RU2314865C1 - Reactor of mixing - Google Patents
Reactor of mixing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2314865C1 RU2314865C1 RU2006124969/15A RU2006124969A RU2314865C1 RU 2314865 C1 RU2314865 C1 RU 2314865C1 RU 2006124969/15 A RU2006124969/15 A RU 2006124969/15A RU 2006124969 A RU2006124969 A RU 2006124969A RU 2314865 C1 RU2314865 C1 RU 2314865C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing
- reaction mass
- reactor
- axial
- industry
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к реакторам смешения и может найти применение в химической, нефтехимической, микробиологической, биохимической и других отраслях промышленности при проведении гидромеханических, массообменных и реакционных процессов, особенно с высоковязкими жидкостями.The invention relates to mixing reactors and can find application in chemical, petrochemical, microbiological, biochemical and other industries when carrying out hydromechanical, mass transfer and reaction processes, especially with highly viscous liquids.
Известен ленточный шнековый смеситель непрерывного действия, включающий цилиндрический корпус, привод, загрузочное отверстие, смещенное в сторону привода, и узел выгрузки, находящийся на противоположном конце корпуса, и ленточный шнековый рабочий орган (Х.Герман. Шнековые машины в технологии. - Л.: Химия, 1975, с.71-72).Known continuous auger belt mixer, including a cylindrical housing, a drive, a loading hole, biased towards the drive, and an unloading unit located on the opposite end of the housing, and a belt auger working body (H. German. Screw machines in technology. - L .: Chemistry, 1975, p. 71-72).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится обратное перемешивание, что приводит к неравномерности времени пребывания частиц реакционной массы в смесителе и снижению степени ее конверсии.The reasons that impede the achievement of a given technical result include back mixing, which leads to uneven residence time of the particles of the reaction mass in the mixer and a decrease in the degree of its conversion.
Известен реактор смешения, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, расположенный по оси корпуса, приводной вал, на котором закреплен шнек, комбинированный с якорной мешалкой, вал которой снабжен опорным элементом, внутренний теплообменник, установленный коаксильно шнеку, теплообменную рубашку и патрубки ввода и вывода теплоносителей, исходных реагентов и реакционной массы, большой и малый отбойники (патент России №2031704, B01J 19/18, 1991).Known is a mixing reactor containing a vertical cylindrical body located along the axis of the body, a drive shaft on which a screw is mounted, combined with an anchor mixer, the shaft of which is equipped with a support element, an internal heat exchanger installed coaxially to the screw, a heat transfer jacket, and heat transfer input and output nozzles of the original reagents and reaction mass, large and small chippers (Russian patent No. 2031704, B01J 19/18, 1991).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится большой разброс по времени пребывания частиц реакционной массы из-за ее хорошего продольного перемешивания шнеком и якорной мешалкой и слабого радиального перемешивания, что приводит к снижению степени конверсии реакционной массы и недостаточной теплопередачи от нее к теплоносителям.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include a large variation in the residence time of the particles of the reaction mass due to its good longitudinal mixing by the screw and anchor stirrer and weak radial mixing, which leads to a decrease in the degree of conversion of the reaction mass and insufficient heat transfer from it to the heat carriers.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту и выбранному за прототип является реактор смешения, содержащий цилиндрический корпус, расположенный на оси корпуса приводной вал, на котором закреплен шнек, теплообменную рубашку, патрубки входа и выхода теплоносителя, исходных реагентов и реакционной массы. Реактор снабжен узлами радиального смешения, установленными в шахматном порядке, каждый из которых выполнен в виде пластин, имеющих форму винтовой поверхности и установленной осесимметрично с возможностью свободного вращения на оси, жестко закрепленной в средней части высоты гребней шнека (патент России №2168351, МКИ B01F 7/08, B01J 19/18, 2001).The closest technical solution to the claimed object and selected for the prototype is a mixing reactor containing a cylindrical body located on the axis of the housing of the drive shaft, on which is fixed a screw, heat transfer jacket, nozzles for the inlet and outlet of the coolant, initial reagents and reaction mass. The reactor is equipped with staggered radial mixing units, each of which is made in the form of plates having the shape of a helical surface and mounted axisymmetrically with the possibility of free rotation on an axis rigidly fixed in the middle part of the height of the screw ridges (Russian patent No. 2168351, MKI B01F 7 / 08, B01J 19/18, 2001).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится слабый радиальный поток при смешении высоковязких масс, что приводит к снижению степени конверсии реакционной массы. Кроме того, вращение пластин, имеющих форму винтовой поверхности в сторону, противоположную вращению приводного вала, уменьшает скорость осевого смешения и осевого напора реакционной массы и увеличивает обратный поток реакционной массы у стенки корпуса, что также снижает эффективность массообменных реакторных процессов.The reasons that impede the achievement of a given technical result include a weak radial flow when mixing highly viscous masses, which leads to a decrease in the degree of conversion of the reaction mass. In addition, the rotation of the plates having the shape of a helical surface in the direction opposite to the rotation of the drive shaft reduces the rate of axial mixing and axial pressure of the reaction mass and increases the reverse flow of the reaction mass at the wall of the vessel, which also reduces the efficiency of mass transfer reactor processes.
