Реактор

 

1. РЕАКТОР для гетерогенных процессов газ - твердое, содержащий корпус, технологические штуцеры, источник высокого напряжения, центральный изолятор с расположенным на нем центральным электродом с закрепленными на нем дисками и установленный коаксиально ему снарурки периферийный электрод с закрепленными на нём кольцами , размещенными между дисками цент , рального электрода с, образованием между собой контактной камеры о т л ичающийсд тем, что, с цепью повышения надежности и качества продукта , ввод газа выполнен в виде тора, на внутренней поверхности которого по периметру выполнена щель, при этом тор охва;тывает расположенньй вертикально центральный изолятор ввода высокогр напряжения. 2. Реактор по п. 1, о т л и ч а-/ ю щ и и с я тем, что каналы в электродах различной полярности сдвинуты один относительно другого в горизонтальной плоскости на угол 180°, СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН аю аи В) В 01 J 8!18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный нОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ГНРЫТИЙ (21) 3634832/23-26 (22) 17.05.83 (46) 07.06.85. Бюл. 9 21 (72) О.А. Мяэдрнков (53) 66.096. 5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 709160, кл. В 01 J 8,18, 1976, 2. Авторское. свидетельство СССР

У 718159, кл. В 01 J 8/38, 1976. (54)(57) 1. РЕАКТОР для гетерогенных процессов газ — твердое, содержащий корпус, технологические штуцеры, источник высокого напряжения, центральный изолятор с расположенным на нем центральным электродом с закрепленными на нем дисками и установленный коаксиально ему снаружи периферийный электрод с закрепленными на нем кольцами, размещенными между дисками цент, рального электрода.с, образованием между собой контактной камеры о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и качества продукта, ввод газа выполнен в виде тора, на внутренней поверхности которого по периметру выполнена щель, при этом тор охватывает расположенный вертикально центральный изолятор ввода высокого напряжения.

2. Реактор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что каналы в электродах различной полярности сдвинуты один относительно другого в горизонтальной плоскости на угол 180, 20

11596

Изобретение относится к аппаратам, в которых с целью интенсификации процесса осуществляется электродинамическое псевдоожижение тонкодисперсной твердой фазы. Такие аппараты предназначены как для получения газообразного продукта, например, при гетерогенном катализе в системе гаэ — твердое тело, так и продукта в твердом состоянии путем окисления 10 или восстановления тонкодисперсных частиц твердой фазы, например, при прямом восстановлении порошков оксидов металлов.

Известны аппараты, реализующие электродинамическое псевдоожижение частиц твердой фазы и позволяющие псевдоажижать частицы с размером от десятых долей микрометра 1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является аппарат, содержащий корпус с крышками, изолированный от корпуса профилированный высокопотенциальный электрод, снабженный приводным устройством, и тех,нологические патрубки (2).

Однако для осуществления непрерывности процесса необходимо горизонтальное расположение оси аппарата, требу- ® ющее больших рабочих площадей, а для обеспечения герметичности высоковольтного изолятора использованы дополнительные элементы конструкции.

Кроме того, в известном аппарате 35 невозможно изменить суммарный объем зан электродинамического псевдоожижения частиц твердой фазы. Происходит запудривание частицами высокодисперснай твердой фазы поверхности вы- 40 соковальтных изоляторов, что приводит к потерям энергии тока высокого напряжения, пробоям на корпус и, в конечном итоге, срыву процесса псевдоожижения. При использовании устрайств4 для непрерывного получения продукта в виде порошка необходимо сообщать высокопотенциальному электроду вращательное движение, что усложняет конструкцию ввода высокого напряже- 50 ния и требует привода.

Цель изобретения - повышение надежности работы и качества продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в реакторе для гетерогенных- пра- 55 цессов газ - твердое, содержащем корпус, технологические штуцеры, источ-t ник высокого напряжения, центральный изолятор с расположенным на нем центральным электродом с закрепленными на нем дисками и установленный коаксиальна ему снаружи периферийный электрод с закрепленными на нем кольцами, размещенными между дисками центрального электрода с образованием между собой контактной камеры, ввод газа выполнен в виде тора, на внутренней поверхности которого по периметру выполнена щель, при этом тор охватывает расположенный вертикально центральный изолятор ввода высокого напряжения.

При этом каналы в электродах различной полярности сдвинуты один относительно другого в горизонтальной плоскости на угол 180 .

На чертеже показан предлагаемый реактор, общий вид.

Устройство содержит металлическое основание 1, в конической выточке которого. свободно посажена опораизолятор 2, выполненная иэ термостойкого диэлектрика, например фторфлогапита. В нее свободно посажен центральный электрод 3 блока 4 высокопотенциальных электродов 4, выполненных в виде дисков. Применение термостойкаго диэлектрика обеспечивает электрическую прочность изолятора при повышенных температурах до 800 К и более, что в ряде случаев позволяет отказаться от принудительного охлаждения изолятора, как средства обеспечения его электрической прочности. Высоковольтный изолятор ввода высокого напряжения в объем реактора с конусностью образующей в пределах 5-30 одновременно является опорой центрального электрода 3 блока 4 высокопатенциальных электродов.

