DE2724751C2

DE2724751C2 - Gasverteiler für Druckreaktoren

Info

Publication number: DE2724751C2
Application number: DE2724751A
Authority: DE
Inventors: Harold Edward Norton Stockton Cleveland Haigh; Dietrich Adolf Newcastle on Tyne Hofmann
Original assignee: Tioxide Group Ltd
Current assignee: Tioxide Group Ltd
Priority date: 1976-06-02
Filing date: 1977-06-01
Publication date: 1985-05-02
Also published as: CA1088278A; JPS52147321A; AU504950B2; AU2539877A; ES462997A1; US4083538A; JPS5819331B2; BE855339A; FR2353459B1; FR2353459A1; ZA773112B; NL7705068A; GB1516940A; ES459318A1; DE2724751A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasverteiler für Druckreaktoren.

Aus US-PS 32 15 508 ist ein Gasverteiler für Druckreaktoren bekannt, der aus zwei flachen Scheiben besteht, die parallel im Abstand voneinander angeordnet sind und aus einer Stützeinrichtung, die an jeder der Scheiben befestigt ist. Die erste flache Scheibe ist mit Öffnungen versehen, die mit einem Gasverteilerrohr in Verbindung stehen. Die zweite Scheibe besitzt eine zentrale Öffnung zum Einführen des Gases. Eine derartige Vorrichtung hat nicht genügend Festigkeit, um keramisches Material verwenden zu können. Sie kann Ausdehnungen und Kontraktionen, die durch Erhitzen und Kühlen entstehen, nicht aufnehmen. Darüber hinaus hat sie nicht genügend Festigkeit, um von dem Reaktionsgefäß abgezogen zu werden, ohne Schaden zu nehmen.

Demgegenüber war es Aufgabe der Erfindung, einen Gasverteiler für Druckreaktoren zu schaffen, der eine größere Festigkeit besitzt.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Gasverteiler für Druckreaktoren, insbesondere einem Reaktor zum Chlorieren eines titanhaltigen Erzes, bestehend aus einer ersten und einer zweiten flachen Scheibe, die parallel im Abstand voneinander angeordnet sind, sowie aus einer peripheren, zylindrischen Stützeinrichtung, die an jeder der Scheiben befestigt ist, wobei die erste flache Scheibe eine Mehrzahl von öffnungen aufweist und jede Öffnung mit einem Gasverteilerrohr in Verbindung steht, und die zweite flache Scheibe mindestens eine zentrale öffnung zum Einführen des Gases besitzt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß ein innerer zylindrischer Abstandshalter (5) mil öffnungen (6) vorgesehen ist, der koaxial zur peripheren Stützeinrichtung (3) angeordnet und an jeder der Scheiben (1, 2) befestigt ist, und daß eine Mehrzahl von Stegen (8) zwischen den Scheiben (1,2) vorhanden ist, die sich radial vom inneren Abstandshalter (5) ausgehend bis hin zu den peripheren Stützeinrichtungen (3) erstrecken und an den Scheiben (1, 2), dem Abstandshalter (5) und der Stützeinrichtung (3) befestigt sind.

Der erfindungsgemäße Gasverteiler ist besonders geeignet für einen Reaktor, der für die Chlorierung von titanhaltigen Erzen geeignet ist, der einen unteren Abschnitt umfaßt, welcher die Vielzahl von Gasverteilerröhrchen aufweist, die von einem eingefüllten Material umgeben sind. Durch die zentrale Öffnung in der zweiten Scheibe wird Chlorgas in den Bereich zwischen den beiden flachen Scheiben zugeführL

Wie bereits angegeben, ist der Gasverteiler besonders gut geeignet als Unterseite eines Reaktors, in dem chemische Reaktionen unter Druck durchgeführt werden, wie die Chlorierung eines festen, teilchenförmigen, titanhaltigen Erzes, das unter der Einwirkung der Strömung eines aufwirbelnden und reaktiven Gases, wie Chlor, das über die Vielzahl von Röhren oder Gasverteilerröhrchen in den Reaktor eingeführt wird, in Form einer Wirbelschicht oder einer fluiden Suspension vorliegt. Die Unterseite des Reaktors ermöglicht die Anordnung solcher Gasverteilerröhrchen, während die in dem Behälter zwisch-vn den beiden flachen Scheiben vorgesehenen radialen Stege oder Rippen eine Festigkeit verleihen, selbst wenn die erste flache Scheibe unter der Einwirkung des Chlorgases einer wesentlichen Korrosion unterliegt.