Задачей предлагаемого технического решения является увеличение радиально-осевого смешения высоковязкой реакционной массы, что уменьшает ее обратный поток за счет возрастания напора осевого потока у стенок корпуса.The objective of the proposed technical solution is to increase the radial-axial mixing of a highly viscous reaction mass, which reduces its return flow due to an increase in the axial flow pressure at the walls of the body.
Техническим результатом является возрастание степени конверсии реакционной массы за счет ее принудительного радиально-осевого смешения.The technical result is an increase in the degree of conversion of the reaction mass due to its forced radial-axial mixing.
Поставленный технический результат достигается тем, что реактор смешения, содержащий цилиндрический корпус, расположенный по оси корпуса приводной вал, на котором закреплен шнек, теплообменную рубашку, патрубки входа и выхода теплоносителя, исходных реагентов и реакционной массы, причем реактор снабжен узлом принудительного радиально-осевого смешения, выполненного в виде набора пластин, жестко закрепленных на валах, установленных в средней части высоты гребней шнека параллельно приводному валу и имеющих возможность вращения посредством зубчатых колес, расположенных на одном из их концов, находящихся в зацеплении с шестерней, неподвижно закрепленной на стенке корпуса осесимметрично с приводным валом.The technical result is achieved in that the mixing reactor containing a cylindrical body located on the axis of the housing of the drive shaft, on which is fixed a screw, a heat transfer jacket, nozzles for the inlet and outlet of the coolant, initial reagents and reaction mass, the reactor is equipped with a forced radial-axial mixing unit made in the form of a set of plates rigidly mounted on shafts installed in the middle part of the height of the ridges of the screw parallel to the drive shaft and having the possibility of rotation through PTO gear wheels disposed on one of their ends, meshing with a pinion fixedly secured to the housing wall axially with the drive shaft.
Снабжение реактора узлом принудительного радиально-осевого смешения позволяет дополнительно перемешивать как в радиальном, так и в осевом направлениях, обратный поток реакционной массы, движущийся у стенки корпуса против основного ее потока, особенно при переработке высоковязких реакционных масс, что увеличивает степень конверсии.Providing the reactor with a forced radial-axial mixing unit allows additional mixing both in the radial and axial directions of the reverse flow of the reaction mass moving against the main stream at the wall of the casing, especially when processing highly viscous reaction masses, which increases the degree of conversion.
Выполнение узла принудительного радиально-осевого смешения в виде набора пластин позволяет реакционную массу обратного потока у стенки корпуса возвращать в основной поток, перемещаемый шнеком от входного патрубка исходных реагентов к выходному патрубку реакционной массы, что уменьшает разброс частиц реакционной массы по времени пребывания, увеличивает турбулизацию потока, скорость теплопередачи от реакционной массы к хладагенту, выравнивает температуру и предотвращает термическую деструкцию.The implementation of the node of the forced radial-axial mixing in the form of a set of plates allows the reaction mass of the return flow near the wall of the housing to return to the main stream, moved by a screw from the inlet pipe of the starting reagents to the outlet pipe of the reaction mass, which reduces the dispersion of particles of the reaction mass over the residence time, increases the flow turbulization , the heat transfer rate from the reaction mass to the refrigerant equalizes the temperature and prevents thermal degradation.
