Генератор энотермических атмосфер Советский патент 1983 года по МПК B01J8/00 C01B3/38 C21D1/74 

Изобретение относится к приготов лению технологических атмосфер.

Известно/ что эндотермическую атмосферу получают в эндогенераторе, в котором осуществляют воздушную конверсию природного газа на промышленном катализаторе ГИАП-3 при недостатке воздуха 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является эндогенератор защитной атмосферы с промежуточным дисперсным теплоносителем, ожиженным в межкусковых объемах каталитической насадки 2 .

Тепло на проведение эндотермических з еакций подводится от электрических нагревателей, размещенных вокруг цилиндрической реторты, заполненной катализатором.-Псевдоожиженный химически инертный материал, ожиженный S межкусковых объемах между частицами катсшизатора, используется в генераторах Как хороший переносчик тепла от стен реторты к реагирующей газовоздушной смеси, продуваемой снизу вверх через реторту. Продукты конверсии отводятся в сборную камеру и далее поступают к потребителю.

Существенным недостатком данной конструкции является электрообогрев

реторты снаружи, который не только увеличивает стоимость единицы готовой продукции (расходуется электроэнергия) по сравнению с газовым обо- : гревом (тепло от сжигания газа дешевле тепла от электроэнергии), но и сдерживает рост единичных мощностей таких установок. Дело в том, что увеличение единичной производительности

10 установки требует увеличения диамет- ра реторты, что приводит к уменьшению температуры внутри ее и снижению скорости реакций.

Цель, изобретения - повышение про15изводительности установки за счет удешевления продукта и экономия электроэнергии.

С этой целью генератор снабжен установленными в камере с ме.лкодисперс20ным материалом трубами, аксиально расположенными между собой и с ретортой, причем внутренняя труба выполнена с рядом радиальных отверстий, размещенных на уровне мелкодисперс25 него материала, верхние концы труб выведены в сборную камеру, а нижние образуют кольцевой зазор, который заглушен.

Это позволяет локально сжигать

30 часть получаемой атмосферы и выводить

продукты полного сгорания наружу в условиях, не позволяющих смешиваться продуктам с эндотермической атмосферой. Тепло полного сгорания используется на . провегдение эндотермических реакций. ,

На чертеже представлен предлагаемый генератор.

Его основные элементы труба 1 для подачи газовоздушной сйеси, беспровальная газораспределительная решетка 2, Колпачки 3 беспровальной газораспределительной решетки, решетка 4, камера с катализатором 5, решетка б, камера с кипящим слоем 7, наружная труба 8, внутреняя труба 9, ряд отверстий 10 для выхода воздуха, камера 11 для сбора эндотермического газа шибер 12 для выравнивания сопротивления в трактах для продуктов полного сгорания и эндотермической атмосферы, патрубок 13 для подачи воздуха, реторта 14, тепловая изоляция 15.

Газовоздушная смесь по трубе 1 через газора.спределительную решетку 2 и колпачки 3 подается в кгьмеру с катализатором 5, где идут реакции конверсии газа с получением эндотермической атмосферы. Часть готовой эндотермической атмосферы уходит через кольцевой зазор между ретортой 14 и

трубой 8 в сборную камеру 11 к пот ребителю, а другая часть поступает в- трубу 9, где в струе воздуха, подаваейого в патрубок 13 и выходящего из отверстий 10, происходит его полное сгорание с выделением химического тепла на верхней границе кипящего слоя 7. Тепло за счет перемешивания частиц слоя уносится вниз камеры с катализатором 5 и расходуется напроведение эндотермических реакций, а продукты полного сгорания выбрасываются через трубу 9 и шибер 12.

Величину зазора между трубами 8 и 9 и соотношение площадей поперечного сечения реторты 14 и трубы 9 определяют расчетом конкретно для дг нного типа реакции, протекающей в установке (воздушная конверсия или ларовая) единичной производительностью. Конструкция генератора восстановительной атмосферы позволяет заменить злектрообогрев генератора на газовый, избавить от размещения дополнительных теплообменных поверхностей нагрева при создании мощных уотановок, так как тепло от продуктов полного сгорания переходит непосредственно к частицам, а от них - к реагирующей смеси, и, в итоге, снизить стоимость получаемой атмосферы.

Формула изобретения

Генератор эндотермических атмосфер, включающий цилиндрическую реторту, колпачковую решетку, камеру с катализатором, камеру с мелкодисперсным химически инертным материалом и камеру для сбора и отвода атмосферы ,i отличающийся тем, что, с целью повышения производительности установки за счет удешевления продукта и экономии электроэнергии, генератор снабжен установленными в камере с мелкодисперснымматериалом трубами, аксиально расположенными между собой,и с ретортой, причем внутренняя труба выполнена с рядом радиальных отверстий, размещенных на уровне мелкодисперсного материала, верхние концы труб выведены в сборную камеру, а нижние образуют кольцевой зазор, который заглушен.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Эстрин Б.М. Производство и применение контролируемых атмосфер, М.., Металлургия, 1963, с. 112.

2.Авторское свидетельство СССР № 395452, кл. С 21 D .1/74, 1973.