Der erfindungsgemäße Gasverteiler umfaßt im wesentlichen zwei parallel im Abstand zueinander angeordnete, flache Scheiben aus Metall, wie Stahl, zwischen denen koaxial ein innerer, perforierter, zylindrischer Abstandshalter angeordnet ist, der mit jeder der beiden Scheiben verbunden ist. An der Peripherie einer jeden Scheibe ist eine periphere, zylindrische Stützeinrichtung vorgesehen, mit der die Scheiben e!"!e behälterartige Einrichtung bilden. Vorzugsweise erstreckt sich die periphere, zylindrische Stützeinrichtung unter Bildung eines Flansches nach außen, über den die Verschlußeinrichtung mit dem Reaktorgefäß verbunden werden kann, mit dem zusammen sie verwendet werden soll.

Von dem inneren Abstandshalter erstreckt sich eine Vielzahl von Rippen oder Stegen radial nach außen zu der peripheren Stützeinrichtung. Die Rippen oder Stege sind an der Stützeinrichtung und an der inneren Oberfläche einer jeden flachen Scheibe befestigt. Die Anzahl Jer Stege oder Rippen hängt von der Größe der flachen Scheibe und auch von dem angestrebten Maß der Ver-Stärkung ab. Im allgemeinen ist die Anzahl der Stege oder Rippen jedoch so groß, daß der sich durch die Projektion von benachbarten Rippen oder Stegen im Mittelpunkt einer jeden Scheibe bildende Winkel 10° bis 60° beträgt. Die zwischen den Scheiben gebildete Kammer wirkt als Gasverteilungskammer.

Die erste flache Scheibe weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, durch die ein gasförmiges Medium strömen kann. Diese öffnungen stehen mit den Gasverteilerröhren in Verbindung. Normalerweise ist die Scheibe mit Justierröhren versehen, um die Gasverteilerröhre in bezug auf die entsprechenden öffnungen auszurichten.

Die zweite Scheibe besitzt eine Öffnung, über die ein Gas in den Bereich zwischen den beiden Scheiben eingeführt werden kann, wobei diese öffnung im allgemei-

b5 nen zentral oder mittig angeordnet und mit Einrichtungen versehen ist, über die eine Gashauptleitung angeschlossen werden kann. Im allgemeinen können in der zweiten Scheibe Öffnungen vorgesehen sein, über die

Thermometer in entsprechende vertiefte Bereiche der ersten flachen Scheibe eingebracht werden können, mit welchen Thermometern die Temperatur der ersten flachen Scheibe im Bereich der Gasverteilerröhrchen gemessen werden kann. Vorzugsweise sind die Thermometer derart angeordnet, daß sich jedes Thermometer in der Nähe von drei verschiedenen Gasverteilerröhrchen befindet, wodurch es gelingt, ungewöhnliche Temperaturanstiege festzustellen.

Im folgenden sei eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasverteiiers unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf den Gasverteiler,

F i g. 2 eine Schnittansicht durch den Gasverteiler,

Fig.3 eine Schnittansicht eines montierten Gasverteilerrohrs and

F i g. 4 eine Schnittansicht eines Rohrs zur Aufnahme eines Thermometers.

Wie aus den F i g. 1 und 2 zu ersehen ist. umfaßt der Gasverteiler eine erste flache Scheibe 1 und eine zweiu flache Scheibe 2, die an einer peripheren, zylindrischen Stützeinrichtung 3 befestigt sind. Die zylindrische Stützeinrichtung 3 erstreckt sich über die Scheibe 2 hinaus und besitzt einen Flansch 4, mit dem der Gasverteiler an dem Körper eines (nicht dargestellten) Reaktors befestigt werden kann. Der innere zylindrische Abstandshalter 5 ist mit jeder der Scheiben 1 und 2 verbunden und weisi eine Anzahl von Öffnungen 6 auf, über die ein Gas aus der zentral angeordneten Gaszuführungsöffnung 7 in der zweiten Scheibe 2 in den Bereich zwischen den beiden Scheiben 1 und 2 eintreten kann. Von dem inneren Abstandshalter 5 bis zu der äußeren Stützeinrichtung 3 erstrecken sich in gleichem Abstand voneinander Rippen oder Stege 8. Die Rippen oder Stege sind an der inneren Oberfläche der Scheiben 1 und 2, an der Stützeinrichtung 3 und an dem Abstandshalter 5 befestigt.

