172364. lajstromszámú szabadalom • Folyamatos üzemű rotációs reaktor
3 172364 4 További hátrány, hogy a szakaszos üzemi berendezések térfogata, valamint a kisegítő elemeinek száma igen nagy, emiatt telepítésüknél rendkívül költséges épületberuházásokkal kell számolni. A folyamatos technológiák bevezetésére tett eddigi kísérletek mindezideig nem vezettek eredményre, tekintettel arra, hogy a szakaszos üzemü berendezések alapvető sajátosságait nem változtatták meg, hanem a szakaszos üzemmód sajátosságaiból kiindulva a technológiát részekre bontották, amelyet egymáshoz képest sorba kapcsolt kisebb térfogatú berendezésekben játszatták le. Az ily módon kialakított reaktorok az un. kaszkád reaktorok. Ezek a reaktorok azonban hasonló hátrányokkal rendelkeznek mint a hagyományos szakaszos technológiájú berendezések, hiszen ennek alkotórészei egymással sorbakapcsolt és lényegében szakaszosan működő Ids térfogatú berendezések. A találmány célja a felsorolt hiányosságok kiküszöbölése és olyan rotáció reaktor kidolgozása, amely valóban tökéletesen folyamatos üzemet biztosít. A találmány tehát folyamatos üzemű rotáció reaktor, amelynek álló helyzetű hengeres köpenye és abban végigfutó meghajtótengelye van és a reaktor nyersanyag bevezető nyílása a reaktor alján, míg a késztermék elvezető nyílás a reaktor tetején van elrendezve. A találmány lényege, hogy a reaktor köpenyén belüli tér a tengelyre merőleges fojtótárcsával vagy tárcsákkal legalább két részre van osztva és a tengelyre a szétválasztott terekben különböző funkciójú munkaelemek, előnyösen lapátok vannak rögzítve. A találmány szerinti reaktor előnyös kivitele esetén a reaktor köpenyén belüli tér fojtótárcsákkal három részre van osztva, amelyek közül az egyik a homogenizálótér, a másik a tulajdonképpeni reakciótér, a harmadik az utóreagáló tér. A tengelyre a homogenizálótérben homogenizáló lapátok, a reakció térben keverőlapátok, míg az utóreagálótérben gyűrűk révén csuklóslapátok vannak erősítve. Célszerű a homogenizáló lapátok és/vagy a keverőlapátok perforálása. A homogenizálás és a reakciótérben végzett keverés intenzitásának fokozására ezeken a lapátokon kialakított perforációs nyílások előnyösen a lapátok forgásirányába néznek. Az egymás után következő lapátokon felváltva, ferdén a tengely felé lejtőén, ill. a??al ellentétesen lejtőén vannak kialakítva. A találmány szerinti reaktor igen egyszerű technikai eszközökkel teljesen folyamatos technológiát illetve üzemmódot biztosít. A találmányt részletesen kiviteli példa kapcsán, a rajzok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti reaktor elvi hosszmetszete. A 2. ábra a reaktor metszete az utóreagáló téren keresztül a csuklós lapátokkal. A 3. ábra a reaktor reakció téren keresztül vett metszete a keverőlapátokkal. A 4. ábra a reaktor homogenizáló téren keresztül vett metszete a homogenizáló lapátokkal. Az 5. ábra a perforált lapátok előlnézeti metszete, míg a 6. ábra a perforált lapátok felülnézeti metszete, amely ábrákon a lapátok síkban vannak kifejtve. A találmány szerinti reaktort működés közben ismertetjük. Az 1. ábrán látható módon a reaktor 1 bevezető nyílásán keresztül több fejes dugattyú 24 arányszabályzó szivattyú reakcióelegyet szállít 19 készüléktest 11 fojtótárcsa és zárt 7 térelhatároló elem által képzett homogenizáló térbe. Itt a reakció elegyet a 