SU818641A1 - Реактор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области химического машиностроени , в частности к аппаратам дл  проведени  гетерогенных технологических процессов во взвешенном и кип ш,ем сло х, и может быть использовано в технологии регенерации  дерного топлива .

. Известен реактор дл  проведени  процессов в кип ш,ем слое ферромагнитных частиц во вращающемс  электромагнитном поле, содержащий корпус с нагревательным элементом, расположенным снаружи, статор дл  возбуждени  вращающегос  электромагнитного пол , слой ферромагнитных частиц, патрубки дл  загрузки и выгрузки реагентов.

Этот реактор не может быть использован дл  проведени  непрерывных технологических процессов, если скорости процесса невелики и выход продуктов за врем  прохода реакционной смеси через кип щий слой составл ет малую долю от исходных веществ . При периодической работе реактора в нем не решен вопрос разгрузки, особенно, если продукты представл ют собой мелкодисперсные порошки.

Известен реактор дл  осуществлени  процессов во взвешенном слое, содержащий корпус с теплообменной рубашкой, внутри которого помещена центральна  циркул ционна  труба с укрепленным в ней перемешивающим устройством 1.

Однако реактор подобного типа не может быть использован, если в качестве рабочей смеси используют пыле-газовую смесь при давлени х, близких к нормальному атмосферному , или при работе под разрежением. В этом реакторе не может быть осуществлено разделение конечных продуктов от

начальных, если те и другие твердые вещества наход тс  в виде мелкодисперсной пыли в газовой фазе. Кроме того, в реакторе отсутствует приспособление дл  разгрузки его от порошкообразных веществ без использовани  дополнительных количеств (к наход щемус  в реакторе) жидкости или газа.

Целью изобретени   вл етс  создание реактора, позвол ющего проводить технологические процессы в пыле-газовой смеси при давлени х, близких к нормальному атмосферному , избыточном и при разрежении, т. е. при давлени х, например от +1 кг/см до -1 кг/см в циркул ционном режиме

внутри аппарата во взвешенном и кип щем сло х, раздел ть при работе в непрерывном режиме твердые конечные продукты от начальных твердых продуктов, обеспечение возможности саморазгрузки порошкообразных веществ из реактора в контейнер без

дополнительных разгружающих устройств и дополнительного количества (к имеющемус  в реакторе) газа, интенсифицировать технологический процесс, а также повысить эффективность использовани  подводимой к реактору энергии.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в качестве побудител  замкнутого внутри аппарата пыле-газового потока используют колесо центробежного компрессора, которое также позвол ет произвести выгрузку порошкообразного вещества из реактора, кспользуют центробежный классификатор, который дает возможность отделить мелкодисперсную фазу конечного продукта . от мелкодисперсной фазы исходного вещества, так как размеры частиц конечного продукта могут быть сколь угодно малыми, а дл  частиц исходного вещества существует критический размер, меньше которого они быть не могут в общей пыле-газовой смеси. На уровне колеса центробежного компрессора по касательной к нему располагают разгрузочный патрубок с шибером и разъемом дл  подсоединени  контейнера, куда выгружают порошкообразные продукты из реакторов при открытом шибере и вращении колеса центробел ного компрессора, циркул ционна  труба выполнена в виде полого тела вращени , в котором располагают возбудитель вращающегос  электромагнитного пол  внутри аппарата и которым раздел ют в пространстве реактора взвешенный слой и кип щий, при этом взвешенный слой, создаваемый потоком газа, функционирует в центральной части реактора по его оси, а кип щий слой - во внешней кольцевой части. Такое разделение позвол ет загружать в реактор продукты без предварительного измельчени , которое требуетс  дл  проведени  реакций в кип щем слое. Кроме этого, полое тело вращени  позвол ет подвести теплоноситель внутрь реактора и использовать тепло, выдел емое в обмотках возбудител , если катушки возбудител  выполнены в термостойкой изол ции, при необходимости охлаждени  реакционных зон одновременно охлаждаютс  и обмотки возбудител . Все это позвол ет реактор сделать более компактным . Отборный патрубок располагают так, что отбор пыле-газового потока происходит от оси колеса центробежного классификатора , загрузочный патрубок располагают так, что загружаемые твердые продукты ввод т в зону взвешенного сло , в верхней части внутренней циркул ционной зоны располагают решетку, предохран ющую колесо центробел ного компрессора от попадани  на него крупных частиц загружаемых продуктов, проточную часть реактора (путь циркул ционного потока). Число оборотов колеса побудител  выбирают из услови  создани  взвешенного сло  загружаемых продуктов, при этом может быть

использован направл ющий аппарат, преобразующий энергию вращени  газового потока после колеса центробежного компрессора в статический напор, дл  удержаПИЯ ферромагнитных частиц во внешней кольцевой зоне реактора при отсутствии электромагнитного пол  решетка в части этой зоны.

