CS199856B1

CS199856B1 - Charge of reactors

Info

Publication number: CS199856B1
Application number: CS697576A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Landa; Lubomir Kupf; Radomil Adamek
Original assignee: Vaclav Landa; Lubomir Kupf; Radomil Adamek
Priority date: 1976-10-28
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1980-08-29

Description

Vynález se týká náplně reaktorů z kuliček z lehčených plastů. V posledních letech se stále více uplatňují reaktory s náplní, a to zejména s pohyblivou náplní. Náplň je ve tvaru kuliček nebo hranolků z kompaktních plastů, skla, sintrovaného korundu, tříděného písku, větší kuličky o průměru několika centimetrů se zhotovují z plastů a jsou pro snížení hmotnosti duté. Vyrábějí se vyfukováním z termoplastů nebo lepením ze dvou polovin.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reactor charge of cellular plastic balls. In recent years, packed reactors have been increasingly used, especially moving reactors. The filling is in the form of balls or chips of compact plastic, glass, sintered corundum, graded sand, larger balls with a diameter of several centimeters are made of plastic and are hollow to reduce weight. They are made by blowing from thermoplastics or gluing from two halves.

Některé druhy kuliček z plastů o měrné hmotnosti do 0,322 g/cm^ se vyrábějí z napěněného plastu a další operací, otavením se vytvoří na povrchu kuliček povlak z kompaktního plastu. Tyto kuličky dosahují pevnosti v tlaku až 56,24 kPa. Používají se jako pohyblivá náplň v reaktorech, kde dochází ke styku dvou fází: pevné a plynné nebo kapalné a plynné. Prvním případem jsou fluidní reaktory, druhým případem jsou pračky, absorbční aparáty a sušárny pro sušení tekutých dispersí a roztoků. Pohybující se náplň vytváří na svém povrohu filmy kapalné fáze, udržuje v reaktoru fluidní režim i při zpracování silně lepivých látek, rozmělňuje shluky (aglomeráty) pevné fáze v reaktoru, čistí stěny, míchadlo a fluidní rošt reaktoru od nálepů, zabraňuje ucpávání fluidních roštů.Some kinds of spheres of plastics with a specific gravity of up to 0.322 g / cm 2 are made of foamed plastic and other operations, by melting to form a compact plastic coating on the spheres surface. These spheres achieve a compressive strength of up to 56.24 kPa. They are used as moving charges in reactors where two phases come into contact: solid and gaseous or liquid and gaseous. The first is fluidized bed reactors, the second is scrubbers, absorbers and dryers for drying liquid dispersions and solutions. The moving charge creates liquid phase films on its surface, maintains the fluidized mode in the reactor even during the treatment of strongly tacky substances, disintegrates the solid phase agglomerates in the reactor, cleans the walls, stirrer and fluid bed of the reactor from stickers, prevents fluid bed grids.

Jsou známy fluidní sušárny na sušení roztoků a.suspenzí, kde se sušený roztok suspenze přivádí na fluidní lože tvořené vrstvou kuliček z plastů, skla nebo sintrovaného korundu. Kapalina tvoří film na povrchu kuliček, ve styku s horkým fluidním médiem (sušicí vzduch) se odpařuje do sucha, pevná látka se s povrchu kuliček omílá nárazy ve fluidníFluid dryers are known for drying solutions and suspensions, wherein the dried suspension solution is fed to a fluidized bed consisting of a layer of plastic, glass or sintered corundum beads. The liquid forms a film on the surface of the beads, in contact with hot fluid medium (drying air) evaporates to dryness, the solid is washed away from the surface of the beads in a fluid

199 856199 856

199 856 vrstvě a odchází ze sušicí komory s fluidním médiem (vzduchem) do cyklónovýoh odlučovačů.199 856 layer and leaves the drying chamber with fluid (air) to the cyclone separators.

