Взрывозащищенный герметичный реактор высокого давления Советский патент 1982 года по МПК B01J19/00 

154} ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЙ ГЕРМЕТИЧНЫЙ РЕАКТОР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

12

Изобретение относится к области химического машиностроения и касается конструкции герметичных реакторов высокого давления для проведения процессов, протекающих под давлением и при температурах выше при обработке взрывоопасных веществ, может быть применено в нефтехимической, химической и биохимической промышленности.

Проведение процессов в герметичных реакторах высокого давления с взрывоопасными веществами требует применения интенсивного обогрева аппаратов.

Широко известны-устройства для нагрева емкостей при помощи резистивных электронагревателей Г1. Их основным недостатком является низкий КПД, что приводит к значительным тепловым нагрузкам на теплоизоляцию Hj, как следствие, неудовлетворительным показателям по взрывозащите.

Известен также смеситель для приготовления строительных смесей, содержащий герметизированный корпус, приводные перемешивающие лопасти и электроды, соединенные с источником электрического тока, причем днище корпуса выполнено с изоляционным покрытием, имеющим концентрически расположенные пазы, в которых помещены электроды С2Т. Недостатком данной конструкции является рабочая среда, что накладывает требования по электропроводности среды, В случае малого уровня жидкости возможен дуговой разряд, что не позволяет использовать в качестве среды

10 взрывоопасные вещества.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является герметичный реактор высокого давления,

15 снабженный резистинным электронагревателем, выполненный в виде изолированного проводника с вывбдами, заключенными в клеммную коробку, и устг ройством охлаждения в виде донного

20 охладителя 3. Данные реакторйл должны снабжаться резистивньлм электронагревателем. Кроме того, предусматривается обогрев аппаратов лишь до 200С, что не отвечает тре25бованиям промышленности, так как должен быть обеспечен нагрев среды аппаратов до 400°С. Таким образом, основным недостатком является то, что применяемый тип нагрева не обеспечи30вает взрывозащиту данных аппаратов. Целью изобретения является повышение взрывозащиты. Поставленная цель достигается тем, что в герметичном реакторе высо кого давления, содержащем корпус с . горловиной, расположенное на ней вин товое перемешивающее устройство с втулкой большего, чем горловина, диа метра и образующей с ней кольцевой канал, электромагнитным приводом, включающим экранирующую гильзу, резистивный электронагреватель,выполне ный в виде изолированного проводника намотанного на боковую стенку реакто ра с выводами, заключенными в клеммную коробку, и устройство охлаж- , дения в виде донного охладителя, в боковой стенке реактора выполнен спиральный паз глубиной, равной диаметру проводника, в котором размещен электронагреватель, причем клеммная коробка выполнена герметичной и расположена под охлаждаемым днищем реак тора. Погружение электронагревателя в корпус реактора не уменьшает его прочностных характеристик, так как при этом достигается равнопрочность корпуса, и позволяет уменьшить тепловую нагрузку электронагревателя за счет большего его КПД. Это обеспечивает надежную изоляцию нагревателя о окружающей среды. Герметизация и установка клеммной коробки на охлаждаемом дне реактора исключает нагрев ее до температур, могущих вызвать воспламенение взрыво опасной смеси. Такое исполнение нагревателя предохраняет аппаратуру от взрыва Л(аже при попадании взрывоопасных веществ в зону нагрева. На чертеже приведен-реактор, продольный разрез. Реактор содержит нижний фланец 1 электропровода, непосредственно соединенный с корпусом 2, закрытым кожухом 3.- Вал 4 перемешивающего устройства 5 приводится во вращение электроприводом, имеющим общий вал с устройством 5. Термоизоляция из кварцевого песка 6 закрывает электро нагреватель 7 - нихромовую проволоку с надетыми на нее изоляторами, которая расположена в двухзаходном спиральном пазе реактора высокого давления. В нижней части корпуса реактора 2 расположен донный охладитель 8. В нижней части корпуса распо ложены карманы для термопар 9 и термоизоляция 10. Термостойкий кабель 11 уплотнен резиновой шайбой 12. Кры ка 13 удерживает кварцевый песок 14, закрывающий внутреннее заземление 15 и заполняющий клеммную коробку 16. Клеммник 17 служит для подсоединения термостойкого кабеля 11 к нихромовой проволоке электронагревателя 7. Дня снижения потерь от лучеиспускания применен многослойный экрау из полированной жаростойкой фольги 18, рабочая полость реактора сообщается с полостью ротора привода черезгорло- . вину 19. Нагрев указанного реактора осуществляется следующим образом. Сила тока в нагревательном элементе 7 регулируется так, чтобы разность температур циркулирующей среды, т. е. внутренней стенки реактора и его наружной стенки в зоне электронагревателя, не превышала 50с при толщине стенки 10 - 50.мм. При этом тепловые напряжения корпуса остаются в допустимых пределах, а температура нагревательного элемента не будет более чем на 100С выше температуры циркулирующей средьт, т. е. составит не более 500°С. В таких условиях теплота передается главным образом за счет теплоизлучения. Благодаря заглублению в спиральный паз элемент 7 будет интенсивно Нагревать дно и стенки паза. Для улучшения лучепоглощения поверхность паза может,ворониться. Часть теплоизлучения, не перехваченного стенками паза, будет отражаться экраном 18 из полированной фольги. В этих условиях КПД нагревателя близок к 1001, а перегрев незначителен, что уменьшает тепловую нагрузку кожуха 3 и устраняет возможность воспламенения взрывоопасных веществ при контакте с ней. Надежная герметизация нагревательного элемента 7 при укладывании его в паз уменьшает возможность передачи взрыва при образовании искры. У leньшeниe перегрева нагревательнс5го элемента также уменьшает вероятность перегорания нихромовой проволоки и образования вольтовой дуги в месте ее разрыва. Расположение клеммной коробки 16 на донном охладителе 8 снижает ее тепловую нагрузку. Данное изобретение позволяет обеспечить взрывозащиту герметичных реакторов высокого давления вплоть до категории В4 Т4. Формула изобретения Взрывозащищенный герметичный реактор высокого давления, содержащий корпус с горловиной, расположенное на ней винтовое перемешивающее устройство с втулкой большего, чем горловина, диаметра и образующей с ней кольцевой-канал, электромагнитным приводом, включающим экранирующую гильзуу резистивный нагреватель, выполненный в виде изолированного проводника, намотанного на боковую стенку реактора с выводами, заклю