Жесткое закрепление набора пластин на валах, установленных в средней части высоты гребней шнека параллельно приводному валу и имеющих возможность вращения посредством зубчатых колес, расположенных на одной из их концов, находящихся в зацеплении с шестерней, неподвижно закрепленной на стенке корпуса осесимметрично с приводным валом, позволяет принудительно перемешивать в радиальном и осевом направлении весь объем исходных веществ и реакционной массы, находящихся между витками, особенно высоковязких жидкостей, так как помимо осевого принудительного движения, создаваемого лопастями шнека, вращающиеся в том же направлении валы с набором пластин, заставляют лопатками пластин вращаться и перемещаться дополнительно в осевом направлении реакционную массу, находящуюся у стенки корпуса, в том числе движущуюся как обратный поток против основного потока реакционной массы. Это дополнительно увеличивает осевой напор реакционной массы, уменьшает разброс частиц по времени пребывания, интенсифицирует за счет перемешивания массообменные и тепловые процессы, увеличивает степень конверсии и уменьшает вероятность термической деструкции особенно высоковязких исходных реагентов и реакционной массы.Rigid fastening of a set of plates on shafts installed in the middle part of the height of the screw ridges parallel to the drive shaft and having the ability to rotate by means of gears located at one of their ends, engaged with a gear fixed to the housing wall axisymmetrically with the drive shaft, allows forcible mix in the radial and axial direction the entire volume of the starting materials and the reaction mass located between the turns, especially high-viscosity liquids, since in addition to the axial Forcing movement created by the auger blades, shafts rotating in the same direction with a set of plates cause the blades of the plates to rotate and move additionally in the axial direction of the reaction mass located at the wall of the casing, including the one moving as a reverse flow against the main flow of the reaction mass. This additionally increases the axial pressure of the reaction mass, reduces the dispersion of particles over the residence time, intensifies mass transfer and thermal processes due to mixing, increases the degree of conversion, and reduces the likelihood of thermal degradation of especially high-viscosity starting reagents and reaction mass.
Общий вид предлагаемой конструкции реактора смешения представлен на чертеже. Он состоит из цилиндрического корпуса 1 и расположенного по его оси приводного вала 2. На приводном валу 2 закреплен шнек 3. Снаружи цилиндрический корпус 1 охватывает теплообменная рубашка 4 с патрубками входа 5 и выхода 6 теплоносителя. Цилиндрический корпус 1 имеет патрубки для подвода 7 исходных реагентов и отвода 8 реакционной массы. Между гребнями шнека 3 на валах 9 жестко закреплены пластины 10, образующие с зубчатыми колесами 11, находящимися в зацеплении с шестерней 12, неподвижно закрепленной на стенке корпуса 1 осесимметрично с приводным валом 2, узел принудительного радиально-осевого смешения. Снабжение реактора узлом принудительного радиально-осевого смешения позволяет дополнительно перемешивать как в радиальном, так и в осевом направлениях, обратный поток реакционной массы, движущийся у стенки корпуса против основного ее потока, особенно при переработке высоковязких реакционных масс, что увеличивает степень конверсии. Пластины 10 могут быть выполнены в виде лопаток лопастной или открытой турбинной мешалки. Валы 9 установлены в средней части высоты гребней шнека 3 для равномерного перемешивания всей реакционной массы, находящейся между гребнями шнека 3 от стенки корпуса 1 к валу 2. Зубчатые колеса 11 каждого вала 9 находятся на одном из их концов с той же стороны корпуса 1, где осесимметрично с приводным валом 2 неподвижно закреплена на стенке корпуса 1 шестерня 12.A general view of the proposed design of the mixing reactor is shown in the drawing. It consists of a cylindrical body 1 and a drive shaft 2 located on its axis. A screw 3 is fixed on the drive shaft 2. Outside, the cylindrical body 1 covers a heat exchange jacket 4 with nozzles for the input 5 and output 6 of the coolant. The cylindrical body 1 has nozzles for supplying 7 initial reagents and outlet 8 of the reaction mass. Between the ridges of the screw 3 on the shafts 9 are rigidly fixed plates 10, forming with gears 11, meshed with the gear 12, fixedly mounted on the wall of the housing 1 axisymmetrically with the drive shaft 2, the node of the compulsory radial-axial mixing. Providing the reactor with a forced radial-axial mixing unit allows additional mixing both in the radial and axial directions of the reverse flow of the reaction mass moving against the main stream at the wall of the casing, especially when processing highly viscous reaction masses, which increases the degree of conversion. The plate 10 can be made in the form of blades of a paddle or open turbine mixer. Shafts 9 are installed in the middle part of the height of the ridges of the screw 3 for uniformly mixing the entire reaction mass located between the ridges of the screw 3 from the wall of the housing 1 to the shaft 2. The gears 11 of each shaft 9 are located at one of their ends on the same side of the housing 1, where axisymmetrically with the drive shaft 2 is fixedly mounted on the wall of the housing 1 gear 12.
