Высокотемпературный реактор

Авторы патента:

И. С. Казанчева, О. П. Андреев, В. П. Купреенков , Э. И. Симаненков

B01J19/14 - получение смесей инертных газов; использование инертных газов вообще (устройства для получения газов B01J 7/00; разделение газов или паров B01D 53/00)

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

352666

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 19Х.1970 (№ 1434428 23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 29.IX.1972. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 2.Х1.1972

М. Кл. В Olj 1/00

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 66.023(088.8) Авторы изобретения И. С. Казанчева, О. П. Андреев, В. П. Купреенков и Э. И. Симаненков

Заявитель

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕАКТОР

Изобретение относится к высокотемпературным реакторам и может быть применено для термической обработки продуктов в газовой среде для повышения их механической прочности.

Известен высокотемпературный реактор высокого давления периодического действия, содержащий корпус с элементами охлаждения, установленный коаксиально в термостате, заполненном высокотемпературным теплоносителем.

Производительность известного реактора невысока. Это обуславливается тем, что в периоды пуска и охлаждения реактора основная часть рабочего времени (до 60%) и энергетических затрат уходит на расплавление и разогрев до рабочей температуры и охлаждение до температуры, безопасной для разгрузки, всей массы теплоносителя, определяемой конструктивным объемом термостата с размещенными в нем элементами. При разогреве и охлаждении теплоносителя уровень его «олеблется по высоте в пределах 120 вЂ” 150 лья.

Это приводит к тому, что на участке между верхней и нижней границами колебания уровня в результате концентрации температурных напряжений наблюдается разрушение наружной поверхности корпуса и внутренних устройств (змеевика, нагревательных элементов), что значительно сокращает срок службы реактора. Передача тепла от теплоносителя к корпусу реактора осуществляется конвективным способом, затрудняя интенсивность нагрева реактора и стабилизацию температуры по всей массе теплоносителя в период разогрева н охлаждения, а также ограничивая предел регулировки температуры теплоносителя.

Цель изобретения вЂ” повысить производи10 тельность реактора. Для этого термостат снабжен дополнительной емкостью, в которой размещены нагревательные элементы и устройство для создания циркуляции. Кроме того, термостат соединен с этой емкостью тан15 генциальными патрубками, расположенными диаметрально.

На чертеже изображен предложенный реактор с термостатом, Термостат реактора состоит из рабочей

20 емкости 1 и вспомогательной емкости 2, Каждая емкость снабжена эллиптическим днищем 8 и опорным фланцем 4. В днищах обеих секций вмонтированы нагревательные элементы 5. На опорном фланце рабочей емко25 сти 1 крепится корпус 6 реактора с опорным фланцем и крышкой с затвором высокого давления и элементами для нагрева и охлаждения. На корпус реактора навит охлаждающий змеевик 7, направление навивки которого сов30 падает с направлением движения теплоно352666

50 сителя от верхнего канала к нижнему. Такая навивка змеевика способствует движению теплоносителя вокруг корпуса реактора по спирали.

На крышке 8 вспомогательной емкости 2 монтируется устройство 9 для принудительной циркуляции теплоносителя с приводом 10 и направляющим аппаратом 11. На крышке смонтированы также и нагревательные элементы 12.

Обе ем кости сообщаются между собой верхним 18 и нижним 14 патрубками, тангснциально расположенными относительно внутренней поверхности секций термостата н диаметрально противоположно друг другу, Обе емкости имеют общий теплоизоляционный кожух 15, необходимые технологические штуцеры и опоры.

Наличие вспомогательной емкости 2 улучшает условия контроля уровня теплоносителя, имеющего значительный коэффициент объемного расширения, н способствует своевременной компенсации его потерь (за счет термического разложения и испарения), что в конечном счете увеличивает срок службы нагревателей, реактора и других внутренних устройств, размещенных в секциях термостата.

На направляющий аппарат 11 навит змеевик, в который поочередно поступает холодная вода нли пар, с целью сокращения времени на охлаждение илп разогрев теплоносителя в пусковой период в емкости 2.

Реактор работает следующим образом, Пусковой период

В период пуска при заполненных теплоносителем емкостях включают обогрев вспомогательной емкости 2, расплавляют теплоноситель и нагревают его до заданной температуры. Затем на протяжении всей работы реактора теплоноситель во вспомогательной емкости (он составляет 85 вЂ” 90% от общего веса теплоносителя) остается в расплавленном состоянии, которое поддерживается дежурной мощностью, составляющей не более /з от общей мощности.

