (zh) | 一种实验室有机废水处理装置 | |
JPH04280987A (ja) | クリーニング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |