Известно устройство для взаимодействия между газами и взвешенным в них порошкообразным материалом, проводимым непрерывно через реактор, предназначается, например, для получения синтина из окиси углерода и водорода, для взаимодействия между которыми применяется катализатор в порошкообразном виде. Предлагаемое устройство отличается, однако, от них тем, что реактор выполнен в форме щелевидных камер, расположенных на некотором расстоянии друг от друга в общем кожухе, снабженном приспособлением для омывания реакционных камер жидкой или газообразной средой для регулирования температурного режима реакции, причем щелевидные камеры сдвинуты одна в отношении другой и сгруппированы в кожухе с охлаждающей средой зигзагообразно. Кроме того, для осуществления непрерывного круговорота катализатора через реактор, отделения его от газов и регенерации, выводные отверстия щелевидных камер соединены общим каналом через циклон с обогревом с каналами, подводящими газ в щелевидные камеры.
На фиг. 1 изображен вертикальный раэрез устройства по АВ фиг. 2, фиг. 2 - вид устройства в плане, и частично разрез по Е фиг. 3, фиг. 3 - вид сбоку и разрез по фиг. 1 и 2, фиг. 4 - общий схематический вид всего устройства; фиг. 5 - вертикальный разрез одного из подающих охлаждающую среду стояков с регулятором проходных щелей по его высоте, фиг. 6 - вывод щелевидных камер в верхний короб, и фиг. 7 - поперечный разрез части двух примыкающих одна к другой батарей из щелевидных камер.
Устройство состоит из четырех основных агрегатов: самого реактора, пылеотделительного циклона с магазином термической очистки катализатора от парафина, шнека возвращающего пылевидный катализатор в реактор и снабженного воздушным охлаждением, и циркуляционной системы охлаждения реактора.
Реактор выполнен из ряда вертикальных рабочих каналов, образующих щелевидные камеры 1 (фиг. 1, 2, 6, 7), в которых и происходит реакция. Эти щелевидные камеры приставлены одна к другой плоскими сторонами с оставлением между ними узкой щели (фиг. 7) и приварены между собой верхними и нижними краями щелей в целые батареи (2, 3, 4, 5 и 6), так что между плоскостями каждых двух смежных щелевидных камер 1 образуется промежуток 7 желаемой ширины.
Батареи 2, 3, 4, 5, 6 расположены зигзагообразно так, что шаг зигзага в получается не меньше суммарной ширины всех соответствующих промежутков 7 между рабочими щелевидными камерами 1 данного зигзага (туда и обратно) батарей 2 и 3, 3-4, 4-5, 5-6. Нижние и верхние концы батарей 2, 3, 4, 5, 6 вварены в соответствующей формы вырезы в нижнем дне 8 и в верхнем 9 реактора. Четыре вертикальные стороны реактора, из которых две являются боковыми 10, а две фронтовыми 11, 12, укреплены на фланцах с прокладками с обоими днищами и составляют герметическую оболочку кожуха.
Пространство в реакторе между щелевидными камерами 1 и между батареями 2, 3, 4, 5, 6 заполняется циркулирующей охлаждающей (теплоотъемной) жидкой или газообразной средой. В случае применения жидкого охладителя (воды, масла или т.п.) ввод последнего производится через нижнее дно 8 в промежутках вдоль фронтовой стороны 11 реактора входящими внутрь кожуха на всю высоту стояками 13 (фиг. 1, 2, 5) с боковыми щелеобразными отверстиями 14, распределенными по всей высоте, и с заделанными верхними концами. Общее суммарное живое сечение боковых щелеобразных отверстия 14 меньше, чем площадь поперечного сечения самих стояков. Это необходимо для создания некоторого подпора в стояке, содействующего более равномерному выходу охладителя из стояков по всей их высоте.
Для вывода охладительной жидкости из реакторной коробки после того, как жидкость прошла параллельно через все межкамерные щели 7 и приняла от камер 1 известное количество тепла, вдоль задней стенки 12 в промежутках I между батареями вводятся через верхнее дно 9 стояки 15, совершенно такие же, как и стояки 13 и также имеющие желеобразные отверстия 14, равномерно распределенные по всей их высоте, и заделанные нижние концы.
Возможность регулирования пропуска охладительной жидкости через щелеобразные отверстия 14 в верхней или нижней части стояков 13 и 15 обеспечивается вставленными внутрь этих стояков незамкнутыми цилиндрами 16 из тонкого пружинящего распирающего металла, имеющими боковые щелеобразные отверстия, соответствующие отверстиям 14 в стояках 13 и 15, но более длинные и сдвинутые в разной степени по высоте стояков - в одну сторону по горизонтали. В зависимости от степени и направления поворачивания выходящего наружу центрального стержня 17, к которому прочно прикреплен внутренний цилиндр 16, каждое верхнее отверстие 14 в стенке стояке 13, 15 перекрывается больше непосредственно под ним расположенного отверстия 14 или наоборот - нижнее перекрывается больше верхнего. Таким образом, в зависимости от оказавшейся удельной интенсивности реакции по высоте рабочих щелевидных камер 1 от соответствующего выделения тепла, возможно регулировать и теплоотьем в данной зоне.
