RU157330U1

RU157330U1 - MULTI-TUBE REACTOR FOR CHEMICAL REACTIONS AT SUPERCRITICAL PARAMETERS OF THE WATER MEDIA

Info

Publication number: RU157330U1
Application number: RU2015118607/05U
Authority: RU
Inventors: Виктор Степанович Григорьев; Дмитрий Юрьевич Мазалов; Юрий Александрович Мазалов; Николай Сергеевич Милованов; Александр Иванович Сороковиков; Александр Иванович Феоктистов; Алла Андреевна Володина; Рудольф Юрьевич Соловьев
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2015-11-27

Abstract

1. Реактор для проведения химических реакций при сверхкритических параметрах водной среды, включающий корпус с необходимым количеством технологических отверстий, отличающийся тем, что корпус состоит из множества труб, объединенных сверху в камеру смесителя и снизу в общую камеру с отверстием для выхода готового продукта и отверстием для удаления твердых осадков, при этом трубы изогнуты по радиусу, представляют собой спираль и закрыты предохранительным кожухом, на котором установлены нагревательные элементы.2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что нагревательные элементы покрыты слоем жаростойкой теплоизоляции.1. A reactor for carrying out chemical reactions at supercritical parameters of the aqueous medium, comprising a casing with the required number of technological holes, characterized in that the casing consists of a plurality of pipes combined from above into a mixer chamber and from below into a common chamber with an outlet for the exit of the finished product and an opening for removal of solid precipitation, while the pipes are bent along the radius, are a spiral and are closed by a protective casing on which heating elements are installed. 2. The reactor according to claim 1, characterized in that the heating elements are coated with a layer of heat-resistant thermal insulation.

Description

Полезная модель относится к химической технологии и может быть использована для проведения химических реакций при сверхкритических параметрах водной среды, т.е. при давлении и температуре выше критических параметров воды.The utility model relates to chemical technology and can be used to conduct chemical reactions at supercritical parameters of the aquatic environment, i.e. at pressure and temperature above critical parameters of water.

Известен колонный реактор (www.ximuk.ru/encyklopedia/2/3842.html) для проведения различных типов реакций, содержащих два отверстия для ввода исходных реагентов и два отверстия для вывода продуктов реакции.Known column reactor (www.ximuk.ru/encyklopedia/2/3842.html) for carrying out various types of reactions containing two holes for input of the starting reagents and two holes for output of reaction products.

Реактор не позволяет осуществить проточную схему процесса химических превращений с подключением других модулей, обеспечивающих подвод окислителей, растворителей и т.д.The reactor does not allow for a flow diagram of the process of chemical transformations with the connection of other modules providing the supply of oxidizing agents, solvents, etc.

Известен реактор (RU 125490), включающий в себя корпус, четыре технологических отверстия и клапаны. Реактор не позволяет осуществлять нагрев реагентов в проточном режиме до сверхкритического состояния водной среды.Known reactor (RU 125490), which includes a housing, four technological holes and valves. The reactor does not allow the heating of the reactants in a flow mode to a supercritical state of the aqueous medium.

Задачей полезной модели является обеспечение возможности осуществления проточной схемы процесса химического превращения одновременно с подключением других модулей, обеспечивающих подачу необходимых реагентов.The objective of the utility model is to provide the possibility of implementing a flow diagram of the process of chemical transformation simultaneously with the connection of other modules that provide the necessary reagents.

Задача решается тем, что реактор для проведения химических реакций при сверхкритических параметрах водной среды включает корпус с необходимым количеством технологических отверстий и отличается тем, что корпус состоит из множества труб, объединенных сверху в камеру смесителя и снизу в общую камеру с отверстием для выхода готового продукта и отверстием для удаления твердых осадков, при этом трубы изогнуты по радиусу, представляют собой спираль и закрыты предохранительным кожухом, на котором установлены нагревательные элементы.The problem is solved in that the reactor for carrying out chemical reactions at supercritical parameters of the aqueous medium includes a casing with the required number of technological holes and differs in that the casing consists of a plurality of pipes combined from above into a mixer chamber and from below into a common chamber with an outlet for the exit of the finished product and a hole for removing solid precipitation, while the pipes are bent along the radius, are a spiral and closed with a protective casing on which the heating elements are installed.

Нагревательные элементы могут быть покрыты слоем жаростойкой теплоизоляции.The heating elements may be coated with a layer of heat-resistant thermal insulation.

Технический результат заключается в осуществлении проточной схемы процесса химического превращения одновременно с подключением других модулей для подачи необходимых реагентов. Он достигается тем, что трубки из жаропрочной стали имеют общую площадь поверхности значительно большую, чем у цилиндрического реактора, в том числе за счет изгиба труб и выполнения их в виде спирали, что позволяет произвести нагрев реагентов до необходимой температуры.The technical result consists in the implementation of a flow diagram of a chemical conversion process simultaneously with the connection of other modules to supply the necessary reagents. It is achieved by the fact that tubes made of heat-resistant steel have a total surface area much larger than that of a cylindrical reactor, including due to the bending of the pipes and their execution in the form of a spiral, which allows heating the reactants to the required temperature.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фигуре представлен общий вид многотрубного ректора.The utility model is illustrated by drawings, where the figure shows a General view of a multi-tube rector.