Dále jsou známy pračky a absorbery, kde vzduch s obsahem prachu nebo plynů ee vede do absorberu s náplní kuliček, skrápěných vhodnou kapalinou. Vzduch uvádí kuličkovou náplň do pohybu a ve vzniklé pěně z kapaliny a vzduchu a na povrchovém filmu kapaliny na kuličkách se absorbuje plyn nebo se do nich zachycuje prach ze vzduchu. Tyto aparáty jsou konstrukčně jednoduché, levné, mají vysokou účinnost a jsou odolné proti ucpávání mechanickými nečistotami, pocházejícími z čištěného plynu nebo z kapaliny.Further, washing machines and absorbers are known in which air containing dust or gases ee leads to an absorber with a bead packed with a suitable liquid. The air moves the ball cartridge and gas is absorbed or trapped in the air and foam film formed on the beads. These apparatuses are structurally simple, inexpensive, have a high efficiency, and are resistant to clogging by mechanical impurities coming from the purified gas or liquid.

Do sušáren a fluidních reaktorů se používá menších a těžších kuliček, protože je třeba, aby měly v lepivých systémech větší kinetickou energii. Ve druhém případě, u absorberů se většinou používá větších a lehčích kuliček, které by nezpůsobily větší tlakovou ztrátu.Smaller and heavier beads are used in dryers and fluidized bed reactors because they need to have greater kinetic energy in adhesive systems. In the latter case, the absorbers usually use larger and lighter spheres that would not cause more pressure loss.

Kuličkové pohyblivé náplně nahrazují v absorpčních aparátech nepohyblivé náplně, například Rashigovy kroužky, roštová a síťová patra. Jejich předností je malý objem, velký povroh a samočistitelnost.Ball moving cartridges replace immobile cartridges in absorbent devices, such as Rashig rings, grate and mesh trays. Their advantage is small volume, large surface and self-cleaning.

Problémy jsou s výběrem vhodných kuliček pro pohyblivou náplň. Kuličky ze skla, sintrovaného korundu nebo tříděného písku jsou malé, těžké, působí silně abrasivně na stěny, rošt a míohadla reaktorů a skleněné kuličky jsou navíc tříštivé. Drobnější tělíska z plastů se připravují například řezáním teflonové destičky o tloušťce 5 mm na velikost cca 5x5x5 mm. Této náplně se používá v malých fluidních sušárnách. Příprava takové pohyblivé náplně je velmi pracná. V pračkách a absorberech se používá náplní z dutých kuliček z plastů o velikosti 2 až 5 cm. Jsou to kuličky bu3 vyfukované z termoplastů nebo lepené ze dvou lisovaných polovin. .Tyto tenkostěnné kuličky snadno podléhají mechanickému poškození, jsou drahé a těžko dostupné. K jejich výrobě je třeba speciálních strojů, obvykle zařízených na výrobu jedné velikosti kuliček. Není možno volit průměr kuliček a jejich měrnou hmotnost tak, aby to co nejvíce vyhovovalo režimu v reaktoru (absorberu), ale režim a rozměry aparátu se musí přizpůsobovat vlastnostem dostupných kuliček. V zahraničí jsou známy kuličky z pěnového plastu s povlakem vytvořeným z kompaktního nepěněného plastu. Uvedená tělíska vykazují pevnost v tlaku maximálně 56,24 kPa. Kromě toho je jejich výroba, sestávající ze dvou operací, značně složitá a vyžaduje speciální výrobní zařízení. Další nevýhodou tělísek je jejich velmi malá měrná hmotnost, která omezuje jejich použití v kontaktních aparátech nejvýše do rychlosti plynů do cca 2 m/s, neboť při vyšších rychlostech plynů, například 5 až 7 m/s je nutno používat kuliček o vyšších měrných hmotnostech, tj. 0,4 až 0,7 g/cm\ Vlastnosti tělísek značně omezují možnost jejich použití. Uvedené nevýhody značně omezují rozvoj reaktorů s pohyblivou náplní.Problems are with the selection of suitable balls for the moving cartridge. The beads made of glass, sintered corundum or graded sand are small, heavy, strongly abrasive on the walls, grate and mixers of the reactors, and the glass beads are also fragmented. Smaller plastic bodies are prepared, for example, by cutting a 5 mm thick Teflon plate to a size of about 5x5x5 mm. This charge is used in small fluidized bed dryers. The preparation of such a moving cartridge is very laborious. Washing machines and absorbers use a 2 to 5 cm plastic hollow ball filling. These are either balls blown from thermoplastics or glued from two molded halves. .These thin-walled balls are easily subject to mechanical damage, are expensive and difficult to access. Their production requires special machines, usually equipped to produce one size of balls. It is not possible to select the bead diameter and specific gravity to best suit the mode of the reactor (absorber), but the mode and dimensions of the apparatus must be adapted to the properties of the available beads. Abroad, foam plastic balls with a coating made of compact, non-foamed plastic are known. These bodies exhibit a compressive strength of at most 56.24 kPa. Moreover, their production, consisting of two operations, is very complex and requires special production equipment. Another disadvantage of the bodies is their very low specific gravity, which limits their use in contact apparatuses up to a maximum gas velocity of up to about 2 m / s, since at higher gas velocities, e.g. i.e. 0.4 to 0.7 g / cm @ 2. These disadvantages considerably limit the development of moving-bed reactors.

