Для интенсивного перемешивания (или гомогенизации) поступающих потоков веществ (в том числе: плохо- или несмешивающихся жидкостей, жидкостей любой вязкости, потоков веществ различного агрегатного состояния, в частности, газа и жидкости), а также для проведения химических реакций между ними предлагается проточный статический реактор-смеситель непрерывного действия.

Полностью герметичный смеситель представляет собой малогабаритный цилиндрический трубовидный аппарат со встроенной насадкой (см. рис.), в котором отсутствуют подвижные узлы, вибрация и шум. Аппарат легко устанавливается в любом месте технологической схемы в вертикальном или горизонтальном положении, прост в обслуживании, а потери давления потока лишь немного выше потерь давления в пустой трубе такого же диаметра и длины, поскольку объем насадки не превышает 10-15 % внутреннего объема аппарата.

Эффект интенсивного перемешивания и взаимодействия подаваемых веществ достигается за счет многократного деления и направленного закручивания потока на укрепленных в аппарате элементах специальной насадки в процессе движения потока внутри аппарата. При этом компоновка элементов насадки обуславливает непрерывное изменение направления закручивания потоков попеременно в противоположные стороны относительно оси смесителя. Степень измельчения и гомогенизации входящего потока не зависят от его скорости и вязкости, а определяются количеством встроенных элементов и их размерами. Так, при числе элементов насадки 20 исходный поток измельчается примерно в 1 миллион раз, а размеры слоев, полученных в результате деления, при диаметре аппарата, например, 100 мм не превысят 0,1 микрона.

Малый объем аппарата обуславливает и очень малые времена пребывания потока в аппарате. При диаметре корпуса 100 мм (диаметр трубы), длине корпуса 2 - 4 м и нагрузке 20 м3/час время нахождения частиц потока в смесителе не превышает 2 - 5 секунд. Такое сильное и быстрое (за секунды) измельчение входящих потоков обеспечивает огромное развитие поверхности межфазного обмена, что приводит к резкому снижению диффузионных торможений и интенсивному взаимодействию подаваемых веществ. Потери давления для аппарата с указанными выше габаритами и нагрузкой при плотности потока 1000 кг/м3 составят не более 0,1 - 0,3 атм.

К настоящему времени статические смесители подобного типа были успешно применены в таких различных промышленных отраслях как установках компаундирования автомобильных и судовых моторных топлив, а также для ввода присадок в топливо, производство пластмасс (для улучшения струтуры термопластов за счет снижения градиента температуры расплава по сечению трубы), производство бумаги (для быстрого и равномерного распределения волокон в воде), очистка сточных вод (для быстрого и равномерного распределения малых количеств коагулянтов в больших объемах стоков) и ряде других случаев.

Несмотря на малый реакционный объем и связанное с этим малое время контактирования реагентов при больших расходах статические смесители оказались эффективны и в химии (например, очистка сырого бензола в процессе его взаимодействия с серной кислотой). Разработаны модификации смесителей для контактирования углеводородов с серной кислотой (процессы алкилирования и гидратации олефинов, сульфатирования и очистки н-парафинов) и ряда других случаев. Описанные смесители внедрены на установках компаундирования топлив (производительностью до 100 м3/час); на нефтеперерабатывающем производстве для очистки н-парафинов от примесной ароматики, обеспечивая интенсивное и глубокое взаимодействие несмешивающихся фаз ("углеводороды - олеум") при времени контактирования порядка 10 сек; на глиноземном производстве - для обеспечения интенсивного взаимодействия газа и жидкости в процессах карбонизации водных растворов, для эффективного перемешивания различных растворов и суспензий. Для оперативной и предварительной апробации в опытном масштабе процессов смешения и взаимодействия потоков успешно применяется портативный смеситель производительностью до 0,4 - 0,5 м3/час).

Все вопросы, связанные с разработкой, изготовлением и эксплуатацией описанных аппаратов, следует адресовать в Санкт-Петербург, тел. /факс (812) 448-36-39 или на e-mail: [email protected].