Контактный аппарат с неподвижным слоем зернистого материала Советский патент 1982 года по МПК B01J8/04 

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к контактным аппаратам с зернистым материалом в неподвижном слое. Известен контактный аппарат с неподвижной зернистой насадкой, содержащий корпус цилиндрической формы, опорную решетку, штуцера для ввода и вывода газа и газораспределительное устройство 1. Однако указанный контактный аппарат не обеспечивает равномерного рас пределения скоростей газового потока по сечению зернистого слоя {у сте ки средняя скорость в 1,5-2 раза выше, чем в центре), что обусловлено повышением порозности зернистого,сло в периферийной части за счет пристен чной ориентации частиц. Это снижает производительность крнтактного аппарата.. Известен аппарат с неподвижным слоем катализатора, содержащий корпу стенки которого покрыты термостойким материалом. В таком аппарате порозность в пристеночной области уменьшается, в результате выравнивается скорость газа по поперечному сечению 2. Недостатком этого аппарата является то, что материал надо специально подбирать для каждого конкретного процесса. Введение в зону реакции инородного материала не всегда желатеДьно. Кроме того, уменьшается полёзньш объем реактора. Извес7 ен контактный аппарат, зернистая насгщка которого выполнена в виде двух соосно расположенных слоев, причем более мелкая фракция находится в периферийной области 3. Однако изготовление мелкой фракции нужного размера, загрузка аппарата двумя слоями последукяцее их разделение связано со значительны трудностями, материальными и временными затратами, в случае пршленения 13 качестве мелкой 4факции материала, не участвующего в реакции (теплоносителя Г, уменьшается реакционный объем аппарата. Наиболее близким к предлагаемому является контактный аппарат с неподвижным слоем тернистого материала, имеющий конический корпус с меныиим основанием внизу. Коническая рма корпуса служит для лучшего опорожнения аппарата 4. хель изобретения - повышение про водительности работы контактного ап парата за счет выравнивания профиля скорости газового потока в поперечном сечении слоя. Указанная цель достигается тем, что используют контактный аппарат с неподвижным слоем зернистого мате риала, имеющий корпус в виде усеченного конуса с меньшим основанием внизу, для которого отношение H/L 0,94-0,98, где Н - высота конуса, L - образующая конуса. В таком аппарате нарушается прис ночная ориентация частиц, характерн для цилиндрического корпуса, Грави.тационные силы прижимают частицы к коническим стенкам, уплотняя их в периферийной области . В результате порозность и проницаемость слоя выравнивается по поперечному сечению аппарата, приближаясь к среднему значению. При пропускании через тако слой газа скорости его по поперечно му сечению распределяются равномерно В аппаратах с отношением H/L, боль шим 0,98 (с углами сужения меньшими 2(f).f вырав ивание профиля скоростей не достигаете поскольку порозность слоя в них прктически не отличается ,от порозности в цилиндрических аппа ратах. В аппаратах с Н/L меньшим 0,94 (угол сужения, большим 40), ск рости в пристеночной области, наобо рот, снижаются за счет того, что зер нистый материал здесь переуплотняет ся. В конических аппаратах, у которы нижнее основание больше верхнего неоднородности потока газа только усиливаются из-за еще большего увеличения порозности в пристеночной, области. На фиг.1 изображен контактный аппарат с неподвижной зернистой насадкой; на фиг.2 - график усреднен ных скоростей по сечению аппарата. Контактный аппарат содержит конический корпус 1 с отношением высоты к образующей, равным 0,94-0/98, опорную решетку 2 с находящимся на ней слоем зернистой насадки 3, штуцера для ввода 4 и вывода 5 газа и газораспределительное устройство 6. Контактный аппарат работает следующим образом. В аппарат, состоящий из коническо обечайки с отношением Н/Ь 0,97, имеющий диаме.тр нижнего основания rdhf 0,2 м, крышки со штуцером ввода газа и газораспределительного устрой ства, загружают на высоту 0,4 м однородный зернистый материал. Шары с (1 0,008 м, шары с А 0,004 м, дробь с d3, 0,002.м, песок с с 0,001 м. В аналогичный аппарат с H/L 0,97, имеющий диаметр нижнего основания du 1 м. загружают дробь с й 0,002.м. При этом отношение диаметра нижнего основания аппарата к диаметру зерна составляет .нч „„. 25i-j -50i-j-MOOi - 2°° .ЭИВ1 ЭК8з 31464 После загрузки аппараты продувают воздухом сверху вниз. Замеры скоро-стей газа проводят непосредственно на выходе из слоя термоанёмометром по всему сечению-слоя. При продувке аппарата в каждом случае снизу вверх полученные профили мало отличаются от тех, которые были получены при продувках аппарата сверху вниз. Как видно из фиг,2, в аппаратер конической формы, в котором Н/Ь 0,94 - 0,98 для,широкого диапазона dottАи - . кривая . 25; кривая б °Э(вOSKBV j 50; кривая в -j 100; кривая экв ... 200,криваяд- 500 имеет место выравнивание профиля скоростей газа в поперечном сечении зернистого слоя по сравнению с профилем в цилиндрическом аппарате d 0,2 м, загруженном шарами dg 0,004А(; tia высоту 0,4 м (кривая е) . Следовательно, использование предлагаемого контактного .аппарата ает положительный эффект Для однородных зернистых материалов с различным . Формула изобретения Контактный аппарат с неподвижным слоем зернистого материала, содержащий корпус, выполненный в виде усеченного конуса со штуцерами для ввода и вывода газа, и газораспределительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет выравнивания профиля скорости газа в поперечном сечении слоя, конический корпус выполнен с отношением H/L, равным 0,94-0,98, где Н - высота конуса, L - образующая конуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Средин В.В., Тарасенков П.В., Оборудование и трубопроводы установок каталитического реформинга и гидроочистки. Л., Гостехиздат, 1963 с. 115. 2.Авторское свидетельство СССР 774580, кл. В 01 J 8/02, 1975. . 2. Авторское свВДетельство СССР по заявке 2338446/26, кл. В 01 J 8/02, 1976. 4. Алферов К.В., Зенков Р.Л.. Бункерные установки, М., 1955, с. 92.