Каталитический реактор Советский патент 1988 года по МПК B01J8/04 

Ч СД

СО

со

Изобретение относится к конструкции каталитического реактора для газообразных и жидких химических активных компонентов на неподвижном слое катализатора и мОжет найти применение при осуществлении экзо- и эндотермических со значительными тепловыми эффектами.

Целью изобретения является уменьшение массы реактора и обеспечение равномерного pacпpeдeJIeния потоков по секциям хладагента и катализатора

На фиг. 1 схематично изображен каталитический реактор, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2, на фиг. 4 и 5 - изотермические изображения ионоблоков с вертикальными и горизонтальными секциями.

Каталитический реактор конструктивно состоит из нескольких.компактных моноблоков в виде косоугольных

параллелепипедов. Моноблоки соединены последовательно так, чтобы секции заполненные катализатором, образуют сквозной канал 2, по которому поток реагентов идет вдоль продольной оси реактора. Равномерное распределение потока реагентов на входе в секции с катализатором достигается примене кием конусообразного коллектора 3, который крепится к первому и последнему моноблокам. Равномерное распределение потока хладагента по секциям моноблоков обеспечивается участками KojmeKTOpoB клиновидной формы, которые образованы боковыми стенками мон. блоков и Kopnj ca 5 ре-актора. Угол клиновидности, близкий к . о.птимальному определяется по формуле, учитывающей все геометрические и режимные факторы осуществления процесса

21 (F- . F. )

frr 1

. 2№Ь

где F., , F - элементарные (i+)e i-e участки площади поперечного сечения коллектора между секциями, определяемые последовательно по формуле у

(f).-.N

Проектные значения площади поперечного сечения одной секции li«b определяют из условия достижения предельно допустимой скорости потока

V,

tKii

( i4

-т- - -« +

F

-F:

маке.

реагентов (или хладагента.)

hxb GjNfV

КС

10

5

0

40

0

35

45

50

55

где а, - угол клиновидности коллектора;

N - количество однотипных секций в моноблоке;

h - высота секции;

Ъ - ширина секции;

- коэффициент трения;

Н - высота коллектора моноблока;

S(x)- боковая поверхность;

dx - элементарный участок по координате;

GJ, - общий расход;

j плотность потока;

маке линейная скорость потока в секции.

Каждый моноблок 1 состоит из секций 6 с катализатором и секций 7 с. внутренними гофрами для хладагента, которые разделены между собой стенками 8 (фиг. 4 и 5), Боковые грани моноблока расположены под углом 90 - к образуют косоугольный параллелепипед. На секциях, заполненных насыпным катализатором, установлены сетки 9, В центре колонны по всей длине расположен электрический.нагреватель 10 для многократного запуска реак.тора.

Каталитический реактор работает следующим образом.

Поток исходных реагентов поступает .на вход реактора, где с помощью коллектора 3 равномерно распределяется по секциям 6 с катализатором первого моноблока. Проходя через сетку 9, поток реагентов поступает на катализатор. На поверхности катализатора происходит химическая реакция, в результате которой вьщеляется (поглощается) значительное количество энергии и образуются продукты реакции, которые отводят из реактора через коллектор 3. Выделяющуюся энергию отводят с помощью-, хладагента, которьй подают на вход общего коллектора. Далее поток хладагента, двигаясь по коллектору, изменяет направление движения на 90 и & поступает в секции 7с оребрением первого моноблока по ходу потока. Здесь происхо,цит теплообмен между потоками реагентов и хладагента через стенку 8 и слой катализатора. За счет этого первьй частично охлалодает- ся, а второй - нагревается и выходит из моноблока. Далее поток хладагента

Att

ЫгЛ

0№r.f

А-А

mi

зш

щц

-6 9

-А

фиа

6-6

Bbix.t

cpi/г.з

8

д6

10

Вх,

Ф1/гЛ

s.

Фиг.5

Изобретение относится к конструкции каталитического реактора. Цель (изобретения - уменьшение массы реактора и обеспечение равномерного распределения потоков. Реактор выполнен в виде прямоугольной колонны, которая состоит из моноблоков в форме косоугольных параллелепипедов. Моноблоки соединены последовательно таким образом, чтобы секции с катализатором образовали единый сквозной ход. Равномерное распределение потока реагентов на входе в каналы с катализатором достигается применением конусообразного коллектора, а равномерное распределение потока хладагента по секциям с гофрами обеспечивается участками общего коллектора клиновидной формы, образованными стенками моноблоков и корпусом реактора. В центре колонны через все моноблоки установлен электрический нагреватель для многократного запуска реактора. Новым в реакторе являются косоугольные моноблоки и их компановка в реакторе. 5 ил. с tS (Л