SU1757731A1 - V-shaped reactor - Google Patents

Abstract

Область использовани : проведение реакционных процессов в химической, нефтехимической , биологической и пищевой промышленности. Изобретение относитс  к аппаратам с виброперемешивающими устройствами . Сущность изобретени : реактор V-образной формы с штуцерами подвода и вывода рабочей среды с циркул ционным контуром, образовавшим перегородкой, раздел ющей реактор на две трубы с установленными в нем перемешивающими устройствами , выполненными в виде каскада дисков с конусными сопловыми отверсти ми и соединенными с виброприводом, при этом в подвод щей трубе конусы сопел направлены вверх и каскад дисков опущен на рассто ние 0,8 Д от верхней кромки цил н- дрической кромки трубы, а в отвод щей трубе конусы сопел направлены вниз и каскад дисков приподн т на рассто ние 0,35-0,8 Д от нижней кромки цилиндрической части трубы. 1 ил. (ЛArea of use: carrying out the reaction processes in the chemical, petrochemical, biological and food industries. The invention relates to apparatus with vibratory mixing devices. SUMMARY OF THE INVENTION: A V-shaped reactor with fittings for supplying and discharging a working medium with a circulation loop forming a partition dividing the reactor into two pipes with mounted mixing devices made in the form of a cascade of disks with conical nozzle openings and connected to the vibrodrive while the nozzles are directed upwards in the supply pipe and the disk cascade is lowered by 0.8 D from the upper edge of the cylindrical pipe edge, and in the outlet pipe the nozzles are directed downwards and the helmet is d t discs raised 0,35-0,8 a distance D from the lower edge of the cylindrical portion of the pipe. 1 il. (L

Description

Изобретение относитс  к аппаратам с виброперемешивающими устройствами и может быть применено в химической, нефтехимической , биологической и пищевой промышленности.The invention relates to devices with vibration mixing devices and can be applied in the chemical, petrochemical, biological and food industries.

Цель изобретени  - повышение эффективности процесса за счет улучшени  мас- сообмена.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the process by improving the mass exchange.

На чертеже представлен реактор, состо щий из корпуса 1 с вод ной рубашкой 2. Перегородкой 3 реактор разделен на две трубы, соединенные внизу коленом 4, Реактор имеет штуцер 5 ввода рабочей среды, штуцер 6 - ввода кислоты и апатита, штуцерThe drawing shows a reactor consisting of a housing 1 with a water jacket 2. With a partition 3, the reactor is divided into two pipes connected at the bottom by an elbow 4, the reactor has a connection 5 for entering the working medium, connection 6 for entering acid and apatite

7-вывода газов, штуцерв-вывода рабочей среды, в нижней части реактора установлен сливной штуцер 9 и штуцер подвода аммиака 10. На крышке ректора 11 установлены виброприводы 12. Исполнительные части виброприводы через муфты 13 и 14 соединены с валами 15 и 16, на которых закреплены диски 17, 18. Со стороны штуцера 5 диск опущен от нижней кромки цилиндрической части трубы не рассто ние, равное 0,8 диаметра трубы, и конуса его сопел направлены вверх, а со стороны штуцера 8 диск 17 приподн т к верхнему краю цилиндрической части трубы на величину 0,35-0,8 диаметра7-output gas, choke-output working medium, in the lower part of the reactor is installed a drain fitting 9 and a fitting for supplying ammonia 10. On the lid of the rector 11 there are vibration actuators 12. Actuating parts of the vibration actuator are connected via shafts 13 and 14 to shafts 15 and 16, on which the disks 17, 18 are fixed. On the side of the nozzle 5, the disc is lowered from the lower edge of the cylindrical part of the pipe, not a distance equal to 0.8 of the pipe diameter, and its cone nozzles are directed upwards; pipes on size of 0,35-0,8 diameters

Х|X |

СПSP

XIXi

х|x |

ыs

трубы, а конусы его сопел направлены вниз. Уплотнение валов осуществлено через мембраны 19.pipes, and the cones of its nozzles are directed downwards. The shaft is sealed through the membrane 19.

Реактор работает следующим образом.The reactor operates as follows.

Работа реактора на стадии разложени  апатита. Через штуцер б в реактор вводитс  апатит и кислота. При включении вибропривода поступивша  со стороны штуцера ввода рабоча  среда увлекаетс  вниз, а со стороны штуцера вывода выталкиваетс  вверх. Указанное в описании расположение сопел в дисках перемешивающего устройства , а также расположени  самих устройств в трубах создает направленный циркул ционный контур.The operation of the reactor at the stage of decomposition of apatite. Apatite and acid are introduced through the nozzle b into the reactor. When the vibrodrive is turned on from the input fitting side, the working medium is carried downward, and from the output fitting side is pushed upward. The arrangement of nozzles in the disks of the mixing device indicated in the description, as well as the location of the devices themselves in the pipes, creates a directional circulation circuit.

