Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do rów¬ nomiernego rozprowadzania strumienia gazowego w przekroju poprzecznym cylindrycznych apara¬ tów o duzej srednicy, w szczególnosci reaktorach chemicznych dla reakcji egzotermicznych w fazie gazowej, np. w reaktorach do syntezy amoniaku lub metanolu, chlodzonych wtryskiem zimnego su¬ rowca.Sposród wielu, znanych sposobów chlodzenia re¬ aktorów, a jednym z najczesciej stosowanych, byl sposób polegajacy na podziale zloza katalizatora na kilka warstw (pólek) i na doprowadzeniu do¬ datkowych strumieni gazu swiezego, chlodzacego, w wydzielone przestrzenie miedzy pólkami.Chlodzenie glównego strumienia nastepuje przez zmieszanie go z poszczególnymi strumieniami gazu chlodnego w przestrzeni wolnej od katalizatora, w miejscach gdzie warstwy granicza ze soba.Dystrybutor gazu, czyli rozdzielacz sklada sie z rury lub zespolu rur z licznymi otworkami. Dzieki wolnym od katalizatora strefom mieszania i za¬ pewnieniu turbulencji przeplywu uzyskuje sie dosc dobre wymieszanie glównego strumienia gazu ze strumieniem chlodnego gazu swiezego.Obecna tendencja stosowania katalizatorów drobnoziarnistych 1,5—5 mm zamiast dotychczas stosowanego ziarna 6—12 mm jest w pelni uza¬ sadniona zwiekszona aktywnoscia katalizatora. Jed¬ nakze warunkiem koniecznym do wprowadzenia tej zmiany jest inne uksztaltowanie zloza. Ze wzgledu na wiekszy opór hydrauliczny kataliza¬ tora drobnoziarnistego, zloze musi byc krótkie w kierunku przeplywu gazu, a tym samym szerokie w kierunku poprzecznym. 5 Trudnosc spelnienia tego warunku, w omawia¬ nym wyzej reaktorze pionowym z pionowa droga gazu, zwiazana jest z potrzeba dobrego wymiesza¬ nia niewielkiej ilosci gazu chlodzacego z bardzo szerokim strumieniem gazu goracego. W zwiazku 10 z tendencja budowania reaktorów o duzych wy¬ dajnosciach, a tym samym powiekszania ich wy¬ miarów, coraz wazniejsze staje sie zagadnienie latwego usuwania katalizatora z wnetrza reakto¬ ra. 15 Ze znanych sposobów najlepszym okazalo sie wysypywanie katalizatora przez otwór w najniz¬ szym punkcie aparatu. Z tego wzgledu rezygnuje sie z klasycznych reaktorów pólkowych, na ko¬ rzysc reaktorów wypelnionych calkowicie katali¬ zo zatorem, gdzie granica miedzy jedna a druga „pól¬ ka" jest miejsce usytuowania urzadzenia rozpro¬ wadzajacego chlodzacy gaz wtryskowy.Rozdzielacze gazu zimnego umieszczone sa we¬ wnatrz zloza katalizatora i nie posiadaja wydzie- 25 lonych przestrzeni mieszania — co wiaze sie z przyjetym sposobem oprózniania aparatu z katali¬ zatora. Takie rozwiazanie dystrybucji gazu niesie ze soba ryzyko nierównomiernosci wymieszania gazu goracego z chlodzacym (nawet przy zacho- 30 waniu równomiernosci rozdzialu gazu we wszyst- 119 9923 kich otworkach rozdzielacza. Bedace przedmiotem wynalazku urzadzenie ma zapewnic lepsze niz przy zastosowaniu urzadzen znanych, wymieszanie wtry¬ sku gazu zimnego z gazem goracym przy zacho¬ waniu pionowego ukladu reaktora i pionowej dro¬ gi gazu goracego.Urzadzenie wedlug wynalazku stanowiace ruszt wtryskowy skladajacy sie z czterech segmentów (cwiartek) polaczonych osobno ze