Это обеспечивает наиболее простой вариант конструктивного решения за-дачи вертикальной компановки реактора за счет вертикального расположения блока высокопотенциальных электродов на центральном электроде 3.

При условии притирки конических поверхностей опоры-изолятора и выточки основания одновременно решается без дополнительных элементов и задача уплотнения высоковольтного ввода: при углах 5-30 нормальное давление, создаваемое весом блока высокопатенциальных электродов, даже

:в тех случаях, когда давление газо-

9620 4 кальной оси аппарата, зоны псевдоожижения имеют форму колец. Следует различать два рабочих режима реактора, Если реактор используют для получения твердого продукта, например, для восстановления порошка оксидов некоторых металлов до металла газообразным восстановителем, то порошок оксида непрерывно подают по патрубку 14 в верхнюю межэлектродную область ° Подачу осуществляют с помощью того нли иного дозирующего устройства в верхнюю межэлектродную область, где порошок оксида псевдоожижается силами электрического поля.

Как следует из чертежа, для подачи в межэлектродную область частиц по каналу патрубка 14 в верхнем низкопотенциальном электроде сделан канал 15.

При подключении блоков электродов к источнику высокого напряжения поданные в верхнюю межэлектродную область частицы твердой фазы электродинамически псевдоожижаются.

Известно, что счетная концентрация твердых частиц в области электродинамического псевдоожижения не может быть больше некоторого предельного значения, Поэтому по мере поступления частиц из патрубка 14 зона псевдоожижения охватит всю кольцевую область и достигнет канала 15 уже в верхнем из высокопотенциальных электродов, Частицы начнут переходить в следующую межэлектродную область по этому каналу. Далее процессы перекачки повторяются. з 115 вой фазы в рабочем объеме порядка атмосферного уже достаточно.

Расстояние между отдельными дисками центрального высокопотенциального блока изменяют высотой цилиндрических втулок 5.

Положение блока электрода 6, выполненных в виде колец, находящихся под потенциалом корпуса, в радиальном направлении относительно высоко- 10 потенциального блока фиксирует кольцевой выступ 7 основания реактора.

Расстояние между отдельными электродами этого блока определяет высота цилиндров 8. Смена элементов 5 и 8 позволяет изменять межэлектродные расстояния, Таким образом, предлагаемая конструкция реактора обеспечивает изменение общего объема .области 9 псев- 20 доожижения реактора изменением числа электродов обоих полярностей (в пределах высоты корпуса 10 аппарата), т.е. позволяет изменять общее время контакта электродинамически д псевдоожиженных частиц твердой фазы с газом. Последний вводят в контактную камеру по патрубку 11, который завершается кольцевым участком

12, охватывающим несущий стержень 3

30 непосредственно над высоковольтным изолятором. Кольцевой участок имеет кольцевую щель 13 для поступления газа в реактор. Она создает кольцевой .поток газа, что исключает оседание частиц твердой фазы на поверхность опоры-изолятора, следовательно, токи утечки на корпус и поверхностные пробои. Это повышает эффективность использования тока высокого напряжения и, что самое главное, 40 устраняет срыв самого процесса электродинамического псевдоожижения за счет этих пробоев.

Корпус 10 и основание 1 соединяют болтами, а герметичность соединения

45 создают прокладкой (на чертеже эти два элемента не показаны). Корпус и основание заземлены, что обеспечивает требования безопасности в усло-. виях высоких напряжений.

При подаче плюса высокого напряжения (+U) на электрод 3 положение зон 9 псевдоожижения частиц твердой фазы соответствует участкам профили- И рования электродов 4 и 6, где межэлектродное расстояние наибольшее.

В сечении, перпендикулярном вертиПоворотом в горизонтальной плоскости блока высокопотенциальных электродов каналы 15 его электродов смещают относительно каналов 15 блока низкопотенциальных электродов на угол в пределах 0-180, чем дополнительно увеличивают время нахождения частиц в данной межэлектродной области.

Процесс перекачки частиц твердой фазы из зоны в зону. нсевдоожижения по высоте аппарата завершается выгрузкой продукта реакции (в твердой фазе) по каналу 16. Соответственно: газообразные продукты реакции и неиспользованный восстановитель выводят по каналу . l7. Если реактор используется для получения газообразного продукта в результате гетерогенного каталитического процесса в системе газ "

5 7759620 б твердое тело, элементы 14, 15 и 16 из рая последовательно проходит зоны конструкции исключают, .а тонкодисперс- псевдоожижения катализатора в раный катализатор вводят при сборке в диальном напряжении. Газообразный межзлектродные области. Исходную га- продукт реакции выводят по каховую фазу подают по каналу 11, кото- 5 валу 77, f0 д

У

g д б

Составитель А. Лиханов

Редактор А. Шандор Техред С.йовжий корректор Л. Пилипенко

Заказ 3626/7 Тираж 541 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035 ° Москва, Ж-35, Раутская наб. ° д. 4/5

Филиал ПБП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная 4