RU190131U1

RU190131U1 - REACTOR FOR ELECTRIC IMPULSE TREATMENT

Info

Publication number: RU190131U1
Application number: RU2018143777U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Сергеевич Лыков; Евгений Петрович Яковенко
Original assignee: Дмитрий Сергеевич Лыков; Евгений Петрович Яковенко
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2019-06-21

Abstract

Известно устройство для обработки угля импульсными электрическими разрядами в присутствии органических растворителей. Корпус реактора представляет собой горизонтальную металлическую трубу. Горизонтальное расположение корпуса приводит к образованию газообразных прослоек в верхней зоне реактора. Эти прослойки демпфируют воздействие ударных волн. Металлический корпус вызывает трудности при монтаже проходных электроизоляторов.В предлагаемой полезной модели корпус выполнен из полимерного материала и располагается не горизонтально, а вертикально или наклонно, причем подача материала в обработку осуществляется через нижний конец корпуса, а отвод - через верхний.A device for treating coal with pulsed electrical discharges in the presence of organic solvents is known. The reactor vessel is a horizontal metal pipe. The horizontal position of the hull leads to the formation of gaseous interlayers in the upper zone of the reactor. These layers dampen the impact of shock waves. The metal case causes difficulties in mounting the bushing electrical insulators. In the proposed utility model, the body is made of a polymeric material and is located not horizontally but vertically or obliquely, with the material being fed into the processing through the lower end of the body and the outlet through the top.

Description

Полезная модель относится к устройствам для переработки угля путем его ожижения в органических растворителях под воздействием импульсных электрических разрядов. Это устройство может также применяться для обработки других материалов и с другими целями, например, для сверхтонкого помола минеральных (рудных и нерудных) материалов в водной суспензии.The utility model relates to a device for processing coal by liquefaction in organic solvents under the influence of pulsed electrical discharges. This device can also be used for processing other materials and for other purposes, for example, for ultrafine grinding of mineral (ore and non-metallic) materials in an aqueous suspension.

При разработке способов получения жидких углеводородных топлив из угля зачастую больше внимания уделяют режимам ведения процесса, то есть соотношению компонентов смеси, маркам угля, времени обработки, условиям (давление, температура) и проч. Так, например, авторы патента №2527944 предлагают использовать различные виды электрического высоковольтного разряда: разряд высокой частоты, разряд прямоугольной формы, разряд постоянного напряжения, биполярный разряд. Между тем, конструкция реактора (устройства, в котором, собственно, и осуществляется электроимпульсная обработка) имеет не меньшее значение, чем режимы ведения процесса.When developing methods for producing liquid hydrocarbon fuels from coal, often more attention is paid to process management modes, that is, the ratio of the mixture components, coal grades, processing time, conditions (pressure, temperature), and so on. For example, the authors of patent No. 2527944 propose to use various types of electrical high-voltage discharge: high-frequency discharge, rectangular-shaped discharge, constant-voltage discharge, bipolar discharge. Meanwhile, the design of the reactor (a device in which, in fact, electropulse treatment is carried out) has no less significance than the modes of conducting the process.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является реактор электроимпульсного измельчения, описанный авторами патента №2391381. Реактор состоит из горизонтальной металлической трубы, в которую через проходные изоляторы введены электроды для образования разрядных промежутков. Недостатками такой конструкции реактора являются сложность устройства проходных изоляторов и возможность образования в рабочем пространстве реактора газовых пузырей. Сложность устройства проходных изоляторов обусловлена тем, что конструкция изолятора должна обеспечивать одновременно возможность подачи высокого напряжения в зону разряда, изоляцию электродов от корпуса реактора (металлической трубы) и друг от друга и при этом обеспечивать герметичность пространства реактора.The closest to the proposed utility model to the technical nature and the achieved result is the reactor electropulse grinding, described by the authors of patent No. 2391381. The reactor consists of a horizontal metal pipe into which electrodes are introduced through bushing insulators to form discharge gaps. The disadvantages of this reactor design are the complexity of the device bushing insulators and the possibility of formation of gas bubbles in the working space of the reactor. The complexity of the device bushing insulators due to the fact that the design of the insulator must simultaneously provide the ability to supply high voltage to the discharge zone, isolation of the electrodes from the reactor vessel (metal pipe) and from each other and at the same time ensure the integrity of the reactor space.

