CS243184B1

CS243184B1 - Reactor with built-in heater

Info

Publication number: CS243184B1
Application number: CS846811A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Nozicka; Ladislav Behounek; Milan Cerveny
Original assignee: Zdenek Nozicka; Ladislav Behounek; Milan Cerveny
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS681184A1

Abstract

Vynález se týká reaktoru, který má v prostoru pro reakční nálož zabudovaný ohřívač. Podstata vynálezu spočívá v tom, že uvnitř nádoby jsou v místě pro reakční nálož soustředně umístěny vnitřní trubka a vnější trubka tak, že do prostoru mezi nimi na jednom konci zaslepenému zasahuje s vůlí soustředně umístěná zaslepená střední trubka, přičemž mezi střední trubkou a vnější trubkou je umístěn topný element vnější a ve vnitřní trubce je umístěn topný element vnitřní. Prostor mezi střední trubkou a vnitřní trubkou je opatřen spirálou. Vnější trubka je opatřena žebry. Reaktor podle vynálezu lze použít u vyvíječů řízených atmosfér a jiných reaktorů, kde reakce probíhala při uměle zvýšené teplotě.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a reactor having a space in it a heater for the reaction charge. The essence of the invention is that inside the vessel are in place for the reaction charge concentrically positioned inner tube and outer tube tube so that the space between them on one end blinded interferes with will concentrically a blinded center tube placed wherein between the intermediate tube and the outer tube the heating element is located outside and inside a heating element is placed in the inner tube internal. Space between center tube and the inner tube is provided with a spiral. External the tube is provided with ribs. The reactor of the invention can be used with generators controlled atmospheres and other reactors where the reaction proceeded at an artificially elevated temperature.

Description

Vynález se týká reaktoru, který má v prostoru pro reakční nálož zabudovaný ohřívač.The invention relates to a reactor having a heater in the reaction charge space.

Při řadě pochodů je třeba pro žádanou chemickou reakci nálože reaktorů ohřívat na požadovanou reakční teplotu. Příkladem může být konvertor používaný u některých druhů vyvíječů řízených atmosfér, který slouží ke snižování obsahu oxidu uhelnatého (CO) v řízené atmosféře. Principem je konverze oxidu uhelnatého (CO) z řízené atmosféry s vodní párou (H^O) na oxid uhličitý (COj) a vodík (Hj) za přítomností katalyzátoru. Reakce probíhá při uměle zvýšené teplotě. Katalyzátor je při tom umístěn v nádobě reaktoru. Ohřev potřebný k reakci je obvykle zajištován předřazeným ohřívačem, který zahřívá médium přiváděné do nádoby reaktoru.In many processes, it is necessary to heat the reactor charges to the desired reaction temperature for the desired chemical reaction. An example is the converter used in some types of controlled atmosphere generators to reduce the carbon monoxide (CO) content of the controlled atmosphere. The principle is the conversion of carbon monoxide (CO) from a controlled atmosphere with water vapor (H 2 O) to carbon dioxide (CO 3) and hydrogen (H 3) in the presence of a catalyst. The reaction proceeds at an artificially elevated temperature. The catalyst is placed in the reactor vessel. The heating required for the reaction is usually provided by a pre-heater that heats the medium supplied to the reactor vessel.

. Při tomto řešeni však dochází k tepelným ztrátám přes povrch ohřívače a spojovacího potrubí, a to i tehdy, jsou-li tepelně izolovány. Navíc samotný ohřívač s propojovacím potrubím zabírají určitý prostor. V některých případech bývají topné elementy zabudovány do reakčních náloží a to tak, že nálož ohřívají přímým stykem. V tomto případě je obtékání teplosměnné plochy topných elementů bez možnosti regulace rychlosti protékajícího média, což zhoršuje celkové podmínky ohřevu. Další nevýhodou je lokální přehřívání nálože v místě styku s topnými elementy.. However, in this solution, heat losses occur over the surface of the heater and the connecting pipe, even if they are thermally insulated. Moreover, the heater itself with the interconnecting pipeline takes up some space. In some cases, the heating elements are incorporated into the reaction charges by heating the charge by direct contact. In this case, the heat exchange surface of the heating elements is bypassed without the possibility of regulating the flow rate of the medium, which worsens the overall heating conditions. Another disadvantage is the local overheating of the charge at the point of contact with the heating elements.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje reaktor se zabudovaným ohřívačem podle vynálezu. Samotná reakční nádoba sestává z pláště, dna a víka.The above disadvantages are overcome by the reactor with the built-in heater according to the invention. The reaction vessel itself consists of a shell, a bottom and a lid.

Podstata tohoto reaktoru spočívá v tom, že uvnitř nádoby jsou v místě pro reakční nálož soustředně umístěny vnitřní trubka a vnější trubka. Prostor jhezi nimi je na jednom konci zaslepen. Do tohoto prostoru zasahuje s vůlí soustředně umístěná zaslepená střední trubka.The essence of this reactor is that the inner tube and the outer tube are concentrically located at the reaction charge site inside the vessel. The space between them is blinded at one end. A blindly centered central pipe is inserted into this space with play.

