RU5737U1 - Аппарат для проведения гетерогенных химических реакций - Google Patents

Abstract

1. Аппарат для проведения гетерогенных химических реакций при нормальном или избыточном давлении реакционного газа, включающий герметичный кожух, внутри которого установлен транспортер с разгрузочным и загрузочным устройствами, а также ворошитель, отличающийся тем, что транспортер выполнен в виде вертикального ковшового элеватора с верхней разгрузочной и нижней загрузочной головками, связанными между собой по меньшей мере двумя изогнутыми трубами с теплообменными рубашками, и с дискретно расположенными подводящими газовыми форсунками и отводящими патрубками с козырьками и соединенными с кожухом, при этом в верхней части трубы размещен загрузочный патрубок, в разгрузочной головке установлен газоотводящий патрубок с фильтром, а в нижней части загрузочной головки расположен выгрузной патрубок с запорным вентилем, ворошитель установлен в нижнем колене изогнутой трубы, а в местах соединения трубы с элеватором расположены приемный лоток сверху и шибер снизу.2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что каждая из изогнутых труб наклонена к горизонту на угол, превышающий угол естественного откоса твердой фазы не менее, чем в 1,5 раза.

Description

АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ ШШЧЕСКЖ РЕАКЦИЙ

Полезная модель Аппарат для проведения гетерогенных химических реакций относится к области аппаратурного оформления прочееоов металлургической и химической промышленности и может быть использована при синтезе металлоорганичеоких соединений, например карбонилев железа или никеля, из твердых металлооодержащих полупродуктов

Известен Способ физико-химического обмена между твердой и газовой фазами и устройство для осуществления способа по заявке Великобритании № 1447687, 1976. Устройство представляет собой наклонный вращающийся бункер о перегородками в который сверху подают твердый материал а снизу - посредством форсунок реакционный газ. Недостатком этого устройства является невозможность создания уплотнения между бункером и форсунками, что не позволяет его использовать при работе с взрывоопасными веществами, особенно при избыточном давлении.

Известен Аппарат для проведения реакции между газом и порошкообразным материалом по заявке Франции № 2258895, 1975 г. Аппарат представляет собой непрерывно вибрирующий транспортер, окруженный газонепроницаемым кожухом. Порошок непрерывно подается сверху и выгружается снизу из аппарата.

Недостатком является низкая производительность в связи с незначительной площадью контакта между газом и твердой фазой, так как газ обтекает порошок только вдоль стенок кожуха.

МКИ5 BOI J 4/00

Наиболее близким является Аппарат для перемешивания и проведения реакции при нормальном или избыточном давлении реакционного заявке Японии 51-40029. 1976 г

Аппарат включает герметичный кожух, внутри которого установлено транспортирующее устройство в виде винтовой трубы, разгрузочное нижнее устройство в виде шнека, задающее перемещение твердой фазы сверху вниз, загрузочное устройство, а также ворошитель

Недостатком прототипа является низкая производительность, так как реакция заканчивается при одном проходе твердой фазы через аппарат. Яри невторяом цикле твердая фаза после выгрузки должна подниматься наверх транспортирующим устройством на новую загрузку аппарата.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том что аппарат для проведения гетерогенных химических реакций при нормальном или избыточном давлении реакционного газа включаед герметичный кожух, внутри которого установлен транспортер о разгрузочным и загрузочными устройствами, а также ворошитель, ори атом транспортер выполнен в виде вертикального ковшового элеватора с верхней

разгрузечяой и нижней загрузочной головками, связанными между соизогнутши бой до меньшей мере двумя трубами с теядообмеиншш рубашками и с

дискретно расположенными подводящими газовыми форсунками и отводя щими патрубками о козырьками, соединенными в кожухом, при этом в верхней части трубы размещен загрузочный патрубок, в разгрузочной головке установлен газоотводящий патрубок о фильтром, а в нижней части загрузочной головки расположен выгрузной патрубок о задорным вентилем ворошитель установлен в нижнем колене изогнутой трубы а в местах соединения трубы с элеватором расположены приемный лоток вверху и шибер внизу Каждая из изогнутых частей труб наклонена к горизонту на угол, превышающий угол естественного откоса твердой гЬазы не меньпт- чям -п т я -паоо

Конструктивное выполнение заявлявши полезной модели связано с тем, что выполнение транспортера в виде вертикального ковшового элеватора дозволяет многократно перемещать твердый реакционный материал через реакционную зону, образуемую изогнутыми трубами. Та кая форма каждой из труб дозволяет увеличить количество твердого материала, подвергаемого действию реакционного газа и задать направление его движению под действием силы тяжести.

Система труб вместе с элеватором образуют единую замкнутую герметичную систему, рассчитанную на атмосферное или избыточное давление

При величине угла наклона нижнего колена труби меньшей, чем 1,5 угла естесственного отжоеа материала, будет происходить замедление его движения, что снизит производительность аппарата.

