СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК B01F5/18 B01F3/02 B01F5/02 B01F5/00 B01F3/00 B01F13/00 B01F13/02 B01F13/06 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, биотехнике и химической технологии и предназначено для получения газовых смесей, а именно для получения газопарокислородной смеси, в частности для процессов получения газовых смесей, используемых для производства удобрений.

Известен смеситель, размещенный в верхней части реактора паровоздушной конверсии, содержащий корпус, в котором расположены радиальные трубки для подачи воздуха, а в верхней части центральный штуцер для подачи газа.

Однако в данном устройстве смешение не происходит равномерно по всему сечению аппарата. Наиболее интенсивное смешение происходит в центральной части аппарат. Кроме того, здесь отсутствует средство для ввода и распределения разделительного пара.

Известен смеситель, в котором расположен трубный пучок, в стенке трубок которого выполнены отверстия небольшого диаметра.

В данном устройстве достигается более равномерное по сечению аппарата перемешивание. Однако в нем также отсутствует средство для распределения третьего потока среды.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является смеситель, содержащий камеру, образованную корпусом и трубной решеткой, в которой закреплены расположенные концентрично друг другу трубки и штуцера для подачи компонентов, один из которых сообщен с полостью внутренних трубок, имеющих перфорацию в нижней части, второй с полостью, образованной между внутренними и наружными трубками, а третий с камерой, образованной корпусом и трубной решеткой.

В данном смесителе возможно смешивание трех потоков газообразных или парообразных компонентов. Однако смешивание здесь происходит в кольцевых потоках, а не в свободном объеме, как это желательно при проведении процесса газопарокислородной конверсии.

Целью изобретения является равномерное смешивание компонентов в свободном объеме реактора.

Это достигается тем, что в смесителе, содержащем камеру, образованную корпусом и трубной решеткой, в которой закреплены концентрично расположенные трубки и штуцера для подачи компонентов, один из которых сообщен с полостью внутренних трубок, имеющих перфорацию в нижней части, второй с полостью, образованной между внутренними и наружными трубками а третий с камерой, образованной корпусом и трубной решеткой, камера между корпусом и трубной решеткой выполнена открытой снизу, а участки внутренних трубок с перфорацией расположены ниже выходных отверстий камеры и наружных трубок.

Кроме того, отношения тангенциального и радиального шагов окружностей трубок составляет 0,7-1,4.

При этом соотношение площадей сечения трубки и отверстий перфорации составляет 0,5-0,8.

Технический эффект предлагаемого решения заключается в обеспечении равномерного смешения парогазовых компонентов и создания затем равномерного процесса в реакторе, что обеспечивает минимальные удельные энергозатраты на процесс.

Смеситель представлена на чертеже.

Смеситель содержит корпус 1, воспринимающий внутреннее избыточное давление и трубные решетки 2 и 3, из которых 2 главная, 3 вспомогательная.

Корпус 1 и трубная решетка 2 (в зоне ниже трубной решетки 3) образуют между собой камеру полость А, открытую снизу. В трубных решетках 2 и 3 закреплены соответственно внутренние 5 и наружные 4 трубы, расположенные концентрично друг к другу. Трубные решетки выполнены с соотношением тангенциального и радиального шагов расположения трубок, составляющим 0,7-14. Корпус снабжен штуцерами 6,7 и 8. Штуцер 6 предназначен для подачи парокислородной смеси (ПКС) и сообщен через полость В с полостью внутренних трубок Е. Штуцер 7 предназначен для подачи парогазовой смеси (ПГС) и сообщен с камерой полостью А, которая снизу открыта для выхода ПГС. Штуцер 8 предназначен для подачи разделительного пара и сообщен через полость С, образованную трубными решетками 2 и 3 и обечайкой 9, с кольцевыми полостями D, образованными внутренними 5 и наружными 4 трубками. В наружной части внутренних трубок выполнена перфорация, расположенная на наконечниках, имеющих жаростойкое покрытие. При этом соотношение площадей перфорации 4 кольцевого сечения наконечника составляет 0,5-0,8. Нижние участки 11 внутренних трубок с перфорацией (наконечники) расположены ниже открытого конца камеры и концов наружных трубок. В центральной части корпуса расположен карман 12 для термопары, контролирующей работу смесителя. на период разогрева вместо термокармана устанавливается запально-пусковая горелка.

Смеситель работает следующим образом.

Парогазовая смесь входит в корпус по нижнему боковому штуцеру 7, проходит между трубкам 4 вдоль корпуса и выходит внизу смесителя в реакционное пространство аппарата над катализатором. Парокислородная смесь входит в корпус по верхнему боковому штуцеру 6, проходит внутри трубок 5 и выходит через отверстия 10 в наконечниках 11 также в реакционное пространство аппарата над катализатором, где и смешивается с парогазовой смесью. Разделительный пар подается через полость С в кольцевую полость D между наружными 4 и внутренними 5 трубами и также выходит внизу смесителя и смешивается с парогазовой и парокислородной смесью.

Смеситель обеспечивает высокую степень равномерности смешиваемых газовых компонентов, конструктивное решение смесителя обеспечивает отсутствие в газовом потоке турбулентностей и застойных зон, что при подачи паро-кислородно-газовой смеси в реактор обеспечивает низкие удельные энергозатраты и высокую скорость процесса конверсии.

Использование: сельское хозяйство, биотехнология, химическая технология. Сущность изобретения: в смесителе, содержащем камеру, образованную корпусом и трубной решеткой, в которой закреплены концентрично друг другу трубки и штуцера для подачи компонентов, камера выполнена открытой снизу, штуцера при этом сообщены с полостью внутренних трубок, имеющих перфорацию в нижней части, с полостью, образованной внутренними и наружными трубками, а также с камерой, образованной корпусом и трубной решеткой. Это обеспечивает высокую степень равномерности при смешении газовых компонент. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Смеситель, содержащий камеру, образованную корпусом и трубной решеткой, в которой закреплены концентрично друг другу расположенные трубки и штуцера для подачи компонентов, один из которых сообщен с полостью внутренних трубок, имеющих перфорацию в нижней части, второй с полостью, образованной между внутренними и наружными трубками, а третий с камерой, образованной корпусом и трубной решеткой, отличающийся тем, что камера между корпусом и трубной решеткой выполнена открытой снизу, а участки внутренних трубок с перфорацией расположены ниже выходных отверстий и наружных трубок. 2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что отношение тангенциального и радиального шагов трубок составляет 0,7 1,4. 3. Смеситель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что соотношение площадей сечения трубки и отверстий перфорации составляет 0,5 0,8.