Высока  частота колебаний перемешивающих дисков (50 Гц) и интенсивна  циркул ци  определ ют эффективный массообмен, который выражаетс  в увеличении коэффициента разложени  апатита до 99,5%. При этом расположение перемешивающих устройств ниже кромки на 0.8D диаметра трубы со стороны подвода компонентов создает оптимальные услови  вымы- вани  с колена реактора непрореагировавших частиц апатита и нерастворимого остатка. Подъем же перемешивающего устройства на величину 0,35 от торца трубы в колене отвода рабочей среды позвол ет осуществить наилучший захват непрореагировавших частиц и увлечь их в циркул ционный контур. Зависимость вли ни  расположени  перемешивающих устройств в отводной трубе на коэффициент разложени  апатита приведено в таблице, где К - коэффициент разложени , %;The high frequency of vibrations of the mixing disks (50 Hz) and intensive circulation determine the effective mass transfer, which is expressed in increasing the decomposition coefficient of apatite to 99.5%. At the same time, the location of the mixing devices below the edge by 0.8D of the pipe diameter on the component supply side creates optimal conditions for washing out unreacted apatite particles and insoluble residue from the reactor knee. The rise of the mixing device by 0.35 from the end of the pipe in the knee of the working medium removal allows for the best capture of unreacted particles and carry them into the circulation loop. The dependence of the location of the mixing devices in the branch pipe on the decomposition coefficient of apatite is given in the table, where K is the decomposition coefficient,%;

h - рассто ние перемешивающего устройства от нижней кромки трубы.h is the distance of the mixing device from the lower edge of the pipe.

D - диаметр трубы.D is the diameter of the pipe.

При ,2 D захват прореагировавших частиц, хот  и полный, но выброс этих частиц в циркул ционный контур затруднен из- за уменьшени  скорости циркул ции, что вли ет на коэффициент разложени  апатита .At 2 D, the capture of the reacted particles, although complete, but the ejection of these particles into the circulation circuit is difficult due to the decrease in the circulation rate, which affects the decomposition rate of apatite.

Увеличение рассто ни  до 0,8 D улучшает работу циркул ционного контура, но ослабл ет захват непрореагировавших частиц перемешивающими дисками, что ведет к накоплению «их в колене реактора и снижает величину коэффициента разложени  апатита до 98%.Increasing the distance to 0.8 D improves the operation of the circulation circuit, but weakens the capture of unreacted particles by mixing disks, which leads to their accumulation in the reactor knee and reduces the value of the decomposition coefficient of apatite to 98%.

Работа реактора в процессе аммониза- ции пульпы.Reactor operation during pulp ammonization.

В реактор поступает азотнокисла  выт жка через штуцер 5. Через штуцер 10 подаетс  аммиак. При включении вибропривода выт жка увлекаетс  вниз и поступающий, аммиак раствор етс  в ней. При этом везрастает динамическа  в зкость пульпы до 3,8 Па в трубе вывода рабочей среды. Увеличение в зкости пульпы уменьшает скорость выброса струй из виб- роперемешивающего устройства, что ухудшает циркул цию и увеличивает выброс аммиака. Дл  оптимального расхода аммиака виброперемешивающее устройство подн то до рассто ни  0,8 D от нижней кромки трубы. Это улучшает циркул цию пульпы при данной в зкости и оптимизирует процесс.The reactor enters the nitric acid extract through the nozzle 5. Ammonia is fed through the nozzle 10. When the vibrodrive is turned on, the exhaust is carried down and the incoming ammonia dissolves in it. At the same time, the dynamic viscosity of the pulp increases to 3.8 Pa in the outlet pipe of the working medium. An increase in the viscosity of the pulp reduces the rate of jet ejection from the vibratory-mixing device, which impairs circulation and increases the emission of ammonia. For optimum ammonia consumption, the vibratory mixer is raised to a distance of 0.8 D from the bottom edge of the pipe. This improves pulp circulation at a given viscosity and optimizes the process.

Электромагнитный вибропривод, не имеющий ни вращающихс , ни трущихс  частей и не требующий смазки, уменьшает эксплуатационные расходы. Потребл ема  же приводом мощность при резонанснойAn electromagnetic vibration drive, which has neither rotating nor rubbing parts and does not require lubrication, reduces operating costs. The power consumed by the drive at the resonant

настройке составл ет 4 кВт, т.е. 8 кВт на реактор, что резко уменьшает энергозатраты .The setting is 4 kW, i.e. 8 kW per reactor, which dramatically reduces energy consumption.

Наложение вибрационных колебаний на рабочую среду ускор ет технологическийThe imposition of vibrational vibrations on the working environment accelerates the technological

процесс и позвол ет довести коэффициент разложени  апатита до 99,5%.process and allows to bring the decomposition coefficient of apatite to 99.5%.

Claims (1)

Формула изобретени  Реактор V-образной формы с штуцерами подвода и вывода рабочей среды, внутриThe invention of the V-shaped reactor with fittings supply and output of the working environment, inside которого имеетс  циркул ционный контур, образованный перегородкой, раздел ющей реактор на две трубы, с установленными в нем перемешивающими устройствами, о тл- ичающийс  тем, что, с целью повышени which has a circulation loop formed by a partition dividing the reactor into two tubes, with stirring devices installed in it, which, in order to increase эффективности процесса за счет улучшени  массообмена, перемешивающиес  устройства выполнены в виде каскада дисков с конусными сопловыми отверсти ми и соединены с виброприводом,при этом в подвод щеи трубе концы сопел направлены вверх и каскад дисков опущен на рассто ние 0,8 Д от верхней кромки цилиндрической части трубы, а в отвод щей трубе конуса сопел направлены вниз и каскад дисков приподн т на рассто ние 0,35-0,8 Д от нижней кромки цилиндрической части трубы.process efficiency due to improved mass transfer, mixing devices made in the form of a cascade of disks with conical nozzle openings and connected to a vibrodrive, with the nozzle ends pointing upwards in the inlet pipe and the cascade of disks lowered by 0.8 D from the upper edge of the cylindrical part pipes, and in the discharge pipe, the cone nozzles are directed downwards and the cascade of disks is lifted by a distance of 0.35-0.8 D from the lower edge of the cylindrical part of the pipe. 5 t5 t ЮYU 1313 %% N«N " Нити  й кромка,Thread y edge 7 цилиндрической части трубы7 cylindrical pipe