Образование газовых пузырей возможно не только от присутствия воздуха в трубе перед заполнением реактора рабочей массой, но и от того, что в процессе переработки рабочей массы выделяются газообразные продукты. Химический анализ показал, что в составе газов, выделяющихся при электроимпульсной обработке угля в органических растворителях в присутствии воды, присутствуют водород, метан, монооксид углерода, диоксид углерода, азот и другие вещества. Эти продукты не конденсируются при условиях, которые реализованы в реакторе, и собираются в виде газовой прослойки (подушки) у верхней стенки реактора. Наличие в пространстве реактора газовой прослойки демпфирует (смягчает) воздействие ударных волн, возникающих при электрических высоковольтных разрядах.The formation of gas bubbles is possible not only from the presence of air in the pipe before filling the reactor with the working mass, but also from the fact that gaseous products are released during the processing of the working mass. Chemical analysis showed that the composition of gases released during the electropulse treatment of coal in organic solvents in the presence of water contains hydrogen, methane, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen and other substances. These products are not condensed under conditions that are implemented in the reactor, and are collected in the form of a gas layer (pillow) at the upper wall of the reactor. The presence in the space of the reactor gas layer dampens (softens) the impact of shock waves arising from electrical high-voltage discharges.

Указанные недостатки устраняются тем, что корпус реактора в виде трубы изготавливается из полимерного материала, причем эта труба располагается не горизонтально, а наклонно или вертикально, при этом подвод материала в реактор организуют через нижний конец реактора, а отвод продуктов - через верхний. Изготовление корпуса реактора в виде трубы из полимерного материала совершенно допустимо по условиям ведения процесса. Как отмечено в описании к патенту №2391381, в среднем по пространству реактора не возникает высоких давлений и температура в среднем по пространству реактора не достигает высоких значений. При этом полимерный материал является диэлектриком и выполняет функции изолятора, в том числе и для высоких напряжений. Введение электродов в пространство реактора не представляет проблем. Герметизация реактора обеспечивается тем, что держатель электрода изготавливается из такого же материала и при монтаже просто впаивается в стенку реактора (трубы).These drawbacks are eliminated by the fact that the reactor vessel in the form of a pipe is made of a polymeric material, and this pipe is located not horizontally, but obliquely or vertically, and the supply of material to the reactor is organized through the lower end of the reactor, and the removal of products through the upper one. Production of the reactor vessel in the form of a pipe from a polymeric material is completely permissible according to the conditions of the process. As noted in the description of patent No. 2391381, on the average in the space of the reactor, no high pressures occur and the temperature on the average in the space of the reactor does not reach high values. In this case, the polymer material is a dielectric and serves as an insulator, including for high voltages. The introduction of electrodes into the reactor space presents no problems. The sealing of the reactor is ensured by the fact that the electrode holder is made of the same material and is simply soldered into the wall of the reactor (pipe) during installation.

Негоризонтальное расположение реактора (трубы) приводит к тому, что газообразные продукты, образующиеся в зоне электроимпульсных разрядов, под воздействием архимедовой силы перемещаются к краю трубы, который расположен выше. Подвод материала к нижнему концу реактора, а отвод материала от верхнего конца обеспечивают постоянное удаление выделяющихся газообразных продуктов из реактора вместе с обработанным материалом и препятствуют накоплению этих продуктов и образованию пузырей (прослоек) в верхней зоне реактора (трубы).The non horizontal arrangement of the reactor (pipe) leads to the fact that gaseous products formed in the zone of electric pulse discharges, under the influence of Archimedean force, move to the edge of the pipe, which is located higher. Supply of material to the lower end of the reactor, and removal of material from the upper end ensures the continuous removal of gaseous products released from the reactor together with the treated material and prevent the accumulation of these products and the formation of bubbles (interlayers) in the upper zone of the reactor (pipe).

Таким образом, изготовление корпуса реактора из полимерного материала и расположение корпуса не горизонтально при условии подвода материала для обработки к нижнему концу реактора и отводе обработанного материала через верхний конец реактора обеспечивает устранение недостатков, присущих устройству, когда корпус реактора выполнен из металла (электропроводящего материала) и расположен горизонтально.Thus, fabricating the reactor vessel from a polymeric material and arranging the case non-horizontally, provided the processing material is supplied to the lower end of the reactor and the processed material is discharged through the upper end of the reactor, eliminates the drawbacks of the device when the reactor vessel is made of metal (electrically conductive material) and located horizontally.

Claims

The reactor for coal processing by liquefaction in organic solvents under the influence of pulsed electric discharges, consisting of a body in the form of a pipe and electrodes introduced into the reactor space, characterized in that the body is made of a polymeric material and is not horizontal, and the lower end of the reactor, and for removal of the processed material - the upper.