Снизу под нижним дном 8 герметически приделаны короба 18, перекрывающие нижние выходящие наружу концы батарей 2, 3 и соединенные в один канал 19, к которому подводится рабочая смесь газов, предварительно подогретая до температуры реакции. В нижней стороне канала 19 имеется цель 20, через которую подается в канал 19 пылевидный катализатор. Проходящая в этом месте с большой скоростью рабочая смесь газов увлекает катализатор из короба 18 по мере подачи его через щель 20 и канал 19. Из этих постепенно (по ходу газов) сужающихся коробов 18 смесь газов с пылевидным катализатором расходится по всем щелевым реакционным камерам 1, где и происходит реакция в синтин при взаимодействии газов со взвешенным в них катализатором.
На верхней крышке 19 приделаны короба 21 совершенно подобные нижним 18, принимающие смесь паров синтина с несомым ими пылевидным катализатором. Для облегчения выхода смеси из камер 1 в короба 21, один из краев 22 каждой камеры 1 сделан выступающим в короб 21 (фиг. 6) и изогнут в сторону движения эмульсии по каналу. Тоже самое и у нижних концов камер 1 с той, однако, разницей, что изгиб краев у них сделан не по течению, а против течения газов и каналов 18.
Для облегчения (или уточнения) регулировки скорости движения газов в коробах 18 и 21, сани они имеют равное по всей их длине поперечное сечение, а внутри - в каждом из них устроена подвижная пластинка 23, которая может быть закреплена в любом положении наклона, соответствующем оптимальной высоте или поперечному живому сечению короба на всем его протяжении. Регулировка положения пластинки 23 производится винтом 24, проходящим через резьбу в стенке короба, со свободно вращающимся концом с головкой в ушке 25 на подвижной пластинке 23, и закрепляется гайкой 26.
Из верхних коробов 21 смесь паров синтина с пылевидным катализатором поступает в коллектор 27, а оттуда в горизонтальный циклон 28, где происходит первичное отделение паров и газов от пылевидного катализатора центробежной силой при крутом повороте газов и паров в жалюзи 29, повернутые в обратную сторону. После жалюзи 29 пары и газы с остатками наимельчайшей пыли катализатора проходят через вторичную очистку (сепарацию пыли) электрическим или механическим способом, а пыль катализатора из циклона ссылается в бункер 30 с постепенно увеличивающейся книзу площадью поперечного сечения. Бункер 30 находится в газовой топке, и пылевидный катализатор, проползая в раскаленном бункере, избавляется от налета на его поверхности парафина, который в виде пара уходит вверх и уносится газами и другими парами, уходящими из циклона.
Из бункера 30 катализатор, очищенный от налета парафина, поступает в шнек 31, в котором по мере продвижения охлаждается до температуры реакции (в данном случае до 250°Ц), через его стенки, обдуваемые снаружи сильным потоком воздуха встречного направления, протекающим в рубашке, окружающей шнек 31.
Шнек 31 подает пылевидный катализатор через щель 20 в газоподводящий канал 19, так катализатор подхватывается быстрой струей рабочей газовой смеси и разносится ею по нижним коробам 18.
Интенсивность подачи катализатора регулируется скоростью вращения шнекового вала.
Охлаждение реактора производится при помощи циркуляционной системы, включающей в себя стояки 14 и 15. Как стояки ввода 14, так и выпускные стояки 15, снаружи соединены с внешний циркуляционным кольцом 32 и с центробежным насосом 33, обеспечивающим рециркуляцию охладителя в кожухе реактора.
Вторичное циркуляционное кольцо 34 снабжено маленьким центробежным насосом 35, отбирающим часть горячей воды из первичного циркуляционного кольца 32 и пополняющим его равным количеством охлажденной и свежей воды. Попав из первичного циркуляционного кольца во вторичное 34, горячая вода или используется для технических и бытовых целей, или подводится к градирне 36, где охлаждается за счет частичного ее испарения во встречную струю воздуха от вентилятора 37, обслуживающего одновременно и охлаждение шнека 31. Испаряемое в градирне количество воды пополняется из водопроводного крана 38.
1. Устройство для взаимодействия между газами и взвешенным в них порошкообразным материалом, проводимыми непрерывно через реактор, например, для получения синтина из окиси углерода и водорода в присутствии мелкоизмельченного катализатора, отличающееся тем, что реактор выполнен в форме щелевидных камер, расположенных на некотором расстоянии друг от друга в общем кожухе, снабженном приспособлениями для омывания реакционных камер жидкой или газообразной средой для регулирования температурного режима реакции.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что щелевидные камеры сдвинуты одна по отношению к другой и сгруппированы в батареи, расположенные зигзагообразно в кожухе с охлаждающей средой.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для осуществления непрерывного круговорота катализатора через реактор, отделения его от газов и регенерации, выводные отверстия щелевидных реакционных камер соединены общим каналом через циклон с обогревом с каналом, подводящим газ в указанные камеры.