Ворошитель в нижнем колене трубы исключает возможность зависания материала в трубном пространстве. Выполнение труб с теддообменншш рубашками дозволяет поддерживать оптимальный температурный режим в реакционном пространстве в зависимости от материала. Дискретное расположение подводящих газовых форсунок увеличивает поверхность контакта газ-твердое

Для исключения забивания внешней циркуляционной системы мелкими фракциями твердого материала, образующимися в результате реакции и выноса непрореагировавшего материала из аппарата, что снизит его производительность, выполнены патрубки, соединяюще трубы с кожухом элеватора За счет падения скорости газа в кожухе элеватора происходит отделение от него захватываемой твердой Фракции. Козырьки позволяют отжать поток двигающегося твердого материала от датрубксв и предотвращают их забивание.

Фильтр газоотводящего патрубка разгрузочной головки элеватора дополнительно очищает газовый поток от твердых частиц.

Шибер регулирует скорость циркуляции потока твердого реакционного материала а приемный лоток предохраняет забивание элеватора твердыми частицами

Заявляемая конструкция аппарата позволяет ускорить протекание реакции за счет интенсивного тепло и массообмена, обеспечиваемого наличием замкнутой циркуляционной системы что позволит повысить его производительность примерно в 2 раза.

Полезная модель Аппарат для проведения гетерогенных химических реакций поясняется чертежом где на фиг Л изображен общий вид в разрезе а на фиг 2 вид сбоку.

Аппарат включает герметичный кожух I, внутри которого встроен вертикальный ковшовый элеватор 2 с верхней разгрузочной 3 и нижней загрузочной 4 головками Головки 3 и 4 соединены между собой двумя изогнутыми трубами 5, По всей длине изогнутых труб дискретно уста новлеш подводящие газовые форсунки 6 с внешней стороны и отводящие патрубки 7, Патрубки 7 защищены козырьками 8 и соединены с кожухом I В верхней части трубы 5 врезан загрузочный патрубок 9. В головке 3 элеватора 2 установлен газоотводящий патрубок 10 с фильтром II а в нижней части головки 4 расположен выгрузной патрубок 12 с запорным вентилем 13,

Трубы 5 защищены теллообмеяными рубашками 14 в них также встроены термопары 15 по всей длине а в нижнем колене размещен ворошитель 16 о приводом 17. В местах соединения труб 5 о элеватором 2 установлены приемный лоток 18 сверху и шибер 19 снизу

тает следующим образом.

Пример I Работа аппарата еря нормальном давлении осуществлялась, например, с порошком активной восстановленной закиси никеля. В качестве реакционного газа использовался мояоокоид углерода.

Через загрузочннй патрубок 9 твердый дисперсный материал постудал до трубам 5 в загрузочную головку 4 элеватора 2 приведенного в движение. Контроль направления осуществлялся приемным лотком 18 Ковш элеватора подхватывали материал и транспортировали его наверх. Загрузка аппарата заканчивалась после полного заполнения труб твердой (Тазой. которая непрерывно двигалась по замкнутой системе элеватор-труба. Скорость циркуляции задавалась шибером 17 регулирующим уровень заполнения ковшей элеватора. Через подводящие гае форсунки 6 поступал реакционный газ и проходил через ДВИЖУЩИЕСЯ слой твердого материала. Продукт реакции вместе с отходящим газом поступал в отводящие патрубки 7, соединенные с кожухом I. Линейная скорость газа уменьшалась в кожуле элеватора и основная чаоть выносимой мелкой твердой фракции оседала в головке 4, где она подхватывалась ковшами и вновь возвращалась на реакцию. Оставшаяся в газовом потоке пыль задерживалась фильтром II патрубка 10.

В случае зависания материала в нижних коленах труд включались ворошителя 16.

Контроль за степенью протекания реакции осуществлялся по химическому анализу отходящего через патрубок 10 газа.

Работа аппарата при избыточном давлении осуществлялась например с железными окатышами. В качестве реакционного газа также использовался монооксид углерода.

Продуктом реакции явился дентакарбояил железа. Максимальное увеличение производительности составило 60$ до сравнению с синтезом в неподвижном слое до прототипу.

Предлагаемая конструкция аппарата обеспечила существенное увеличение в 2 раза производительности за счет интенсивного тепло я масоообмвна с исключением ручного труда в операциях

загрузки и разгрузки

Claims (2)

1. Аппарат для проведения гетерогенных химических реакций при нормальном или избыточном давлении реакционного газа, включающий герметичный кожух, внутри которого установлен транспортер с разгрузочным и загрузочным устройствами, а также ворошитель, отличающийся тем, что транспортер выполнен в виде вертикального ковшового элеватора с верхней разгрузочной и нижней загрузочной головками, связанными между собой по меньшей мере двумя изогнутыми трубами с теплообменными рубашками, и с дискретно расположенными подводящими газовыми форсунками и отводящими патрубками с козырьками и соединенными с кожухом, при этом в верхней части трубы размещен загрузочный патрубок, в разгрузочной головке установлен газоотводящий патрубок с фильтром, а в нижней части загрузочной головки расположен выгрузной патрубок с запорным вентилем, ворошитель установлен в нижнем колене изогнутой трубы, а в местах соединения трубы с элеватором расположены приемный лоток сверху и шибер снизу.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что каждая из изогнутых труб наклонена к горизонту на угол, превышающий угол естественного откоса твердой фазы не менее, чем в 1,5 раза.