Барботажный аппарат с большим тепловым эффектом реакции

При больших тепловых эффектах реакции целесообразно использовать барботажный газлифтный реактор, в котором газовый реагент поступает по штуцеру 7 в межтрубное пространство, ограниченное трубными решетками 8 (рис. 4.8), а затем направляется в отверстия 4 реакционных труб 2 и эжектирует жидкий реагент, поступающий в нижний штуцер 5.

Газовые пузыри поднимаются вверх и захватывают с собой жидкий реагент, который поднимается вверх в виде тонкого столба или пленки переменной толщины, в результате чего интенсифицируется теплообмен со стенкой реакционной трубки и строго поддерживается оптимальная температура процесса.

Остаточный непрореагировавший газ отделяется от жидкости в верхней сепарационной зоне реактора 1 и выходит в верхний штуцер.

Жидкий реагент с малым газосодержанием опускается по центральной циркуляционной трубе, смешивается со свежим реагентом и вновь поступает в реакционные трубки 2, контактируя со свежим газом. Подобная циркуляция осуществляется до заданной степени превращения по жидкой фазе. Давление газа в этих аппаратах должно быть достаточным для преодоления гидравлического сопротивления барботажной и циркуляционной труб контура.

Рис. 4.8. Схема кожухотрубного газлифтного аппарата: 1 – корпус реактора; 2 – реакционные трубы; 3 – центральная переливная труба; 4 – отверстия для подачи газового реагента; 5 – штуцер ввода жидкого реагента; 6 – вывод жидкого продукта; 7 – штуцер ввода газа; 8,9 – трубные решетки

Достоинством таких аппаратов является проведение реакции при четко заданной температуре даже при больших тепловых эффектах реакции. Теплоноситель подается в межтрубное пространство, ограниченное трубными решетками 8 и 9. На рис. 4.8 представлена схема аппарата с экзотермическим эффектом реакции, так как в межтрубном пространстве подается пар. Нижней трубной решетки 8 может и не быть, но при этом должен поддерживаться уровень жидкого реагента примерно на уровне нижней трубной решетки 8.

Одной из основных задач гидродинамического и теплового расчета данного реактора является определение скорости циркуляции газожидкостной смеси или приведенной скорости жидкости в реакционных трубах.