Аппарат с псевдоожиженным слоем Советский патент 1982 года по МПК B01J8/24 

Изобретение относится к технике проведения химических реакций в псевдоожиженном слое и может быть использовано в теплообменной аппаратуре с высокоагрессивными газовыми средами. Известен аппарат с псевдоожиженным слоем, имеющий газораспределительное устройство, содержащий коллектор с отводными патрубками, размещенными в слое газонепроницаемого материала к расположенную над последним газорастфеделительную решетку, колпачки которой. Бьшолнены в виде керамических стаканов, укрепленных своими кромками в слое газонепроницаемого материала, а межколпачковое пространство заполнено керамической массой, например, того же состава, что и материал колпачков 11 3 . Аппарат обладает высокой стабильноетью и эксплуатационной надежностью при проведении высокотемпературных процессов -в отсутствии химических превращений например при нагреве кварцевого песка с использованием электрического способа нагрева гшпарата Однако использование такого аппарата в качестве химического реактора вькзьшает необходимость периодической чистки н замены части колпа псов, склонных к забиванию, например, продуктами побочных реакций при осуществлении высокотемпературных срштезов. Проведение этой операции затруднено, так как узел крепления кромок керал1ических стаканов на газонепроницаемом слое после длительной эксплуатации становится практически неразъемным соединением, что вызывает необходимость замены всего газораспределительного устройства. Известен также аппарат с псевдоожи-- женным слоем, содержащий корпус, внутри которого размещена газораспределительная решетка, в отверстиях которой укреп- лены патрубки с размещенными над ними колпачками с отверстиями и узлом креп- Ления, и насадку из керамических эле- ментов 2J . Однако при длительной эксплуатащ1И такого аппарата, требующей периодическ го контроля состояния газораспредепи. тельного устройства, возни1сает необход -шос1Ъ чистки, и замены части вьшедших из строя колпа-чкоБ Демонтаж колпачков, проработавших длительное время в услови К высоких TeivtaepaTyp, затруднен, поэтому на практике, как правило, проводят замену всего газораспредели- те/шного устройствар Целью изобретения является упрощение профилак.тического ремонта и обслуживания аппарата, лред1шзначе1шого для проведения химических, реакщ й. Для этого в аппарате с псевдоолаокен иым слоем дж проведения xinviiraeciaLx реактшй, содерлшщем корттус, внутри кото рого установлена газораспределительная реиютка, в отверстиях которой укреплены патрубки с размещенньоч1и над ними колпачками с отверстиями и узлом крепления, и наса,цку из керамшюских эяемен;тов, колпачки свободно установлены на патруб.ках, насадка скомпоновала Б блоки из закреплешшх на штангах кера л5иеск1 элементов, а узел крепления вьшолнен в , виде подй ик-шой рамки, свободно размещенной на насадке и соединенной с корп сом. На фиг, 1 показан предлагаемый аппарат, продользатй разрез; на фиг. 2 узел А на фиг, 1, Аппарат содержит кордзс 1, вну1ри которого установлена газораспределитель ная решетка 2 с газоподводящнми патрубками 3, над которыми установлены когшачки 4 с отверстиями 5 и насадка, вьшoлнeшiaя из керамических элементов 6, насажетагх на стержнях 7, укрепленных в верхней части на установочной pajvixe 8. Между установочной рамкой 8 и керамическими элементами б размещена крепе5кная рамка (фиксатор) 9, снаб жегшая по своему nepros-ieTpy отверстиями для прохонодения винтовой пары 10, при™ крешюгощей рамку 9 к специальному yixjmcy 11, приваренному с внутренней стороны к корпусу аппарата 10, снабжен кого крьпцкой 12, Особенностью колпачков 4 является TOj что они вьшош1ены удлт енными к снабжены отверстиями 5, расположегшым вбшсзн донцев. Уровень расположения отверстия выбирается несколько ниже верхнего уровня газоподводящего патруб ка 3, а размер отверстия выбирается так1-гм образом, чтобы зернистый ivtareриал свободно нроходил внутрь колпачкового стакана. Аппарат работает следующим образом. При проведении процесса реагенты через патрубки 3 поступают внутрь колпачков и смешиваются непосредствеш о перед выходом в зону реакции Выход реагентов в псевдоожиженный слой осуществляется через отверстия, расположенные в непосредственной близости от донна колпачкового стакана, и псевдо оЖ1Скению подвергается зерниетьШ материал, расположенный выше уровня коппачковых стаканов. Зернистый материал, расположенный колпачкового стакана, не подвергается псевдоожижению и, сохраняя неподвю шость, утсрепляет корпус стакана. Более того, зернистый материал, расположенньш в гутрн колпачков, обладает высоким гидравлическим сопротивлением, что предотвращает нисхо дящий поток реагентов внутри колпачков и прохо дение газа межоу решеткой 2 и кромкой колпачка 4. Этим обеспечинается неподвилшость зернистого материала, расположенного в межколпа-жовом npoci. ранстве, ТакиЬ обра.зом, этот зернистый мате риал также у1ф8пляет стаканы колпачков и одновремсюю служит нижним теплоизо лзфующим слоем аппарата, отделшощим выcoкoтeIvшepaтypнyю зону реакции- от решетки 2, Дополнительно кoлпaчкIi укрепляются неподвижной насадкой 6, расположешюй на донцах колпачков, которая, помимо своей основной футсции - обеспечения равномерности псевдоояасн ения CBoicM весом прижимает колпачки к плите коллектора и предохраняет их от выдавливания в псевдоожиженный слой при большом сопротивлении выхода газа из отверстий колпачкового стакана. При обычных режимах псевдоожижения веса наса.ц1си вполне достаточно обеспеения неподвижности колпачков и предотращения вьщавливания их в псевдоожиенный слой. Необходимость в крепежной амке 9 возникает при проведении исслеований, когда режимы истечения газа аппарат дост игают таких значений, что езшсрепленная насадка может переходить подвилшое состояние. Профилактический осмотр газораспреелительного устройства осуществляется осле Удаления из аппарата насадки и севдоожиженнохю зернистого материала. олпачки, требующие чистки и замены, ьшймаются из оставшегося зернистого атериала, образующего нижний тепло-

изолирующий слой. Новью колпачковые стаканы устанавливаются в алпарат простым вдавливанием. Проведение профилак- тического ремонта описанным способом упрощает эту операцию, так как не требует демонтажа всего газораспределительного устройства, а также позволяет про водить его без замены опорной шшты коллектора и отводных патрубков.

Дополнительное npeitMymecTBo описан- ного устройства состоит в том, что простота замены колпачковых стаканов позволяет использовать их в качестве лаб раторных образцов при разработке новых

конструкций реакторов для проведения различных химических реакций.

Формула изобретения

Аппарат с псевдоожиженным слоем для проведения хикгаческих реакций, содер жаишй корпус, внутри которого установлена газораспределительная решетка, в отверстиях которой укреплены патрубки с размещенными над ними колпачками с отверстиями и узлом крепления, и насадку из керамических элементов, отличающийся тем, что, с целью упрощения профилактического ремонта и обслуживания аппарата, колпач1Ш свободно установлены на патрубках, насадка скомпонована в блоки из закрепленных на стержнях керамических элементов, а узел крепления вьшолнен в виде подноимной рамки, свободно размещенной на насадке и соединенной с корпусом.

Источники инфор1йа;шн, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 370432, кл. В 01 J .8/18, 1973.

2.Авторское сыщетельство СССР № 257701, кл. F 27 В 15/ОО, 1967 (прототип).

12

Фаг. 1