Аппарат с неподвижным зернистым слоем Советский патент 1989 года по МПК B01J8/02 B01D53/04 

Изобретение относится к аппаратам с пеподвижнкгм зергистым слоем катализатора или поглотителя и можей найти применение в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях народного хозяйстза.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса тегшомассопе- реноса.

На чертеже показан аппарат с неподвижным слоем катализатора, общий вид.

Аппарат состоит из корпуса 1, зернистого слоя катализатора 2, устройства 3 для вырапнипа)1ия скорости г азового потока, выполненного а виде сеток, вертикально и ко)1цент- ричио устаноплснных на плито газораспределительного устройств; 4 с шагом, ралтда (10-15) 1,где d - диаметр

частиц слоя, т.е. в пределах влияния перегородок на напряженное состояние слоя,

Эквивалентный диаметр ячеек d,,;,j (1,5-2) d, где d - диаметр частиц слоя, обусловлен необходимостью свободного проникновения зерен катализатора через ячейки сетки и является оптималь}п 1М с точки зрения влияния ,пере.городки на создание рааномерного напряженного состояния слоя зерен вблизи перегородок на расстоянии (10-15)d. При большем чем t-}5d шаге между перегородками равномерность напряж. ииого состояния слоя зерен вблизи перегородок нарушается. Высота сеток должна быть больше или равна высоте слоя катализатора,

Аппар чт с :)ернист1.1м слоем катализатора работает слоду|ст1гм образок.

сл

со сл

00

3 ,. t5o

в и плрат с рачмещени1-; -;я в сем вертикально ло коицситри -скям окрузк ностям сетками 3 засыпает.: ч кругшо- зериистьп катализатор (2- №t) на высоту, равную или меиьшу-- высоты сеток. При засыпке зерна катализатора заполняют объем аппарат..

Зерна катализатора, проникая через яч1;йки сеток, способствуют вы- рапниванию касательных и нормальньсх напряжений в слое около сеток, т.е. сетка удерживает равномерно напряженный зернистый слой на расстокаии t i&(10-15)d от своей поверхности. Создается равномерное распределение давления слоя lepsn катализатора на сетки и, следовательно, примерно одинаковое гидравлическое сопротивление ло всему сечению слоя.

После засыпки катализатора разравнивается 11 чероэ га-зораспределительн то решетку 4 подается реагент (газ, жидкость), который начинает с одинаковыми скоростями фильтроваться че- реэ зернистый слой. Подсасываясь к сеткам, реагент пересекает их, фяльт руясь между зернам 1 катализатора, находя1Д11мися в яче11ках сетки, и равномерно растекается по сечеишо слоя, заключенного ме;{у1;у соседними сетками. Проскок реагента с большими, чем в объеме слоя скоростями у поверхности сеток не происходит. Подсос реагента в пристенную зону огранили- вакл.&1Х слой стенок аппарата зьачи- тешьно ослабевает, так как отсутствует резкое и-.зменение гидравлического сопротивления ме)цду пристенной зоной и остальным слоем. Кроме того, сетки принимают на себя возникакядие радиальные перетоки реагента, изме- някгг направление перетоков на верти- и Ч.1 смет проницаемости своей поверхности рассеивают эти потоки равномерно по сечению слоя,

Реагент примерно с одинаковым скоростями проходит через весь объем зернистого слоя, обеспечивая тем самых одинаконуто скорость процессов тетшо- и массообмена во всем зернистом слое каталнпаторп, тзеличивпя )активность рлботи аппарата в целом.

На крупной лабораторной модели 5 роп здены глхспсримепталыные иссле- дои-зишя распределения :;корости газа по сечению 34.ркистого слоя по кзвест ноП методике, Ртультаты экспер;гментоа обработаны но n-rut CTHi.iM формулам. ТаЧ, крупномасштабные неоднородности опо.П ,вл.г;ись )ф пшентом варьиро- iKi;ivi-T ;.р5 а локал ьные V :

где

1 венно в отдельных точках секций, средняя по секциям, сргд- нерасходная, м/с; номер секции замера скоростей; N - число секций; j - номер точечного чекия скорости в секции;

п - число точек в секции. Результаты исследований распределения скорости реагента по сечению зернистого слоя катализатора {d « 3,2 мн), разделенного сетками с размером ячеек 2, вертикально установленных на плиту газораспределительного устройства на расстоянии друг от друга, показали, что величина V, характеризуюдая локальные неоднородности, получилась равной 0,14, а в известном устройстве V 0,13, т.е локальные неоднородности, возникаюоше при обтекании отдельных зерен катализатора, остались неизменными. Величина V,; 0,01, а в известном устройстве V 0,06, т.е. уменьшалась в 6 раз. Таким образом, локалькые неоду1о- родности, которые определяются микро- неодирродностями обтекания отдельных зерен слоя, присущие .для любых зер- 1ГИСТЫХ слоев, остались практически на том же уроине, что и в-известном устройстве, а крупномасштабные неоднородности, а основном влиякяцле на производительность и эффективность работы аппаратов, умемьвошись в 6 раз. Формула изобретения

Аппарат с неподв ОЕКЬФ звриист№ слоем, например катализатора, вкгао- .чакищй корпус J заттопнекный зерга стыг

biaTeiiuanoM, гаэорлспрсдс-зтительную решетку и устройство для вырзпинйа- яия лрсч1)нлл скоростей потока газа, о т л н чающийся тем, -кто, с целью пойьпяення эффективности про- цессз тепломассопереноса, устройство

ГЗОО. ЗЗЗ6

Д.-1Я Di-rpaiiWiTBaHHft .:г:олыекг в виде сеток, устанч .--е-. на газораспре- делнтельноП pCLtn-rKe с ззагом, равным 10-15 янаметрлм ч.зстш; слоя, а экви- валентный ячеек сеток в t,5- 2 раза превьпллет диаметр частиц слоя.

Изобретение относится к аппаратам с неподвижным зернистым слоем катализатора или поглотителя и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей и др. отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение эффективности процесса тепломассопереноса. Аппарат включает корпус, заполненный крупнозернистым катализатором, размещенным в сетках, установленных на газораспределительной решетке вертикально по концентрическим окружностям с шагом, равным 10-15 диаметрам частиц катализатора, а эквивалентный диаметр ячеек сеток в 1,5-2 раза превышает диаметр частиц слоя. Установленные и подобранные таким образом сетки выравнивают профиль скоростей газового потока. 1 ил.

Фё

т

X

d