Как показано на фиг. 1, многотрубный реактор имеет следующие элементы: 1 - корпус, 2 - нижняя общая камера реактора, 3 - трубы многотрубного реактора, 4 - теплообменник, 5 - технологические отверстия для ввода компонентов, 6 - технологические отверстия для установки датчиков давления и температуры, 7 - предохранительный кожух, 8 - нагревательные элементы, 9 - отверстие для удаления твердых осадков, 10 - дозирующий клапан, 11 - отверстие для выхода готового продукта.As shown in FIG. 1, a multi-tube reactor has the following elements: 1 - a casing, 2 - the lower common chamber of the reactor, 3 - pipes of a multi-tube reactor, 4 - a heat exchanger, 5 - technological holes for introducing components, 6 - technological holes for installing pressure and temperature sensors, 7 - safety casing, 8 - heating elements, 9 - hole for removing solid precipitation, 10 - metering valve, 11 - hole for the exit of the finished product.

Корпус 1 состоит из множества труб 3, объединенных сверху в камеру смесителя и снизу в общую камеру 2 с отверстием 11 для выхода готового продукта. При этом трубы 3 изогнуты по радиусу и представляют собой спираль. Имеется труба, соединяющая нижнюю общую камеру 2 через отверстие 11 для выхода готового продукта с теплообменником 4 и снабженная дозирующим клапаном 10. Технологические отверстия 5 для ввода компонентов могут быть расположены как в находящейся сверху камере смесителя, так и в теплообменнике 4. Технологические отверстия 6 для установки датчиков давления и температуры могут быть расположены как в находящейся сверху камере смесителя, так и в нижней камере 2.The housing 1 consists of a plurality of pipes 3, combined from above into the mixer chamber and from below into a common chamber 2 with an opening 11 for the exit of the finished product. In this case, the pipes 3 are bent in radius and are a spiral. There is a pipe connecting the lower common chamber 2 through the outlet 11 for the exit of the finished product with the heat exchanger 4 and equipped with a metering valve 10. Technological openings 5 for introducing components can be located both in the mixer chamber located on top and in the heat exchanger 4. Technological openings 6 for the installation of pressure and temperature sensors can be located both in the mixer chamber located on top and in the lower chamber 2.

Устройство работает следующим образом: через отверстия 5 подают реагенты под давлением, которые смешиваются и из корпуса 1 поступают в трубы 3 многотрубного реактора, где реагенты нагреваются при помощи нагревательных элементов 8 и поступают в нижнюю общую камеру 2. Из нижней общей камеры 2 продукты реакции через отверстие 11 для выхода готового продукта и трубу поступают в теплообменник 4, где тепло продуктов реакции используется для предварительного нагрева подаваемых в реактор компонентов. С помощью клапана 10 регулируют давление в реакторе.The device operates as follows: pressurized reagents are fed through openings 5, which are mixed and from the casing 1 enter the pipes 3 of the multi-tube reactor, where the reagents are heated by means of heating elements 8 and enter the lower common chamber 2. From the lower common chamber 2, the reaction products through the outlet for the exit of the finished product and the pipe enter the heat exchanger 4, where the heat of the reaction products is used to preheat the components supplied to the reactor. Using the valve 10 regulate the pressure in the reactor.

Для проведения реакций после того, как один из реагентов начнет нагреваться в теплообменнике 4, часть или все нагревательные элементы 8 отключаются, и реакция происходит за счет саморазогрева.To carry out the reactions after one of the reactants begins to heat up in the heat exchanger 4, part or all of the heating elements 8 are turned off, and the reaction occurs due to self-heating.

После того, как реагенты (окислитель и органические вещества) начнут взаимодействовать в реакционной зоне, нагревательные элементы 8 могут быть полностью или частично отключены, и реакция будет поддерживаться за счет выделяемого тепла.After the reactants (oxidizing agent and organic substances) begin to interact in the reaction zone, the heating elements 8 can be completely or partially turned off, and the reaction will be supported by the heat generated.

При этом смесь перерабатываемых веществ представляет собой суспензию, или эмульсию, или раствор.In this case, the mixture of processed substances is a suspension, or an emulsion, or a solution.

Кроме того, окисляющим агентом, нагнетаемым в реактор, являются воздух, или перекись водорода, или смесь воздуха с перекисью водорода.In addition, the oxidizing agent injected into the reactor is air, or hydrogen peroxide, or a mixture of air and hydrogen peroxide.

При этом для повышения производительности используют несколько реакторов, работающих параллельно.At the same time, several reactors operating in parallel are used to increase productivity.

Кроме того, образующуюся в реакторе парогазовую смесь выводят через парогазовую установку для получения электрической и тепловой энергии.In addition, the vapor-gas mixture formed in the reactor is discharged through the combined-cycle plant to produce electric and thermal energy.

Claims

1. A reactor for carrying out chemical reactions at supercritical parameters of the aqueous medium, comprising a housing with the required number of technological holes, characterized in that the housing consists of a plurality of pipes combined from above into a mixer chamber and from below into a common chamber with an outlet for the exit of the finished product and an opening for removal of solid precipitation, while the pipes are bent in radius, are a spiral and are closed by a protective casing on which heating elements are installed.

2. The reactor according to claim 1, characterized in that the heating elements are coated with a layer of heat-resistant thermal insulation.