Замена винтового насоса на колесо центробежного компрессора дает возможность создавать циркул ционный поток в газовой среде при нормальном атмосферном давлении , избыточном и под разрел ением, кроме этого, колесо центробежного компрессора сообщает твердым частицам скорости, направленные по касательной к колесу, за счет чего частицы при открытом шибере влетают в подсоединенный контейнер и наход тс  там под повышенным давлением

газа, создаваемым этим колесом.

На чертеже показан реактор, вертикальный разрез. Реактор дл  проведени  гетерогенных технологических процессов содерл ит корпус 1 реактора, циркул ционную

трубу 2, возбудитель 3 вращающегос  электромагнитного пол  и штуцеры 4 дл  подвода и отвода теплоносител , колесо центробелсного компрессора 5 и расположенные на его верхней стороне лопатки центробежного классификатора 6, патрубок 7 выгрузки порошков с шибером и контейнер 8, взвешенный слой 9, кип щий слой ферромагнитных частиц 10, предохранительную решетку 11, решетку 12 дл  удержани 

ферромагнитных частиц, патрубок 13 дл  подачи газообразных компонентов, патрубок 14 дл  отвода газообразных продуктов и мелкодисперсной пыли, патрубок 15 дл  загрузки твердых веществ, пластина направл ющего аппарата 16.

Реактор работает следующим образом. Через патрубок 15 в зону взвешенного сло  9 подают исходные твердые продукты, через патрубок 13 подают газообразный

реагент, колесо центробежного компрессора 5 с направл ющим аппаратом 16 создают циркул ционный поток газа, который образует взвешенный слой 9, реакци  меладу твердыми и газообразными реагентами

идет во взвешенном слое 9, где одновременно за счет химической реакции идет измельчепие твердых частиц, измельченные частицы через решетку 11 газовым потоком унос тс  на колесо центробежного

компрессора, которое сообщает им свою окружную скорость, при торможении на пластинах направл ющего аппарата идет дальнейшее измельчение частиц, при попадании их в зону кип щего сло  ферромагнитных частиц 10 они дроб тс  до критического размера, начина  с которого частица исходного твердого вещества не может существовать в равновесии с газообразным реагентом, размер частиц конечных

твердых продуктов с минимальной стороны не ограничен подобным условием, поэтому центробежный классификатор 6, настроенный на критический размер частиц исходного продукта, может непрерывно отсеивать мелкодисперсные конечные продукты с отход щими из реактора газами через патрубки 14, полна  разгрузка реактора от порошкообразного продукта выполн етс , если открыть шибер на патрубке 7 выгрузки , при этом выгружаемый продукт собираетс  в контейнере 8.

Технико-экономическа  эффективность предлагаемого реактора определ етс  тем, что взвешенный слой в аппарате создаетс  потоком газа, циркулирующим внутри его. При этом отпадает необходимость в фильтрующих устройствах дл  очистки газа, которые  вл ютс  об зательным элементом известных аппаратов с взвешенным слоем.

Совмещение взвешенного и кип щего слоев в одном аппарате позвол ет не.производить предварительного измельчени , которое необходимо делать перед загрузкой в известный аппарат с кип щим слоем.

Наличие центробежного классификатора дает возможность вести непрерывный процесс , например фторировани  окисного  дерного топлива, когда исходный продукт и часть конечных представл ют твердые вещества.

Расположение обмоток возбудител  внутри полого тела вращени  дает возможность использовать энергию джоулевых потерь в обмотках на проведение технологического процесса. Полезность саморазгрузки, которой обладает предлагаемый реактор, определ етс  тем, что исключаютс  дополнительные разгрузочные устройства и, что

более важно, при разгрузке не расходуетс  газообразный транспортирующий агент, это исключает фильтрационную систему, необходимую при дистанционной разгрузке, например, пневмотранспортом.

Claims (4)

1.Реактор дл  проведени  технологических процессов в псевдоожиженном слое, содержащий корпус с подвод щим и отвод щими патрубками, внутри которого по оси установлены циркул ционна  труба и побудитель циркул ции, а в кольцевом пространстве газораспределительна  решетка, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса за счет дополнительного измельчени  продукта, реактор снабжен размещенными в кольцевом пространстве магнитными телами, побудителем вращающегос  магнитного пол  и классификатором , установленным по оси над побудителем циркул ции.

2.Реактор по п. 1, отличающийс  тем, что циркул ционна  труба выполнена

в виде полого тела вращени , внутри которого размещен побудитель вращающегос  электромагнитного пол .

3.Реактор по п. 1, отличающийс  тем, что разгрузочный патрубок снабжен

шибером и размещен тангенциально на уровне побудител  циркул ции.

4.Реактор по п. 1, отличающийс  тем, что побудитель циркул ции выполнен в виде колеса центробежного компрессора.

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 231525, кл. В 01J 8/18, 1967 (прототип).