Die erste Scheibe 1 besitzt eine Vielzahl von Öffnungen 9, deren / nordnung aus der Fig. 1 zu ersehen ist und die mit der Anordnung der Gasverteilerröhren 10 übereinstimmt.

Von der oberen Oberfläche der Scheibe 1 erstreckt sich nach oben eine periphere Schürze 11, die bei der Benutzung der Einrichtung das eingefüllte keramische Material 12 abstützt, das die Gasvertei'srröhren 10 umgibt.

Die Scheibe 2 ist zusätzlich mit einer Anzahl von Öffnungen 13 versehen, in denen ein Thermometereinführungsrohr 14 angeordnet ist, wobei die Scheibe 1 eine entsprechende Vertiefung 15 aufweist, in die das obere Ende des Thermometcreinführungsrohrs 14 eingeführt ist Die Verteilung der Vertiefungen und demzufolge der Thermometer über die erste Scheibe 1 ist mit der Bezugsziffer 16 in der Fig. 1 dargestellt. Es ist zu ersehen, daß jedes Thermometer in der Nähe von drei Gasverteilerröhren 10 angeordnet ist.

Die zweite Scheibe 2 ist mit Ablaßeinrichtungen 17 ausgerüstet, die normalerweise bei der Verwendung der Verschlußeinrichtung verschlossen sind, die jedoch das Ablassen von irgendwelchen Flüssigkeiten ermöglichen, bo die sich in der Kammer zwischen den beiden Scheiben 1 und 2 angesammelt haben können.

Das Gasverteilerrohr 10 ist genauer in der Fig. 3 wiedergegeben. Das Gasverteilerrohr 10 besteht aus einem keramischen Material und besitzt in der Miitc ei- b^r> nen spiralförmigen Durchgang 18. Das Gasverteilerrohr 10 ist in einem Montagerohr 19 für das Gasvertcilcrrohr angeordnet, das an der oberen Oberfläche der Scheibe 1 befestigt ist. Die Unterseite des Gasverteilerrohrs 10 ist auf einer Reihe von Lochscheiben 20, 21, 22 und 23 aufgesetzt. Die versetzten Öffnungen verhindern ein unerwünschtes Austreten der Teilchen der Wirbelschicht über das Rohr in die Gasverteilerkammer für den Fall, daß sich ein Fehler des Gasverteilerrohrs ergibt.

Die besondere Ausgestaltung des Rohrs 14 zur Einführung des Thermometers ist in der F i g. 4 dargestellt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasverteiler für Druckreaktoren, insbesondere einem Reaktor zum Chlorieren eines titanhaltigen Erzes, bestehend aus einer ersten und einer zweiten flachen Scheibe, die parallel im Abstand voneinander angeordnet sind, sowie aus einer peripheren, zylindrischen Stützeinrichtung, die an jeder der Scheiben befestigt ist, wobei die erste flache Scheibe eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist und jede Öffnung mit einem Gasverteilerrohr in Verbindung steht, und die zweite flache Scheibe mindestens eine zentrale Öffnung zum Einführen des Gases besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer zylindrischer Abstandshalter (5) mit Öffnungen (6) vorgesehen ist, der koaxial zur peripheren Stützeinrbhtung (3) angeordnet und an jeder der Scheiben (1,2) befestigt ist, i/nd daß eine Mehrzahl von Stegen (8) zwischen den Scheiben (1, 2) vorhanden ist, die sich radial vom inneren Abstandshalter (5) ausgehend bis hin zu den peripheren Stützeinrichtungen (3) erstrecken und an den Scheiben (1, 2), dem Abstandshalter (5) und der Stützeinrichtung (3) befestigt sind.

2. Gasverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Stege (8) so groß ist, daß der durch die Projektion von benachbarten Stegen gebildete Winkel in der Mitte jeder Scheibe (1, 2) 10° bis 60° beträgt.