Предлагаемый реактор смешения работает следующим образом. Привод приводит во вращение приводной вал 2 с угловой скоростью ω, который с той же угловой скоростью передает вращение шнеку 3. Вместе со шнеком 3 во вращательном движении с той же угловой скоростью участвуют валы 9. Установленные на концах валов 9 зубчатые колеса 11, находящиеся в зацеплении с неподвижной шестерней 12, заставляют вращаться валы 9 с жестко закрепленными на них пластинами 10 в том же направлении, что и приводной вал 2, но уже с угловой скоростью ω1, зависящей от соотношения числа зубьев на зубчатых колесах 11 и шестерни 12.The proposed mixing reactor operates as follows. The drive drives the drive shaft 2 with an angular velocity ω, which transmits the screw 3 to rotate at the same angular speed. Together with the screw 3, the shafts 9 rotate at the same angular speed. The gears 11 mounted on the ends of the shafts 9 are located in meshing with the fixed gear 12, rotate the shafts 9 with plates 10 rigidly fixed to them in the same direction as the drive shaft 2, but with an angular speed ω 1 depending on the ratio of the number of teeth on the gears 11 and gear 12.
Исходные реагенты подают в корпус 1 по патрубку 7, а реакционную массу с продуктами реакции выводят по патрубку 8. Хладагент подают в рубашку 4 по патрубку 5, а выводят - по патрубку 6. Гребни шнека 3, вращаясь с угловой скоростью ω, заставляют вращаться и перемещаться реакционную массу от патрубка 7 к патрубку 8, образуя при этом обратный поток вблизи стенки цилиндрического корпуса 1. Однако пластины 10, выполненные в виде лопаток лопастной мешалки или открытой турбины и жестко закрепленные на валах 9, вращаясь с угловой скоростью ω1 в том же направлении, что и приводной вал 2, подхватывают частицы реакционной массы обратного потока у стенки цилиндрического корпуса 1, дополнительно их перемешивают в радиальном направлении и создают осевое перемешивание в направлении основного потока реакционной массы.The initial reagents are fed into the housing 1 through the pipe 7, and the reaction mass with the reaction products is discharged through the pipe 8. The refrigerant is fed into the jacket 4 through the pipe 5, and the pipe is removed through the pipe 6. The ridges of the screw 3 are rotated at an angular speed ω, and move the reaction mass from the nozzle 7 to the nozzle 8, thus forming a reverse flow near the wall of the cylindrical body 1. However, the plates 10, made in the form of blades of a paddle mixer or an open turbine and rigidly mounted on the shafts 9, rotating with an angular speed ω 1 in the same direction enii as the drive shaft 2, the particles picked up the reaction mass reverse flow near the wall of barrel 1, further stirred their radially and creating axial mixing in the main flow direction of the reaction mass.
То есть узел принудительного радиально-осевого смешения позволяет уменьшить отрицательное воздействие обратного потока в шнековых реакторах смешения за счет перемещения при вращении частиц реакционной массы этого потока от стенки цилиндрического корпуса 1 в основной поток реакционной массы, создать дополнительный осевой поток в направлении, совпадающем с основным потоком реакционной массы, облегчить работу шнека, особенно при переработке высоковязких реакционных масс, увеличить скорость тепло- и массопередачи за счет интенсивного перемешивания в радиальном и осевом направлениях, уменьшить разброс частиц реакционной массы по времени пребывания, предотвратить термическую деструкцию продуктов реакции за счет выравнивания температуры по радиусу и длине реактора смешения и в конечном счете увеличить степень конверсии и качество продуктов реакции.That is, the forced radial-axial mixing unit allows to reduce the negative impact of the reverse flow in the screw mixing reactors by moving during the rotation of the particles of the reaction mass of this flow from the wall of the cylindrical body 1 into the main flow of the reaction mass, to create an additional axial flow in the direction coinciding with the main flow the reaction mass, facilitate the work of the screw, especially when processing highly viscous reaction masses, increase the rate of heat and mass transfer due to intensive eremeshivaniya in the radial and axial directions, the scatter particles reduce the reaction mass of the residence time, to prevent thermal degradation of the reaction products by aligning radially temperature and length of the mixing reactor and ultimately increase the conversion level and quality of the reaction products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006124969/15A RU2314865C1 (en) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Reactor of mixing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006124969/15A RU2314865C1 (en) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Reactor of mixing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2314865C1 true RU2314865C1 (en) | 2008-01-20 |
