ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано как в лабораторном, прикладном, так и в многотоннажном химическом производстве.
Известны устройства с апозитно расположенными двигателями для вращения турбинок с большой суммарной скоростью для получения, например, водноэмульсионных смесей. Н.Егин изобрел турбулентный эмульгатор КАВИТОН (ИР 6(642) за 2003 г.). В герметичном корпусе смонтированы апозитно две турбинки на отдельных электродвигателях с числом оборотов не менее 14 тыс.в мин. Через отдельные штуцеры в активную зону на лопатки турбин подают воду и топливо. Турбинки вращаются в противоположные стороны, и на гранях лопаток при схлопывании пузырьков воздуха происходит "сшивка" молекул топлива и воды.
Известно и устройство для дезинтеграции воды с последующим получением гремучей смеси и более рационального сжигания органического топлива (Способ и устройство для высвобождения энергии из воды без промежуточных звеньев - аномальный гидроводородный реактор «Омега».... заявка РФ №2003122970. Адрес в Интернете:
http://www.sciteclibrary.ru/rus/cataloq/pages/8264.html).
Эти изобретения являются прототипами.
Целью настоящего изобретения является создание принципиально нового физико-химического реактора, способного инициировать реакции, необычные для классических взглядов химиков, то есть лежащие за пределами стандартной теории взаимодействия веществ.
Поставленная цель достигается следующим путем.
В общем принципиальном подходе, реактор представляет из себя камеру с вращающимися в противоположные направления дисками, в том числе и перфорированными, которые могут иметь на поверхности любые типы дезинтеграторов, например, иголки, щетки, прутья с коническими, крылообразными и другими насадками.
В некоторых вариантах вал, вращающий диски, выполнен полым с винтовыми нарезками для подачи веществ в зону реакции к серединам дисков, асами диски выполнены перфорированными, допускающими отсасывание продуктов реакции из центральных и средних зон дисков специальными отсосами.
То есть в реакторе вращающиеся части являются дисками, в том числе и перфорированными, имеющими на поверхности дезинтеграторы разной формы, причем валы дисков выполнены полыми с винтовыми нарезками для подачи веществ в зону реакции к серединам дисков.
Диски со всеми аксессуарами, в некоторых вариантах, являются излучателями электромагнитных, ультразвуковых и других колебаний, причем в основной камере реактора имеются и другие возбудители молекулярных флуктуации вещества (например, ультрафиолетовые, дуговые, мощные световые и другие лампы), а также ультразвуковые, электромагнитные и другие излучатели. То есть в реакционном объеме могут находиться световые, звуковые, электромагнитные, электроразрядные, электростатические, плазменные и любые другие инициаторы изменения молекулярного состояния веществ как по отдельности, так и в комплексе.
Основная камера реактора окружена другими камерами как в варианте кругового сечения, так в варианте прямоугольного сечения. Возможны и комбинированные варианты. Дополнительные камеры выполняют ряд специфических функций, например, отвод тепла от
основной камеры реактора, укрепление и стабилизация вращающихся валов, закрепление двигателей и дозаторов и др.
Продукты реакций могут иметь самые разнообразные характеристики, но во всех случаях они обладают высокой дисперстностью и достаточно высокой температурой. Поэтому в ряде вариантов для улавливания и разделения продуктов реакций используются электрофильтры и холодильные аггрегаты.
Изобретение поясняется тремя рисунками (фигуры 1, 2 и 3), где приведены принципиальные схемы вариантов предлагаемого реактора.
Физико-химический реактор (фиг.1) представляет из себя прочный корпус 1 внутри которого находится еще более прочный корпус 2 (основная реакционная камера), где размещены диски 3 с игольчатой или другой фигурной поверхностью 4. Диски выполнены на прочном валу 5. Вал с внешней стороны (по отношению к дискам) имеет устройство (цапфу) 6 для приема дозируемой жидкости, а внутри вал выполнен полым. Внутренний канал 7 имеет желобковую нарезку для продвижения жидкости к дискам. Вал размещен в прочных подшипниках 8 или другой фиксирующей арматуре.
Валы приводятся в движение электромоторами (не показаны).
С наружной стороны (по отношению к реакционной камере) вал соприкасается со скользящими контакторами 9, которые соединены с элементами цепи 10 (которые могут быть как внутри, так и снаружи реактора) и выходными контактами 11. В этих участках цепи могут создаваться ритмические разряды, электростатические поля и воспроизводиться другие электрические явления. Внешние контакты управляющих электроустройств имеются и у дозаторов 12.
Трубки 13 соединены с соответствующими штуцерами 14 реакционной камеры и служат для удаления продуктов реакции. В некоторых случаях реактор вообще лишен трубок из пластика или резины, а штуцер сам заменяется трубкой из соответствующего стойкого материала. Реакционная камера выполнена с краном 15 для удаления непрореагировавших веществ и побочных продуктов. Трубка 16 служит для подачи в камеру газовой среды.
Устройство заземлено клеммами 17.
На фигуре 2 представлена упрощенная схема реактора для выработки, например, слабых растворов перекиси водора и получения небольших количеств водорода. Обозначены разные зоны(4-1 и 4-2) дезинтеграторов на диске, представленные разными по форме рассекателями, показаны вход 18 и выход системы охлаждения генератора. Для удаления образующегося водорода и других газов выполнен клапан 19, допускающий возможность отсоса газообразных продуктов реакций.
На фигуре 3 представлен вариант реактора, где вращающиеся диски выполнены перфорированными. По краям дисков имеются значительные перфорации 20 для воздействия на продукты реакции плазменной пушкой 21. Другие перфорации 22 могу быть выполнены в любом варианте, в том числе и под углом к поверхности диска. Продукты реакции отсасываются отсосами 23.
Работает устройство следующим образом.
В реакционной камере, расположенной в корпусе 2, создается вначале необходимая газовая среда путем подачи через трубку 16 азота или других газов. Затем раскручиваются валы 5 до необходимой скорости вращения. Параллельно с помощью контакторов 9 и элемента цепи 10 регулируется напряженность электростатического поля (или ритмика разрядов) между дисками 3. Реагенты подаются из автоматических дозаторов 12 (боковых) через приемное устройство 6 и внутренний канал 7. Выходя из внутреннего отверстия вала 5, реагенты попадают на быстровращающуюся игольчатую поверхность 4 дисков 3 и вступают в реакцию. Дополнительные реагенты и катализаторы подаются через один из дозаторов (верхний) в пространство между дисками. В одном из вариантов реактора продукты реакции подвергются воздействию плазменного потока от плазменной пушки 21 через перфорации 20, а продукты реакции отсасываются отсосами 23.
В других вариантах реактора образующиеся продукты реакции выводятся через штуцеры 14 и трубки 13 в соответствующие емкости или подаются на электрофильтры или холодильники (не показаны) для разделения и улавливания.