Аппарат с псевдоожиженным слоем Советский патент 1975 года по МПК B01J9/18 

1

j Изобретение относится к технике псевдоожижения и предназначается для осуществления процессов с большим тепловым эффектом или процессор, в которых дисперсный материал вводится в слой сосредоточенно. Оно может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, строительной, энергетической и.других отраслях промышленности.

Аппараты с псевдоожиженным Слоем

широко применяются в промышленности, в частности для проведения процессов с (большим тепловым эффектом (например, I окисление нафталина во фталевый ангидрид ;окислительное хлорирование этилена, ежигание твердых топлив и т. п.). Для осуществления многих из этих процессов в псевдоожиженном слое размещены насадки для гомогенизации системы.

Известен аппарат для проведения процессов в псевдоожиженном слое, внутри которого размещена j насадка, выполненная в вще труб, расположенных в слое по высоте вертикально и с перекрытием друг друга. Однако это устройство не обеспечивает перемешивания материала в поперечном сечении слоя.

С целью интенсификации перемешивания дисперсного материала в поперечном сечении слоя трубы в нижней части снабжены пережимом и установлены наклотю.

Предлагаемый аппарат схематически изображен на чертеже.

Трубы 1 размещены в корпусе в псевдоожиженном слое 2, который снабжен газораспределительной решеткой 3. Трубы 1 установлены наклонно. Угол между их осью и горизонталью больше угла естественного откоса дисперсного материала. Нижнее отверстие у труб 1 меньше верхнего. Трубы 1 могут располагаться в слое в несколько ярусов. Высота каждого яруса составляет примерно 0,1-0,9 высоты слоя, причем меньшая относительная величина относится к более высоким слоям. В каждом ярусе расположено несколько труб 1 с общей площадью поперечного сечения 2-4О% от площади поперечного сечения слоя. Две соседних но высоте трубы 1 размещены так, что выходное (нижнее) отверстие верхней трубы находится ниже входного отверстия нижней трубы. В псевдоожиженном слое 2, кроме труб : 1,могут размещаться насадки любой конструкции, поверхности теплообмена и т. п.i

При одинаковой концентрации дисперсного материала в трубах 1 и в остальном пространстве слоя газ при движении вверх по этим трубам испытывает большее гидравлическое сопротивление, чем при движении по вертикали в остальном пространстве (при одинаковых скоростях газа), так как на нижнем конце каждой трубы имеется сужение и трубы установлены наклонно. Поэтому в трубах 1 сила тяжести оказывается неуравновешенной силой гидравлического сопротивления и с момента начала псевдоожижения в этих трубах возникает нисходящий плотный слой дисперсного материала, а обычно,движется вверх по остальной части слоя. При расширении слоя с ростом скорости фильтрации газа движение по трубам 1 вниз становится более устойчиым, .так как порозность в каналах не ,а в остальной части слоя увеличивается, что приводит к уменьшению перепада давления, которое противодействует движению материала вниз по трубам. Чтобы труба 1 была всегда заполнена плотным слоем, расход материала через нее должен лимитироваться выходным отверстием.

При движении вниз по трубам 1 дисперсный материал смешается в поперечном направлении на расстояние

t-coss,

где I - длина трубы;

vp - угол между осью трубы и горизонтальной плоскостью.

Так как величина t соизмерима с размерами аппарата, а ф 4 0-7 О , создаваемое трубами 1 смещение дисперсного материала в горизонтальном паправлеНИИ весьма значительно. Это обстоятельство обеспечивает интенсификацию перемешивания твердой фазы в поперечном сечении псевдоожиженного слоя. Трубы 1 формируют контуры циркуляции

дисперсного материала в слое (обычно положение контуров циркуляции в слое устанавливается случайным образом). Принятое расположение соседних по высоте труб вызывает взаимодействие между собой контуров циркуляции, которое усиливает перемешивание дисперсного материала.

Интенсификация перемешивания твердой фазы в горизонтальном направлении позволяет уменьшить градиент температур по

поперечному сечению слоя (в процессах с большими тепловыми эффектами) и более равномерно распределить дисперсный материал по слою (в процессах с сосредото-

че1шым подводом твердой фазы). Это позволяет поддерживать по BceNfy слою оптимальные условия проведения технологического процесса.

Предмет изобретения

Аппарат с псевдоожиженным слоем, 1 нутри которого помещена насадка, выполненная в виде труб, размещенных в слое 35 по высоте с перекрытием друг друга, о тличаюшийся тем, что, с целью интенсификации перемешивания дисперсного материала в поперечном сечении слоя, трубы в нижней части снабжены пережимом и установлены наклонно.

- ,