Family
ID=39108542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006124969/15A RU2314865C1 (en) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Reactor of mixing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2314865C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107890818A (en) * | 2017-12-19 | 2018-04-10 | 无锡市飞天油脂有限公司 | A kind of OIL IN LUBRICATING OIL PRODUCTION mixing arrangement |
| CN111947440A (en) * | 2020-07-23 | 2020-11-17 | 河南农业大学 | Horizontal stirring conveying type rural domestic garbage muck electromagnetic drying sterilizer |
| RU213618U1 (en) * | 2022-05-24 | 2022-09-19 | Акционерное общество "Институт фармацевтических технологий" (АО "ИФТ") | Reactor for continuous nitrosation of phenol |
| CN119236909A (en) * | 2024-10-22 | 2025-01-03 | 荆门市拓达科技有限公司 | A continuous microwave regeneration device for powdered activated carbon |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4205919A (en) * | 1975-08-20 | 1980-06-03 | London Brick Buildings Limited | Mixer for and method for mixing particulate constituents |
| SU1673190A1 (en) * | 1989-08-30 | 1991-08-30 | Курский опытный завод "Элеватормельмаш" | Mixer |
| US5876117A (en) * | 1997-11-04 | 1999-03-02 | Yueh-Chiao Chen | Agitator |
| RU2168351C1 (en) * | 1999-11-16 | 2001-06-10 | Волгоградский государственный технический университет | Mixing reactor |
-
2006
- 2006-07-11 RU RU2006124969/15A patent/RU2314865C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4205919A (en) * | 1975-08-20 | 1980-06-03 | London Brick Buildings Limited | Mixer for and method for mixing particulate constituents |
| SU1673190A1 (en) * | 1989-08-30 | 1991-08-30 | Курский опытный завод "Элеватормельмаш" | Mixer |
| US5876117A (en) * | 1997-11-04 | 1999-03-02 | Yueh-Chiao Chen | Agitator |
| RU2168351C1 (en) * | 1999-11-16 | 2001-06-10 | Волгоградский государственный технический университет | Mixing reactor |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107890818A (en) * | 2017-12-19 | 2018-04-10 | 无锡市飞天油脂有限公司 | A kind of OIL IN LUBRICATING OIL PRODUCTION mixing arrangement |
| CN111947440A (en) * | 2020-07-23 | 2020-11-17 | 河南农业大学 | Horizontal stirring conveying type rural domestic garbage muck electromagnetic drying sterilizer |
| RU213618U1 (en) * | 2022-05-24 | 2022-09-19 | Акционерное общество "Институт фармацевтических технологий" (АО "ИФТ") | Reactor for continuous nitrosation of phenol |
| CN119236909A (en) * | 2024-10-22 | 2025-01-03 | 荆门市拓达科技有限公司 | A continuous microwave regeneration device for powdered activated carbon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3734469A (en) | Reactor vessel and up-down mixer | |
| US7871193B2 (en) | Mixer having a centrally disposed helical or anchor agitator and eccentrically disposed screw or blade agitator | |
| CN104822446B (en) | Improved flow reactor | |
| RU2314865C1 (en) | Reactor of mixing | |
| CN209885808U (en) | Reaction kettle with pre-stirring mechanism | |
| US6863432B2 (en) | Dynamic mixer | |
| CN212068545U (en) | Electromechanical device industrial boiler maintenance is with anticorrosive lacquer raw materials mixing arrangement | |
| CN212068634U (en) | High viscosity material flash mixed device | |
| CN217367959U (en) | Horizontal double-shaft stirring reaction device | |
| CN215234153U (en) | Device for effectively removing heat discharged in mixing process | |
| RU2168351C1 (en) | Mixing reactor | |
| CN214261598U (en) | Dispersing device for processing leather auxiliaries | |
| CN223366960U (en) | Water-based acrylic emulsion processing reaction kettle | |
| CN220317533U (en) | Sewage treatment device | |
| CN222174075U (en) | Chemical reactor with filtration function | |
| CN217341395U (en) | Polymerization kettle capable of reducing bonding of high-viscosity materials | |
| RU2433858C1 (en) | Device to average liquid dispersions | |
| JPH08196886A (en) | Agitator | |
| CN222567743U (en) | Reactor for dissolving materials | |
| CN119455879B (en) | Novel reation kettle that mixing effect is good | |
| CN219559335U (en) | Half-tube reaction kettle | |
| CN222369092U (en) | Chemical industry reation kettle | |
| CN118527094B (en) | Reactor and reaction system comprising same | |
| CN222816840U (en) | A synthesis reactor for improving synthesis process efficiency | |
| WO2014068013A2 (en) | Flow reactor with extended flow path |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080712 |