zródlem chlod¬ nego gazu swiezego, z których kazdy sklada sie z kolektora, rur laczacych i zeber dystrybucyjnych charakteryzuja sie tym, ze rury laczace kolejne zebra dystrybucyjne posiadaja rózna srednice wzglednie srednice jednakowa lecz zaopatrzone sa w zwezki o róznym module. Kazde zebro dystry¬ bucyjne sklada sie z perforowanej rury wewnetrz¬ nej o zmiennym przekroju, o ksztalcie owalnym oraz z otaczajacej ja jednostronnie od dolu perfo¬ rowanej rury zewnetrznej z otworami wylotowy¬ mi. Pomiedzy tymi rurami istnieje wolna prze¬ strzen. Kierunki wyplywu z otworków wylotowych sa poziome, przy czym otworki usytuowane sa w rowkach znajdujacych sie wzdluz zebra po jego obu stronach.Dla zapewnienia wyrównania cisnienia, rury we¬ wnetrzne najdluzszych zeber dystrybucyjnych za¬ silane sa gazem dodatkowo z przeciwleglego ko¬ lektora przy pomocy rury zasilajacej, w ksztalcie kompensatora lirowego.Stosujac urzadzenie wedlug wynalazku pokryc mozna dowolnie duzy przekrój poprzeczny reakto¬ ra siecia strumieni gazowych gazu chlodzacego z radialnym kierunkiem wyplywu z otworków. Za¬ pewnia ono przy tym równa wydajnosc strumieni gazowych wyplywajacych ze wszystkich otworków dystrybucyjnych rozdzielacza gazu chlodzacego.Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione zo¬ stalo w przykladzie wykonania na rysunku, na któ¬ rym na fig. 1 i 2 pokazano usytuowanie rusztu wtryskowego wewnatrz aparatu cylindrycznego w widoku z boku i z góry, na fig. 3 cwiartke rusztu w widoku z góry, na fig. 4 polówke rusztu w wi¬ doku z góry, na fig. 5 zebro dystrybucyjne z dwu¬ stronnym zasilaniem w widoku bocznym, a na fig. 6 dwa sasiednie zebra dystrybucyjne w prze¬ kroju poprzecznym.Urzadzenie do równomiernego rozdzialu gazu, zwane rusztem wtryskowym 1, sklada sie z czte¬ rech elementów („cwiartek") zasilanych wspólnie z kolektora zewnetrznego. „Cwiartka" rusztu skla¬ da sie z krócca zasilajacego 4, kolektora wewnetrz¬ nego 3, oraz czterech zeber dystrybucyjnych 2 róz¬ nej dlugosci polaczonych z kolektorem 3 rurami laczacymi 7. Dlugosc zeber dystrybucyjnych zmniejsza sie ze wzrostem odleglosci od osi pio¬ nowej reaktora.Zebro dystrybucyjne 2 jest elementem typu „ru¬ ra w rurze" skladajacym sie z dwóch czesci: rury wewnetrznej 5 o zmiennym, róznym dla kazdego zebra danej „cwiartki" przekroju poprzecznym zblizonym ksztaltem do owalnego, oraz z otacza¬ jacej ja jednostronnie od dolu, rury zewnetrznej 6.Srednica i podzialka otworów rury wewnetrznej 5 i zewnetrznej 6 róznia sie miedzy soba, ale sa stale na calej dlugosci zebra dystrybucyjnego. 992 4 Dla zabezpieczenia przed zatykaniem przez ziar¬ na katalizatora, otwory wylotowe 10 rury ze¬ wnetrznej 6 umieszczone sa po obu jej stronach w plaszczyznie poziomej, w wyfrezowanych wzdluz 5 zeber rowkach 11.W celu wyrównania cisnien statycznych w ru¬ rach wewnetrznych 5 rury laczace 7 posiadaja rózna srednice, dostosowana do róznych ilosci do¬ plywajacego do kazdego zebra gazu, lub alterna- 10 tywnie posiadaja jednakowa srednice z zabudo¬ wanymi na nich zwezkami (blendami) 8 ograni¬ czajacymi przeplyw i wyrównujacymi spadki cis¬ nien na doplywie gazu do zeber dystrybucyjnych 2. 