Kuliček se také používá jako plovoucích pokrývek v nádobách s kapalinami. Tam, kde se do nádob vkládají větší předměty, například ooelové plechy za účelem moření, mají mít kuličky vysokou pevnost v tlaku, aby nedocházelo k jejich mechanickému poškození.Beads are also used as floating blankets in liquid containers. Where larger objects are placed in containers, for example oel sheets for pickling, the balls should have a high compressive strength to avoid mechanical damage.

Uvedené nevýhody odstraňuje náplň reaktorů podle vynálezu, sestávající z kuliček z plastů, jejichž vnitřek je tvořen pěnovým plastem a povrchová vrstva kompaktním plastem a stupeň napěnění plastu se směrem k povrchové vrstvě kuličky plynule zmenšuje. Podstata vynálezu spočívá v tom, že měrná hmotnost kuliček je od 0,33 g/cm^ do 0,85 g/cm-\These disadvantages are overcome by the reactor packings of the invention consisting of plastic spheres, the inside of which is made of foam plastic and the surface layer is compact plastic, and the degree of foaming of the plastic decreases continuously towards the surface layer of the ball. The bulk of the invention is characterized in that the specific gravity of the beads is from 0.33 g / cm @ 2 to 0.85 g / cm @ -1.

199 856199 856

Výhodou náplně podle vynálezu je snadná výroba kuliček v jedné operaci z běžných termoplastů, jako například polyetylénu, polypropylenu, polyvinylchloridu, polyetylensulfidu, teflonu aj. .přídavkem nadouvadla a vypěněním při vyšší teplotě, zatímco povrch kuliček je chlazen. K jejich výrobě ae používá zařízení, obvyklého při zpracování plastů: mísiče a vstřikovacího lisu. Na zařízení se vedle kuliček mohou vyrábět i běžné jiné výrobky. Výroba kuliček probíhá v jediné operaci a je velmi ekonomická, protože na jeden pracovní zdvih •lisu se vyrobí najednou větší množství kuliček. Další výhodou je velká mechanická pevnost kuliček a jejich odolnost vůči poškození, protože pěnový vnitřek kuliček je vyztužuje. Dosahuje se vysokých pevností v tlaku a odolnosti vůči mechanickému poškození. Při výrobě kuliček podle vynálezu se dosahuje oproti všem dosud vyráběným druhůní kuliček mnohonásobného zvýšení pevnosti v tlaku. Řádově asi -lO^krát větší pevnost, než u kuliček s měrnou hmotností do 0,322 g/cm\The advantage of the cartridge according to the invention is that it is easy to manufacture the beads in one operation from conventional thermoplastics, such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene sulfide, teflon and the like by adding blowing agent and foaming at a higher temperature while cooling the surface of the beads. For their production and use of equipment usual in plastics processing: mixer and injection molding machine. In addition to the balls, other other products can be produced on the apparatus. The production of balls takes place in a single operation and is very economical, as a larger number of balls are produced at the same time on the press stroke. Another advantage is the high mechanical strength of the beads and their resistance to damage, as the foam interior of the beads reinforces them. High compressive strength and resistance to mechanical damage are achieved. In the production of the beads according to the invention, a multiple increase in the compressive strength is achieved in comparison with all the other kinds of beads produced so far. The order of magnitude is about 10 times greater than that of balls with a specific gravity of up to 0.322 g / cm @ -1.