4. ábrán metszetben szemléltetett perforált 9 homogenizáló lapátok intenzíven keverik, miközben a 3 csonkon keresztül bevezetett fűtőcsövek a hőközlő falon keresztül reakcióhőmérsékletre melegítik az elegyet. A homogenizáló tér 11 fojtótárcsa segítségével a reakciónak megfelelő nyomás alatt tartható, így kipárolgás veszélye nélkül az atmoszferikus nyomás egyensúlyhőmérsékleténél magasabb hőmérsékleten indulhat a reakció. Homogenizálás után a reakcióelegy a 11 fojtótárcsa és a készülékfal között lévő gyűrűs keresztmetszeten tehát fojtáson át a reakció térbe jut. Ezt a reakcióteret 11,12 fojtótárcsák, fűthető 18 köpeny és 8 zárt térhatároló elem határolja. A rekaciótér űrtartalma és hossza úgy van megválasztva, hogy az időegység alatt kívánt késztermény mennyiségének megfelelő tartózkodási idő biztosítva legyen. A reakciótérben a 3 metszeten szemléltetett 10 keverőlapátok vannak a tengelyre erősítve, amelyek ugyancsak perforáltak. A 10 keverőlapátok állásszöge ellentétes a 9 homogenizáló lapátok állásszögével. Ezek az ugyancsak perforált 10 keverőlapátok intenzív átkeveredést biztosítanak. A lapátok fontos feladata továbbá a hőközlés, azaz a reakcióhő elvezetése vagy beadása, attól függően, hogy exoterm vagy endoterm a reakció. A reakció térben hasonlóan a homogenizálótérhez 12 fojtótárcsa segítségével túlnyomás biztosítható. így a reakció kipárolgása veszélye nélkül magas hőmérsékleten és rendkívül intenzív keveredés biztosítása mellett fajlagosan kis térfogaton megvalósítható. A mogogenizálás és a reakció lefolyásának ellenőrzésére 21 mintavevő nyílások vannak a reaktoron kialakítva. A 11, 12 fojtótárcsák éle mentén kialakuló rendkívül nagy sebességek megakadályozzák a reaktor belsejében a visszakeveredést, azaz az anyagrészeknek a kívánt áramlási iránnyal ellentett szekunder áramlását. Ezáltal csökken a veszteség, mert az anyag optimális ideig tartózkodik a reakciótérben. A 12 fojtótárcsa és a 17 hűthető fal által határolt tér nyomáskiegyenlítés, valamint reakcióban esetleg még részt: nem vett részecskék utóreagáltatását biztosítja. Ez az un. utóreagáló tér. Ennek metszetét a 2. ábra mutatja. Ebben a térben az 5 tengelyre 14 gyűrűk révén csuklósán un. 13 csuklós lapátok vannak erősítve. A tartózkodási idő ebben a térben a leghosszabb és itt az anyagot már az atmoszférikus nyomásnak megfelelő egyensúlyi hőmérsékletre kell hűteni, miközben a kipárolgó és a 20 kondenzátorban hűtött anyagot 15 nyíláson át visszavezetjük a reaktorba. A visszavezetett anyag a reakcióterméket már nem befolyásolja, mert a reakció befejeződött. A késztermék 2 elvezetőnyíláson keresztül atmoszférikus nyomáson folyamatosan távozik. Az 5 tengely 6 axiális csuszógyűrűs tömítéssel egybeépített csapágyazásban van ágyazva, amely biztosítja a reaktor belső terének hermetikus lezárását. A 9 és 10 homogenizáló - és keverőlapátok perforációjának illetve az átvezetőfuratoknak elrendezését előlnézetben az 5, felülnézetben a 6. ábra szemlélteti. A reaktor különböző belső tereinek űrtartalma, a fojtótárcsák méretei, valamint a keverőlapátokon elhelyezett átvezetőfuratok méretét, számát és elrendezését a konkrét technológiának megfelelően kell meghatározni. A rekator szabályozhatóságát szolgálóan a tengely változtatható fordulatszámú meghajtószerkezettel áll 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