15 Dodatkowe wyrównanie cisnien w rurach we¬ wnetrznych dla kazdego z powyzszych wariantów, uzyskac mozna przez polaczenie ich z kolektorem 3 „cwiartki" przeciwleglej, dodatkowymi rurami zasilajacymi 9, w ksztalcie kompensatorów liro- 20 wyeh. Rury wewnetrzne 5 zeber dystrybucyjnych 2 posiadaja rózny przekrój, proporcjonalny do ilosci gazu doplywajacego do danego zebra. Ksztalt rury wewnetrznej i zewnetrznej 6 oraz sposób ich polaczenia zapewniaja, ze przy zmianie ilosci (wy- 25 dajnosci) rozprowadzanego przez ruszt gazu, zmie¬ nia sie jedynie przekrój rury wewnetrznej, bez zmiany promienia (r i R) rury wewnetrznej i ze¬ wnetrznej oraz odleglosc miedzy zebrami 2. Spa¬ dek cisnienia na rurze wewnetrznej 5 kompenso- 30 wany jest przez otoczenie rury wewnetrznej rura zewnetrzna 6, w wyniku czego uzyskuje sie osio¬ wy przeplyw gazu wzdluz zebra w przestrzeni miedzy jedna a druga rura.Dwustopniowy wyplyw gazu z zebra dystrybu- 35 cyjnego 2 tj. przeplyw przez otworki rury we¬ wnetrznej 5 i zewnetrznej 6 zapewnia równomier¬ nosc wyplywu gazu do otoczenia na calej dlugosci zebra. Natomiast dzieki odpowiedniej konstrukcji rury laczacej 7 wedlug dwóch przedstawionych 40 wariantów, uzyskuje sie równomiernosc wyplywu gazu przez otworki dla wszystkich zeber dystrybu¬ cyjnych 2 danej „cwiartki".Rozwiazanie konstrukcyjne rusztu wtryskowego wedlug wynalazku znalezc moze zastosowanie do 45 równomiernego rozprowadzania gazu jak równiez i cieczy, w przekrojach poprzecznych cylindrycz¬ nych aparatów przeplywowych, w ukladach jedrio- i róznorodnych, a szczególnie w przemyslowych reaktorach chemicznych o duzych srednicach, z 50 miedzystopniowym wtryskiem zimnego surowca.Zastrzezenia patentowe 35 i. Urzadzenie do rozprowadzania gazu w cylin¬ drycznych aparatach przeplywowych, posiadajace ruszt wtryskowy, skladajacy sie z czterech se¬ gmentów (cwiartek) polaczonych osobno ze zró¬ dlem chlodnego gazu swiezego, z których kazdy 60 sklada sie z kolektora, rur laczacych i zeber dy¬ strybucyjnych, znamienne tym, ze rury (7) laczace kolejne zebra dystrybucyjne (2) posiadaja rózna srednice wzglednie srednice jednakowa lecz zao¬ patrzone sa w zwezki (8) o róznym module, nato- 65 miast kazde zebro dystrybucyjne (2) sklada sie5 119 992 6 z perforowanej rury wewnetrznej (5) o zmiennym przekroju, o ksztalcie owalnym oraz z otaczajacej ja jednostronnie od dolu perforowanej rury ze¬ wnetrznej (6) z otworkami wylotowymi (10) przy czym pomiedzy rurami (5) i (6) istnieje wolna przestrzen (12). 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze kierunki wyplywu z otworków wylotowych (10) sa poziome, przy czym otworki usytuowane sa w rowkach (11) znajdujacych sie wzdluz zebra (2) po jego obu stronach. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamien¬ ne tym, ze rury wewnetrzne (5) najdluzszych ze¬ ber dystrybucyjnych zasilane sa gazem dodatko¬ wo z przeciwleglego kolektora (3) przy pomocy rury zasilajacej (9). i_ 3 1 8 2 FI6.1 R&2 Z7 FIG.I* FIG.5119 992 ... *A FIG.S Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 105^83 Cena 100 zl PL