Аппарат с неподвижным зернистым слоем

 

Изобретение относится к аппаратам с неподвижным зернистым слоем катализатора или поглотителя и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей и др. отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение эффективности процесса тепломассопереноса. Аппарат включает корпус, заполненный крупнозернистым катализатором, размещенным в сетках, установленных на газораспределительной решетке вертикально по концентрическим окружностям с шагом, равным 10-15 диаметрам частиц катализатора, а эквивалентный диаметр ячеек сеток в 1,5-2 раза превышает диаметр частиц слоя. Установленные и подобранные таким образом сетки выравнивают профиль скоростей газового потока. 1 ил.

СОЮЗ ССаЕТСНИХ

ССЦИИВ}СТИ ЕСН}4Х

РЕСПУБЛИН

А1

: ч (>}> 4 В 01 П 8/02 53/Сг>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И Д ВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД 4PCTBEHHbiA НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ щ и гннт ссс (21) 4331917 г31-26 (22) 21.09.87 (46) 1 5.08.89. Бюл. И 30 (7!) Тамбовский институг химического мл>пиностроенин и Уральский политехнический институт (72) В.l}.Êoðîëe» и В.Д.}}ихлйлик (53) 66.074.3 (088.8) (56) Авторское вид»тельство СССP

}} 1255194, кл. Ь 01 Л 8/02, 1986 ° (54) АППАРАТ С } :ЕПС>}ВИЖ}!ЪМ ЗЕРНИСТЪ}!

С,> .0}Ж (57) Изобретени» относи ггн к лпплрлтам с неподвижнь:и верни< ть>м слоем катализатора или ног>и тителя и может

Изобретение относится к аппаратам с неподвижнь>и зернисгыи сгтоем катализатора или поглотителн и можей найти применение н химической, нефтеперерабатывающей и других отрлслях народного хозяйства.

Цель изобретения — повыпение эффективности процессл тепломассопереносл.

На чертеже показан аппарат с неподвижныч слоем катализлторл, общий

«ид, Аппарат состоит из к«рпуса 1, зернистогс слоя катали глторл 2, устройства 3 для выравнивания профиля скорости газового потока, выполненного в виде сеток, вертикально и копцентрично установленных нл плит» гаэораспредвлительного устр«йствл 4 с u>àãîì, ранним (10-!5) d,ãäe d — диаметр

„.Я(},„, i 5" 00358

2 найти применение в химической, нефтеперерабатывающей и др. отраслях народного хозяйства. Цель изобретения повышение эффективности процесса тепломлссопереносл. Лпплрат включает корпус, заполненный крупнозернистьп> катализатором, размещенным в сетках, установлеинь>х нл глэораспределительной решетке вертикально по к нцентрическим окружностям с шлгом равным 10

15 диаметрам члстиц катализатора, а эквивалентный диаметр ячеек сеток в

1,5-2 рлзл преньпплет дилметр частиц слоя. Устлнонг>ен»ые и и >добрлнные тлким обрлзом сетки выравнивают профиль скоростей глзон«га потока. 1 ил. частиц слоя, т.е. в пределах влияния перегородок на нлпря>кенное состояние слоя.

Эквивалентный диаметр ячеек 4э„п (1,5-2) d, где d — диаметр частиц слоя, обусловлен необходимостью свободного проникновения зерен катализатора через ячейки сетки н является оптимлльныи с точки зрения влияния ,перегородки нл создание равномерного напряженного состояния слоя зерен вблизи перегар«док нл расстоянии (10-15)d. При больп>ем чем t }5d пиге между перегор«днами рлвноиерность напряж. нного состояния слоя зерен вблизи перегородок нарушается. Высо" та сеток должнл быть б«льпи или равна высоте слоя клтллизлторл.

Аппарат с эернисть>м слоем катализатора работает следующим образок.

Г tlat Г;!

В «нпарат с рлэмещенн;.",.н в, ем

Bc ðò lKëël íî Tl() KîllöåíTðèh!: :.. кнм окружностям сетками 3 засов|Лет кр "пно зернистый катализатор (2-" ми) на

Г

) высоту, равную или меньщу:.. высоты сеток. При засыпке зер n - талиэато" ра заполняют объем аппарата.

