Устройство для проведения гетерогенных процессов Советский патент 1980 года по МПК B01J8/18 

Изобретение относится к оборудованию химической промышленности, .а именно к аппаратам дпя проведения гетерогенных, преимущественно, экзотермических процессов в режиме полного вытеснения и полного переме шивания. Известно устройство для проведеНИН гетерогенных процессов в плотном движущемся .слое зернистого материала 1. Данное устройство недо таточно эффективно дпя проведения, например, экзотермических процессов так как в нем отсутствует полное пе ремэшивание материала, являющееся определяющим условием интенсивности процесса в его первой стадии. С целью осуществления комбинации псевдобжиженного и движущегося плот ного слоя, приводящей к увеличению удельной производительности устройства, в настоящем устройствепреnvcMOTpeHO полное перемешибание фаз 5 псевдоожиженном слое на входе потока и с полным вытеснением в плотно слое на выходе потока из аппарата с возможностью широкой регулировки экспозиции процесса в кипящем и пло ном слое. Это достигается благодаря тому, что в массообменном аппарате, содержащем корпус с размещенными в нем ограничивающими реакционное пространство решетками, расположенными во взаимно пересекающихся плоскостях, патрубками ввода и вывода дисперсной твердой фазы и таза (жидкости) с установленным на патрубке ввода газа (жидкости) пульсатором и переточными каналами между решетками, нижняя решетка установлена горизонтально, патрубок ввода твердой фазы выполнен не доходящим до нижней решетки, а вертикальная перегородка, образующая переточный канал со стенкой arinарэта, установлена с зазором между ретиетками 1. На чертеже показано предлагаемое устройство. Оно содержит корпус 1, снабженный двумя пористыми фильтрующими решетками: нижней распределительной 2, на которой образуется кипящий слой с полным перемешиванием, и верхний зажимной 3, под которой подвешивается плотный слой с полным вытеснением. Верхняя фильтрующая ропетка 3 расположена под углом к горизонту

ля обеспечения движения по ней подвешенного под влиянием гидродинамической силы плотного слоя твердой дисперсной фазы, в котором протекает гетерогенный процесс с полным вытеснением. Между ранетками имеется вертикальный канал 4, перепускающий твердую дисперсную фазу из верхнего плотного длоя в верхний кипяий слой, образованный перегородкой

5 и стенкой устройства. Корпус снабжен патрубком б с разгрузочным устройством 7 для вывода твердой фазы из .аппарата, патрубком ввода 8, не оходящим до газораспределительной фильтрующей-решетки 2, снабженный загрузочным устройством 9, через который в реактор вводится твердая дисперсная фаза.

Под.нижней газораспределительной раиеткой 3 располагается поддон 10, в который нагнетающим устройством 11 подается участвующая в гетерогенном процессе газообразная (Жидкая) фаза. Между нагнетателем 11 и поддоном 10 располагается пульсатор 12, создающий прерывистый (пульсирующий) режим подачи дисперсной среды в аппарат, что способствует увеличению порозности подвешенного под зажимной фильтрующей решеткой 3 плотного дисперсного слоя и облегчает его перемещение вдоль решетки. Над зажимной решеткой 3 располагается короб 13, к которому присоединен патрубок 14 вывода газа (жидкости).

На подводящем патрубке 8 и рециркуляционном канале 4 установлены регулирующие шибера 15. В камере реактора 16 между кипящим и зажатым йлотным слоем может располагаться теплообменный аппарат 17 той или

иной конструкции (например, трубчатый змеевик) для,отвода избыточного тепла при экзотермических реакциях или для подвода те.пла при эндотермических реакциях.

Рабочий процесс описанного аппарата протекает следующим образом.

Подлежащий реакции газообразный продукт нагнетателем 11 подают в поддон Ifl и далее через нижнюю фильтрующую газораспределительную решетку i подают в камеру реактора 16 на газораспределительную решетку 2, по патрубку В через загрузочное устройство 9 вводят участвующую в гетерогенн м процессе твердую дисперсную фазу, поступление которой регулируют шибером 15. Поток газа образует на фильтрующей решетке 2 кипящий слой из более крупных частиц дисперсной фазы и под зажимной решеткой 3

поджатый плотный слой из более мелких частиц. Частицы в поджатом слое пбд влиянием газодинамической силы ипульсаций потока, частота которых выбирается в зависимости от характеристики дисперсной фазы в пределах 0,5-20 Гц, при которой не нарушается струйный режим в подвешенном плотном слое под, зажимной фильтрующей решеткой 3, перемещаются в сторону подъема решетки. Движущийся под зажимной решеткой 3 в сторону ее подъема слой дисперсного материала поступает далее в канал 4 и отводится по нему на нижнюю решетку 2 в кипящий слой. Отсюда потоком газа дисперсные

5 частицы вновь возвращаются в поджатый под перегородкой 3 движущийся плотный спой материала. Интенсивность циркуляции дисперсной твердой фазы определяется скоростью газа в камере

0 и регулируется шибером 15, установленным на канале 4.В процессе циркуляции частицы дисперсной фазы проходят мимо теплообменника 17, где охлаждаются (или нагре5 ваются), в результате чего в аппара-. те поддерживается установившийся тепловой режим работы.

Формула изобретения

Устройство для проведениягетерогенных процессов, содержащее вертикальный корпус с размещенными в нем ограничивающими реакционное пространство решетками, расположенными во взаимно пересекающихся плоскостях, патрубками ввода и вывода твердой дисперсной фазы и газа (жидкости) с установленным на патрубке

0 ввода газа (жидкости) пульсатором и размещенной внутри реакционного пространства перегородкой, образующей со стенкой корпуса переточный канал, отличающееся тем,

f что, с целью увеличения удельной производительности аппарата за счет создания в нем комбинации псевдоожиженногр и движущегося плотного слоя, нижняя решетка установлена горизонтально, патрубок ввода твердой дисперсной фазы выполнен не доходящим до нижней решетки, а вертикальная перегородка установлена с зазором между решетками.

5Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 220847, кл. F 26 В 17/10, 1967 (прототип).