Устройство для проведения исследований сорбционных или каталитических процессов Советский патент 1991 года по МПК G09B23/12 B01D53/02 

Изобретение относится к устройствам для исследования каталитических сорбционных процессов для аппаратов с радиальным ходом среды через зернистый слой и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - снижение металлоемкости и экономии зернистого материала за счет создания на ограниченном участке условий имитации протекания процесса.

На чертеже показано устройство, общий вид.

Устройство включает корпус 1, патрубки входа 2 и выхода 3 среды, внутреннюю 4 и наружную 5 перфорированные обечайки с диаметром di и DI, жестко закрепленные на полках 6 и 7, причем полка 7 жестко соединена с корпусом 1. Между внутренней 4 и наружной 5 перфорированными обечайками засыпана зернистая масса 8. Между пер- форированными обечайками 4 и 5 размещена коническая имитирующая вставка 9 с диаметрами малого и большого оснований da и Da и высотой h, равной толщине радиального слоя - di. При работе устройства среда поступает через патрубок 2 на зернистый слой 8, проходит его и через патрубок 3 выходит из устройства. Для воспроизводства условий распределения линейных скоростей среды в конической, вставке, идентичных всему слою устройст п

ва, необходимо, чтобы -- - , где D2 и

d22 dl

d2 - диаметры наружной и внутренней перфорированных обечаек, a Di и di -диаметры большого и малого оснований конической вставки.

Предлагаемые зависимости получены расчетным путем. Для обеспечения условий распределения линейных скоростей среды по зернистому слою в конической вставке 9, идентичных тем же условиям по всему слою устройства с радиальным ходом среды, проводят следующие расчеты. Примем высоту

w

Ё

Os

ю

00 ON N5 Ы

радиального слоя в устройстве Н, расход среды через него Gi, расход среды через вставку 9 G2, тогда скорость входа среды в весь радиальный слой ViBx

Vi - G1

V1BX оТТн

а скорость выхода среды из радиального

СЛОЯ /1вых

wGi

VlBblx d7HВ конической вставке соответственно скородти входа среды /2вх и выхода /2вых равны

.. /лгЕ} 2 ., г. .ядг2 V2Bx Ga/- и V2BWx Ga/ 4 .

По условиям идентичности распределение скоростей ViBX/ViBbix промышленного аппарата должно быть равно /2вх/У2вых экс периментального устройства. После подстановки значений получим

Gi/7rDiH:Gi/jrdiH

G2/

яОа

:G2/

jtrJ2:

или

Di D2

di

d2

Адсорбер радиального типа имеет мм; мм; Н 12000 мм.

Для проведения исследований адсорбции в радиальном слое, имитирующем условия аппарата, потребовалось бы изготовить аппарат внутренним диаметром, равным диаметру промышленного аппарата, и высотой не менее 1 мм.

При условии работы аппарата при давлении 8 МПа масса экспериментального устройства была бы равна массе двух днищ и обечайки высотой 1 мм. Толщина стенки S при внутреннем диаметре, равном 3800 мм, будет равна

pDB

80 380

2(о)р-р 2 985 1-80

16см,

л

где р - давление, кгс/см ;

DB - внутренний диаметр аппарата, см; а - допускаемое напряжение для CT.12X18XHIOT при t 300°C;

р - коэффициент прочности сварного шва.

Масса обечайки с толщиной стенки 160 мм и длиной 1 м будет равна М ,785 (Он2-0в2) -7,8 Н

. 0,785(41,22-38,02) 7,8 10-15518 кг. Масса двух днищ равна М2 11257 2 22514 кг.

При проведении исследований в конической вставке внутренним диаметром

большего основания усеченного конуса D2

140 мм диаметр меньшего основания

усеченного конуса d2 должен быть

н I P22 di Y 1402 400 .„

d2 | | 48мм.

При этом высота усеченного конуса должна быть равна

h. 3400-400-150Омм.

Масса вставки на давление 8 МПа равна 120кг.

Экономия металла составит 37912 кг. Формула изобретения

Устройство для проведения исследовании сорбционных или каталитических процессов, содержащее цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода среды, внутреннюю и внешнюю перфорированные обечайки, между которыми расположен зернистый слой, отличающееся тем, что, с целью снижения металлоемкости и экономии зернистого материала за счет создания на ограниченном участке условий имитации протекания процесса, оно снабжено имитирующей вставкой конической формы с высотой, равной толщине зернистого слоя, а соотношение диаметров конической встав- ки и перфорированных обечаек

D22/d22 Di/di,

где D2 - диаметр большого основания конуса вставки;

d2 - диаметр малого основания конуса вставки;

0 DI - диаметр внешней перфорированной обечайки;

di - диаметр внутренней перфорированной обечайки.

Изобретение относится к устройствам для исследования сорбционных или каталитических процессов в аппаратах с радиальным ходом среды через зернистый слой и может найти применение в химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - снижение металлоемкости и экономия зернистого материала за счет создания на ограничительном участке условий имитации протекания процесса, Устройство, включающее цилиндрический корпус с патрубками ввода и вывода среды, внешнюю и внутреннюю перфорационные обечайки, снабжено имитирующей вставкой конической формы. 1 ил.