В реактор с помощью специального приспособления загружают изделия. Тсмпература peahen opa harp» загрузке должна быть не выше 30 вЂ” 40 С. Это условие обеспечивается циркуляцией хладагента в змеевике, навитом на реактор. Теплоноситель остается в хо5

З5 лодном состоянии. Запорными устройствами между колодкой и горячей секциями служат солевые пробки, которые образуются в каналах, расположенных в непосредственной близости от змеевика с циркулирующим хладагентом. После загрузки реактор герметизируют и повышгнот давление до заданного.

После герметизации реактора змеевик освобо>кдают от хладагснта и включают в ра. боту побудитель циркуляции. При этом в первый момент теплоноситель начинает циркулировать по кратчайшему пути между верхним и нижним каналами. По мере расплавлешгя теплоносителя в работу включаются витки змеевика, которые служат направляющими для многократной циркуляции потока теплоносителя вокруг реактора. Так как масса теплоносителя в рабочей секции составляет небольшую часть от общей массы теплоносителя, то н время, требуемое для ее расплавления и нагрева до заданш>й температуры, сокращается на 25 вЂ” -30% по сравнению с известным реактором. При достижении в реакторе заданной рабочей температуры в емкости 2 мощность переводят «а дежурную для компенсации возмо>кных теплопотерь.

После окончания рабочего цикла отключак>т побудитель циркуляции, а в змеевик реактора подается хладагент. В предлагаемой конструкции время охлаждения также значительно меньше, чем в известном реакторе. По достн>кении температуры, безопасной для разгрузки, в реакторе сбрасывается давление до атмосферного, крышка открывается и обработанные изделия выгружаются.

Новый цикл начинается не с пускового периода, а с загрузки продукта.

Предмет изобретения

1. Высокотемпературный реактор высокого давления периодического действия, содер>кащий корпус с элементами охлаждения, установленный коаксиально в термостате, заполненном высокотемпературным теплоносителем, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, термостат снабжен дополнительной емкостью, в которой размещены нагревательные элементы и устройство для создания циркуляции.

2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что термостат соединен с емкостью тангенциальными патрубками, расположенными диаметрально.

662666

A вЂ” А

Редактор Н. Коган

Заказ 3587/15 Изд. № 1476 Тираж 406 Подписное

Ц1-1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раугнская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Кацовская

Текред Е. Борисова

Корректоры: Л. Корогод и В. Петрова

Изобретение относится к получению полимерных покрытий на поверхности углеводородных жидкостей с целью предотвращения их испарения

Газогенератор // 2292234

Изобретение относится к устройствам для генерирования чистого низкотемпературного газа при сгорании твердого химического топлива

Устройство для получения раствора нитрата аммония // 1699586

Изобретение относится к конструкции апп&ратов для получения раствора-нитрата аммония и позволяет повысить производительность процесса путем снабжения устройства трубчатой насадкой, размещенной в верхней части стакана и трубчатым кон; денсатором, установленным над колпачковыми тарелками, вход которого соединен со штуцером подачи азотной кислоты, а выход - с распределителем азотной кислоты

Способ получения инертной газовой среды // 2530134

Изобретение относится к способам получения газовых смесей с уменьшенным содержанием кислорода, инертных по отношению к углеводородам и другим горючим веществам и может быть использовано для создания инертной (взрывопожаробезопасной) атмосферы в замкнутых технологических объемах или помещениях в нефтегазовой, нефтегазоперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности и народного хозяйства. Предложен способ получения инертной газовой среды, включающий нагрев смеси сырьевого газа и газа регенерации до температуры каталитического восстановления, смешение с бессернистым топливом в количестве, обеспечивающем требуемую остаточную концентрацию кислорода в инертной газовой среде, каталитическое восстановление свободного кислорода с получением газа восстановления, который разделяют на две части, одну из которых охлаждают смесью сырьевого газа и газа регенерации, а другую охлаждают дросселированной циркулирующей частью газа сепарации. Изобретение позволяет получить инертную газовую среду, непосредственно пригодной для создания инертной атмосферы в замкнутых технологических объемах или помещениях, исключить применение двигателя внутреннего сгорания, получить конденсат водяного пара. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.