Důležitou výhodou je skutečnost, že měrná hmotnost kuliček se mění stupněm napěpění plastu, takže je možno vyrobit kuličky o stejném průměru, ale velmi rozdílných hmotnostech. Měrná hmotnost kuliček, například z polypropylenu, se může měnit od 0,33 g/ml do 0,85 g/ml. Prakticky je možno vyrobit podle požadavku technologického procesu kuličky o požadovaném průměru a nezávisle na něm i o požadované hmotnosti.An important advantage is the fact that the specific weight of the balls varies by the degree of foam of the plastic, so that balls of the same diameter but very different weights can be produced. The density of the beads, for example of polypropylene, may vary from 0.33 g / ml to 0.85 g / ml. In practice, it is possible to produce, according to the technological process, balls of the desired diameter and independently of the desired weight.

Tělíska podle vynálezu plně vyhovují pro široké rozmezí pracovních podmínek v kontaktních věžích, reaktorech s vířivou nebo točivou vrstvou části, ve kterých je třeba disponovat kuličkami o větším rozmezí měrných hmotností a o podstatně vyšší pevnosti, v kontaktních věžích se například musí volit měrná hmotnost kuliček podle vychlosti plynu. Tak například při rychlosti plynu 1 m/s je vhodná měrná hmotnost kuliček od .0,2 až 0,3 g/cnP při průměru kuliček 34 mm. Pracuje-li však kontaktní věž a rychlostí plynu 5 až 7 m/s, je nezbytné použít kuličky o měrné hmotnosti 0,4 až 0,7 g/cnr a o podstatně vyšší pevnosti. Kontaktní věž tak pracuje sice s tlakovou ztrátou, ale její velikost, tj. pracovní objem, může být 5 až 7krát menší, než jaká byla při rychlosti plynu 1 m/s. Kuličky o' vyšší hmotnosti podle vynálezu se s výhodou uplatňují například v reaktorech s vířivou nebo točivou dynamickou vrstvou, zejména při zpracování lepivých látek. Kuličky máji vyšší kinetickou energii a jsou odolnější vůči slepování. Mimo to vyhovují danému účelu i pro svou vysokou pevnost a odolnost vůči otěru.The bodies according to the invention are fully suitable for a wide range of operating conditions in contact towers, fluidized-bed or rotary-layer reactors of parts in which balls having a larger specific gravity range and substantially higher strength are required, for example in contact towers gas. For example, at a gas velocity of 1 m / s, a suitable specific gravity of the beads is from 0.2 to 0.3 g / cnP with a bead diameter of 34 mm. However, if the contact tower operates at a gas velocity of 5 to 7 m / s, it is necessary to use spheres with a specific gravity of 0.4 to 0.7 g / cnr and a substantially higher strength. The contact tower thus works with pressure loss, but its size, ie the working volume, can be 5 to 7 times smaller than it was at a gas velocity of 1 m / s. The higher-weight spheres according to the invention are advantageously used, for example, in reactors with a fluidized or rotating dynamic layer, in particular in the treatment of sticky substances. The beads have higher kinetic energy and are more resistant to sticking. In addition, they are suitable for their purpose due to their high strength and abrasion resistance.