Mezí střední trubkou a vnější trubkou je umístěn topný element vnější a ve vnitřní trubce je umístěn topný element vnitřní. Prostor mezi střední trubkou a vnitřní trubkou je opatřen spirálou, která prodlužuje dráhu protékajícímu médiu. Vnější trubka má žebra pro zvětšení svého vnějšího povrchu.Between the central tube and the outer tube there is an outer heating element and in the inner tube there is an inner heating element. The space between the central tube and the inner tube is provided with a spiral which extends the path through the medium. The outer tube has ribs to enlarge its outer surface.

Použitím reaktoru podle vynálezu se docílí menších tepelných ztrát i zlepšení přestupu tepla volbou optimální rychlosti média obtékajícího topné elementy a spirálu. Další výhodou je použití teplosměnné plochy spirálového průchodu k ohřevu média a umístění topného elementu vnějšího za topný element vnitřní. K výhodám patří i tepelné působení vnější trubky se žebry na reakční nálož, snadný přístup ke všem částem reaktoru a v porovnání se samostatným ohřívačem i menší velikost zařízení.By using the reactor according to the invention, less heat loss and improved heat transfer are achieved by selecting the optimum velocity of the medium bypassing the heating elements and the spiral. Another advantage is the use of the heat exchange surface of the spiral passage to heat the medium and position the outer heating element behind the inner heating element. Advantages also include the thermal effect of the external ribbed tube on the reaction charge, easy access to all parts of the reactor and, compared to a separate heater, a smaller plant size.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad reaktoru se zabudovaným ohřívačem. Jedná se o konverzní stupeň u vyvíječe řízené atmosféry pro konverzi oxidu uhelnatého (CO). Reaktor sestává z pláště g dna 2 a víka g. Reakční nálož 5 je umístěna na roštu g. Řízená atmosféra vstupuje do reaktoru přes vnitřní trubku 6, kde se nejprve předehřívá na topném elementu vnitřním 10. Potom proudí spirálou 11 do prostoru topného elementu vnějšího g, kde se dále ohřívá až na požadovanou teplotu. Průtok popsanými díly je veden optimální rychlostí. Reakčni nálož g je ohřívána na reakční teplotu protékající řízenou atmosférou při současném tepelném působení vnější trubky g se žebry gg. Po reakci na náloži g je řízená atmosféra odváděna z prostoru pod roštem g.The attached drawing shows an example of a reactor with a built-in heater. It is the conversion stage of a controlled atmosphere generator for the conversion of carbon monoxide (CO). The reactor consists of the jacket g of the bottom 2 and the lid g. The reaction charge 5 is placed on the grate g. , where it is further heated up to the desired temperature. The flow through the parts described is guided at the optimum speed. The reaction charge g is heated to the reaction temperature flowing through the controlled atmosphere under the simultaneous thermal action of the outer tube g with the fins gg. After the reaction to the charge g, the controlled atmosphere is removed from the space under the grate g.

Na vyobrazeném přikladu je znázorněno jedno z konstrukčních řešení reaktoru podle vynálezu. Možné je však i jiné uspořádáni jednotlivých dílů, např. jiné umístění vstupu a výstupu média, míst rozebíratelnosti a situování ohřívače vůči nádobě reaktoru. Vedlejší a pomocné prvky zařízení jako tepelná izolace, přístroje pro regulaci teploty a procházejícího média apod. nejsou ve vyobrazeném příkladu znázorněny.One example of a reactor design according to the invention is illustrated. However, it is also possible for the individual components to be arranged differently, for example a different location of the inlet and outlet of the medium, the dismantling points and the location of the heater relative to the reactor vessel. Secondary and auxiliary elements of the device such as thermal insulation, temperature and flow control devices etc. are not shown in the example shown.

Médium přiváděné do reaktoru podle vynálezu proudí nejprve přes topný element vnitřní, potom přes teplosměnnou plochu spirály a nakonec přes topný element vnější. Odtud je vedeno do reakční nálože, kterou ohřívá. Ohřev nálože je zvětšován tepelným působením vnější trubky opatřené žebry.The medium supplied to the reactor according to the invention flows first through the inner heating element, then through the heat exchange surface of the spiral and finally through the outer heating element. From there it is led to the reaction charge, which it heats. Charge heating is increased by the thermal action of the ribbed outer tube.

Reaktor podle vynálezu lze použít u vyvíječů řízených atmosfér a jiných reaktorů, kde reakce probíhá při uměle zvýšené teplotě.The reactor according to the invention can be used in controlled atmosphere generators and other reactors where the reaction takes place at an artificially elevated temperature.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A reactor with a built-in heater, the vessel of which consists of a shell, a bottom and a lid, characterized in that an inner tube (6) and an outer tube (7) are concentrically disposed within the vessel inside the vessel for reaction charge (5). between them, at one end of the blind end, a blinded central pipe (8) is provided with a clearance, the outer heating element (9) being located between the central pipe (8) and the outer pipe (7) and the inner heating element (6) element (10).

Reactor according to Claim 1, characterized in that the space between the central tube (8) and the inner tube (6) is provided with a spiral (11).

Reactor according to Claim 1, characterized in that the outer tube (7) is provided with fins (12).