Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.VIII.1967 53709 KI. 12 g, 2/01 MKP B 01 j UKD rt/oO Wspóltwórcy wynalazku: Stanislaw Bretsznajder, Janusz Porowski, Jan Lis Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Ogólnej, Warszawa (Polska) Cisnieniowy reaktor do prowadzenia ciaglego procesu rozkladu glinokrzemianów kwasem siarkowym Prowadzenie rozkladu glinokrzemianów kwa¬ sem siarkowym w sposób ciagly natrafia na trud¬ nosc, jaka jest utrzymywanie ciezkiego osadu w postaci zawiesiny w cieczy. Zazwyczaj w celu niedopuszczenia do opadania osadu stosuje sie w reaktorach chemicznych mieszadla mechanicz¬ ne powodujace burzliwy ruch cieczy. W przypad¬ ku rozkladu glinokrzemianów rozwiazanie takie nie zapewnia mozliwosci prowadzenia procesu w sposób ciagly przez dlugi czas, gdyz wskutek sil¬ nego erozyjnego dzialania twardych czastek za¬ wiesiny mieszadla mechaniczne ulegaja szybkie¬ mu zuzyciu; silnie korodujace dzialanie kwasu siarkowego uniemozliwia skonstruowanie trwalych dlawic, uszczelniajacych wal mieszadla w cisnie¬ niowym reaktorze, a równoczesnie 'zabezpieczaja¬ cych wal przed korozyjnym dzialaniem oparów kwasnych.Inna trudnoscia w prowadzeniu reakcji rozkla¬ du glirDokrzemianów kwasem siarkowym pod zwiekszonym cisnieniem jest problem ogrzewania mieszaniny reagujacej. Techniczne tworzywa me¬ taliczne za wyjatkiem olowiu nie sa dostatecznie odporne na dzialanie kwasu siarkowego w tem¬ peraturach powyzej 100°C, co '.zmusza do stoso¬ wania wykladzin reaktora z tworzyw niemeta¬ licznych. Ze wzgledu na niskie przewodnictwo cieplne tych materialów, przeponowe ogrzewanie reaktorów (plaszczami . grzejnymi) jest wysoce nieekonomiczne. 15 20 30 Opisane trudnosci sa jeszcze wieksze przy pro¬ wadzeniu tego procesu w sposób ciagly. Zapew¬ nienie stalego przeplywu calej mieszaniny (bez segregacji czastek ciezszych) przez reaktor wy¬ maga utrzymywania bardzo energicznego miesza¬ nia, wówczas jednak nastepuje szybkie wyrów¬ nanie stezen w calym '.reaktorze; swiezo doprowa¬ dzone surowce moga wiec — jeszcze przed prze- feagowaniem — w krótkim czasie znalezc sie przy otworze wylotowym, przez (który odprowa¬ dza sie przereagowana mieszanine z reaktora.W nastepstwie tego wydajnosc calego procesu bardzo spada w porównaniu do procesu perio¬ dycznego. W celu zwiekszenia wydajnosci, proces prowadzi sie w kilku kaskadowo ustawionych reaktorach polaczonych przelewami. Im wiecej reaktorów, tym wyzsza jest wydajnosc, ale tez tym kosztowniejsza jest aparatura. W przypadku reakcji glinokrzemianów z kwasem siarkowym rozwiazanie taMe nie daje dobrych wyników, gdyz ciezkie czastki zawiesiny gromadza sie w reak¬ torach posrednich kaskady i sedymentujac w przewodach miedzy reaktorami stwarzaja zakló¬ cenia ciaglosci procesu.Przedmiotem wynalazku jest reaktor, którego konstrukcja pozwala rozwiazac wszystkie wyzej opisane trudnosci. Stanowi go zbiornik poziomy w postaci walczaka, podzielony przegrodami na szereg przedzialów.Przegrody te nie siegaja do sklepienia, zatem 5370953709 3 oaly reaktor ma wspólna przestrzen parowa, ale przestrzen wypelniona ciecza jest podzielona.W kazdym przedziale umieszczona jest belkotka doprowadzajaca pare w poblizu dna, za pomoca której uzyskuje sie dostateczne mieszanie i rów¬ noczesnie doprowadza sie bezprzeponowo cieplo niezbedne do prowadzenia procesu. Przegrody pionowe maja umieszczone w poblizu dna otwory laczace ze soba przedzialy reaktora. Dzieki tym otworom przy równoczesnym dzialaniu belkotek zapewniony jest równomierny przeplyw duzych i ciezkich czastek stalych przez reaktor. iSchematyczne rozwiazanie reaktora wedlug wy¬ nalazku przedstawiono na rysunku.(Rozdrobniony krzemian glinowy w postaci za¬ wiesiny w roztworze zawieraj acym kwas siarko¬ wy wtlacza sie do skrajnego przedzialu reaktora 1 przez otwór wlotowy 2. Reaktor podzielony jest pionowymi przegrodiami 3 na przedzialy. Prze¬ grody 3 przy dnie reaktora posiadaja otwory 5 laczace przedzialy ze soba i zapewniajace rów¬ nomierny przeplyw duzych i ciezkich czastek przez reaktor.Podgrzewanie i mieszanie zawiesiny osiaga sie wprowadzajac do kazdego przedzialu pare grzejna belkotki 4 rura siegajaca blisko dna.Belkotki te niezwykle skutecznie wyrównuja stezenie w poszczególnych przedzialach i lacznie z zaopatrzonymi w otwory przegrodami zapobie¬ gaja przedostawaniu sie nieprzereagowanych su¬ rowców do wylotu reaktora. Poniewaz reaktor ma wspólna przestrzen parowa, przeplyw pomiedzy przedzialami nastepuje dzieki temu, ze poziomy cieczy w przedzialach obnizaja sie w kierunku od wlotu do wylotu w reaktorze. Przeplyw taki jest powolny, a dzieki zastosowaniu otworów dol¬ nych w przegrodach eliminuje sie niepozadana sedymentacje i nagromadzanie sie tych czastek w reaktorze.Przereagowana mieszanine wraz z losadem ciez¬ kich czastek odprowadza sie przez otwór wylo- 10 15 20 25 30 35 40 towy 6 znajdujacy sie przy dnie w ostatnim prze¬ dziale reaktora 1.Opisany reaktor ma nastepujace zalety w sto¬ sunku do znanego rozwiazania, polegajacego na zastosowaniu kaskady reaktorów wyposazonych w plaszcze grzejne i mieszadla mechaniczne.Budowa jednego reaktora o duzej liczbie prze¬ gród jest znacznie tansza od budowy wielu ma¬ lych aparatów. Dzieki zastosowaniu duzej liczby przedzialów osiaga sie wydajnosci wysokie, bar¬ dzo bliskie wydajnosci osiaganych w periodycz¬ nych reaktorach. Zostalo wyeliminowane kosz¬ towne i .malo wydajne ogrzewanie przeponowe i zastapione przez tansze bezprzeponowe ogrze- Wianie para, co równoczesnie zapewnia energiczne mieszanie i prawidlowa cyrkulacje mieszaniny reakcyjnej w przedzialach reaktora. Zostalo wy¬ eliminowane niebezpieczenstwo gromadzenia sie ciezkich sedymentujacych czastek na dnie reak¬ tora i zapewnione regularne przesuwanie sie tych czastek w kierunku od wlotu ójo wylotu reaktora przez zastosowanie otworów w przegrodach, umieszczonych tuz przy dnie reaktora, zamiast przelewów miedzy przedzialami reaktora. PL PL