Зерна катализатора, проникая через ячейки сеток, способствуют выравниванию касательных и нормальных напряжений в слое около сеток, т.е. сетка удерживает равномерно напряженный зернистый слой на расстоянии

t (1О-15)d от своей поверхности. 1

Создается равномерное распределение давления слоя зерен катализатора на сетки и, следовательно, примерно одинаковое гидравлическое сопротивЛЕНИЕ ПО ВСЕМУ СЕЧЕНИЮ СЛОЯ. 20

После засыпки катализатора разравнивается и через газораспределительную рещетку 4 подается реагент (гаэ, жидкость), который начинает с одинаковыми скоростями фильтроваться через зернистый слой. Подсасываясь к сеткам, реагент пересекает их, фильтруясь между зернами ..аталиэатора, находящимися в я айнах сетки, и равномерно растекается по сечению слоя, 30 заключенного иеуду соседними сетками. Проскок реагент» " большими, чем в объеме слоя ско ростями у поверхности сеток не происходит, Подсос реагента в прнстенн ю ЭОну Ограничи- 3; вающих слой стенок аппарата элачительно ослабевает, так как отсутствует резкое изменение гидравлического сопротивления между пристенной зоной и остальным слоем. Кроме †. ого,,40 сетки принимают на себя возникающие радиальные перетоки реагента, изменяют направление перетоковна вертикальное и эа счет проницаемости своей поверхно< ти рассеивают зти потоки 45 равномерно -io сечению слоя.

Реагент примерно с одинаковьми скоросгямн проходит через весь объем зернистого слоя, обеспечивая тем самым олинаковчо скорость процессов тепло- и массообмена во всем зернистом слое катализатора, увеличивая эффективность работы аппарата в цеИл Kp jjTIHoA лабораторной модели пров1 дены экспернментальныа исследования распределения =корости газа по сечению зернистого слоя по известной методике, Р ..Зультаты экспериментс е 1< р o г о Гi. «ес "н! 1м формучз ч крупномас "табные неоднородности

«цени".:явись коэффициентом варьироis!" пня 1 .. „a "Окальные Vz

1- 7 е

V„(= S/г;

7 Я„/у, й

J (V — V)

1 (V; — г)

3J ь

h (п-1) v-, ч, V

У вЂ” скорости соответственно в отдельных точках секций, средняя по секциям, среднерасходная, м/с; номер секции замера скоростей; — число секций; — номер точечного значения скорости в секции;

n — - число точек в секции.

Результаты исследований распределения скорости реагента по сечению зернистого слоя катализатора (d

3,2 ми), разделенного сетками размером ячеек d zÄ /d 2, вертикально установленных на плиту газораспределительного устройства на расстоянии t10d друг от друга, показали, что величина V характериэукщая локальные неоднородности, получилась равной О, 14, а в известном устройстве V„ 0,13, т.е локальные неоднородности, возникающие при обтекании отдельных эерен катализатора, остались неизменными. Величина Ч

= 0,01, а н известном устройстве

V 0 06 т.е. умеиьпилась в 6 раз.

\(ф ф ° °

Таким образом, локальные неоднородности, которые определяются микро. неоднородностями обтекания отдельных зерен слоя, присущие для любых зернистых слоев, остались практически на том же уровне, что и в-известном устройстве, а хрупномасщтабные неоднородчости, в основнои влияющие иа производительность и эффективность работы аппаратов, уменыиились в 6 раз.

Фориула изобретения

Аппарат с неподвипньы зернистым слоем, наприиер, катализатора, вхлю,чающий корпус, заполненный зернистым

1 5?.? И3 58

Составитель И.Рогачева

Техред М.Дидык

Редактор А.Лемкина

Корректор И.Муска

Закаэ 4798/10 Тирам 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рлу?вская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.умгород, ул. Гагарина, 101 мй ",ñ палОм гз зорас11рсцелптельну?О решет»; и устройство для выравнивания профиля скоростей потока газа, о т л и ч а в шийся тем, что, с целью поль?шения эффективности процесса тепломассопереноса, устройство для Ih? Ip ? й?!з;? ?>I 5R в?: п :.л г?ено в виде сеток, устало:-:. .:":ппъ на гаэораспределительной ре?л< гке е магом, равным

10-15 диаметрам частиц слоя, а эквивалентный диэь?етр ячеек сеток в t,52 раэа превьпэае диаметр частиц слоя.