РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВО ВЗВЕШЕННОМ СЛОЕ Советский патент 1969 года по МПК B01J8/24 

Изобретение относится к аппаратам, используемым в химической технологии, а именно в плазмохимической технологии по переработке твердых порошкообразных вепдесгв.

В настоящее время при переработке порошкообразных веществ широко используются аппараты «кипящего слоя, в которых твердая фаза (порошок) взаимодействует с газообразными реагентами, находясь во взвешеияом состоянии длительное время (изимеряемое секундами). Это обеспечивается за счет использования конусного корпуса, уменьшающего скорость газового потока в направле:1ии снизу вверх. Необходимое для реакции тепло в аппаратах «кипящего слоя подводится в зону реакции путем подогрева стенок «к 1пящего реактора, а также газообразных реагентов Б нагревательных устройствах. Аппарат состоит из конического корпуса, в верхней части которого расположено устройство для подачи твердой фазы, а в части корпуса размещен генератор газа.

Однако аппаратам «кипящего олоя присущ тот недостаток, что температура в зоне реакции относительно невысока и достигает нескольких сот градусов, что ограничивает производительность аппаратов.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение производительности аппаратов «кипящего слоя за счет существенного увеличения среднемассовой температуры в зоне реагирования, а также уменьшение размеров анпаратов за счет увеличения скорости реакции, связанной с увеличением температуры.

Это достигается благодаря выполнению генератора в виде плазмотрона факельнсяо типа. В этом случае струя формируется плдзмообразующим (который может быть и i Cходным газовым реагентом) газом в коническом сопле, являюн;емся нижней частью аппарата «кипян1,его слоя. Средне: 1ассов 1Я температура газа в зоне реакции в этом случае значительно гтов1 1111ается по сравнению с температурой в зоне реакции анпаратов «кипян|его сло, до 3000-5000°К. Одновременно также увеличивается время пребывания твердых частиц в зоне высокой температуры. Увеличенне температуры газовых реагентов до 3000-5000°К вызывает существенное увеличение скорости химических гетерогенных нревращений, что позволяет уменьшать габариты такого типа аппаратов.

На чертеже схематично представлен предлагаемый реактор.

Он состоит из конического корпуса /, нижняя часть которого выполнена в виде зодоохлаждае.мого сопла Лаваля 2, изолированного пластиной 3 от водоохлаждаемого электрода 4, на который подается высокочастотное напряжение и с которого возбуждается высокочастотный факельный разряд; бункера 5 для сбора твердых отходов; циклона 6 для очистки газообразного продукта питателя твердой фазы, состоящего из бункера 7, шнека 8 и диспергирующего устройства 9.

Высокочастотный факельный разряд возбуждается с электрода 4 и формируется газовым потоком реагентов или плазмообразующего газа в сопле Лаваля 2, причем плазменная струя заполняет значительную часть конусообразного корпуса 1. Твердая фаза (порощок) подается с помощью диспергирующего устройства 9 в зону реагирования сверху вниз. Реагирование между твердой фазой и газовыми реагентами осуществляется в условиях плазменного состояния веществ.

Среднемассовая температура в зоне разряда в зависимости от его мощности, давления в реакторе, расхода и рода газа может достигать 3000-5000° К. Интенсивное конвективное перемешивание, а также свойства самой плазмы обеспечивают эффективный массо- и теплообмен между газовой и твердой фазами.

В случае проведения гетерогенного химического процесса с выходом твердых продуктов реакции последние могут отводиться так же, как и в обычных аппаратах «кипящего слоя.

Предмет изобретения

Реактор для проведения химических процессов во взвещенном слое, состоящий из конического корпуса, в верхней части которого

расположено устройство для подачи твердой фазы, а в нижней части корпуса размещен генератор газа, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, генератор газа выполнен в виде плазмотрона факельного

типа.