Jiné použití kuliček z plastů podle vynálezu je jako plovoucí vrstvy na hladině kapaliny. Tím se vytváří pohyblivý uzávěr kapaliny, který snižuje odpařování kapaliny do ovzduší a snižuje tak ve vroucích kapalinách obsah vzduěného kyslíku. Například ve vroucí vodě se sníží obsah kyslíku až desetinásobně a tím se několikrát sníží kyslíková koroze. Pohyblivý uzávěr umožňuje přitom vkládání nebo vyjímání různých předmětů a volné kolísání hladiny kapaliny. Praktické použití je zejména v nádobách na vroucí vodu nebo v mořicích lázních. I zde se s výhqdou uplatňují kuličky o vyšších měrných hmotnostech a to proto, že neulpívají na předmětech vyjímaných z kapaliny - například na plechu vyjímaném z mořicí lázně. Kuličky musí mít vysokou pevnost v tlaku, odolnost proti mechanickému poškození - rozdrcení a jejich výroba musí být ekonomicky vysoce efektivní.Another use of the plastic beads according to the invention is as a floating layer on the liquid surface. This creates a movable liquid cap which reduces evaporation of the liquid into the atmosphere and thus reduces the oxygen content in the boiling liquids. For example, in the boiling water, the oxygen content is reduced by up to 10 times, thereby reducing oxygen corrosion several times. The movable closure allows insertion or removal of various objects and free fluctuation of the liquid level. It is particularly useful in boiling water containers or pickling baths. Here again, balls of higher specific weight are preferred because they do not adhere to the objects removed from the liquid - for example, the sheet removed from the pickling bath. The balls must have high compressive strength, resistance to mechanical damage - crushing and their production must be economically highly efficient.

199 856199 856

Příkladné provedení náplně reaktorů podle vynálezu he schematicky zobrazeno na přiloženém vyobrazení, znázorňujícím řez kuličkou z plastu.An exemplary embodiment of a reactor charge according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing showing a cross section of a plastic ball.

Příklad 1Example 1

Náplň do reaktorů, tvořená z kuliček z plastu (obr.) je vyrobena z polypropylenu, kuličky mají průměr 7 mm.The reactor packing, made of plastic balls (fig.) Is made of polypropylene, the balls have a diameter of 7 mm.

Vnitřek 2 kuliček je tvořen pěnovým polypropylenem, povrchová vrstva J je z kompaktního polypropylenu. Měrná hmotnost kuliček je 0,65 g/ml. Povrchová vrstva J kompaktního polypropylenu je silná 0,3 až 1 mm.The interior of the 2 balls is made of foamed polypropylene, the surface layer J is of compact polypropylene. The specific gravity of the beads is 0.65 g / ml. The surface layer J of the compact polypropylene is 0.3 to 1 mm thick.

Příklad 2Example 2

Kuličky pro vodní pračky z polypropylenu mají průměr 30 mm. Vnitřek 2 kuliček je z pěnového plastu, povrchová vrstva J_ je z kompaktního polypropylenu. Měrná hmotnost kuliček je 0,4 g/ml. Povrchová vrstva J. kompaktního plastu je silná 0,2 až 1 mm.Polypropylene washer balls have a diameter of 30 mm. The interior 2 of the spheres is made of foam plastic, the surface layer 1 is made of compact polypropylene. The specific gravity of the beads is 0.4 g / ml. The surface layer 1 of the compact plastic is 0.2 to 1 mm thick.

Příklad 3Example 3

Kuličky pro kontaktní věže nebo reaktory s rotující vrstvou mají průměr 30 mm. Jsou zhotoveny z polypropylenu. Povrchová vrstva Ί. je silná 0,1 až 0,8 mm. Měrná hmotnost kuliček je 0,6 g/ml.Balls for contact towers or rotating-layer reactors have a diameter of 30 mm. They are made of polypropylene. Coating Ί. is 0.1 to 0.8 mm thick. The specific gravity of the beads is 0.6 g / ml.

Příklad 4Example 4

Kuličky pro plovoucí vrstvu na kapalině mají průměr 20 mm. Jsou zhotoveny z polypropylenu. Měrná hmotnost kuliček je 0,5 g/ml.The floating layer beads on the liquid have a diameter of 20 mm. They are made of polypropylene. The specific gravity of the beads is 0.5 g / ml.

Claims

object of the invention

The charge of plastic ball reactors, the inside of which is made of foam plastic and the surface layer is compact plastic and the degree of foaming of the plastic decreases continuously towards the surface layer of the ball, characterized in that the specific gravity of the balls is 0.33 g / cm · ⁵ to 0 85 g / cm \