Аппарат с псевдоожиженным слоем
Союз Советскин
Социапистическин
Республик
К АВТОРСКОМУ СОИДЕТЕЛЬСТ8У (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 08.10.80(2l) 2991885/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 07.12 82. Бюллетень РЬ45
Дата опубликования описания 07,12.-82 (5l)NL. Кл.
В 01 8/24
3Ьоударственный комитет
СССР оо делам наабретеннй н открытий (53) УДК 66. .096.5 (088.8), Б. А. Головня, В. B. Лукьянов, Е. Я. Ольшанов,:В. П. Павлов,,: -:
С. И. Пашинцев> Г. Я. Рудов и В. Н. Севрюков
i.
Московский ордена Трудового Красного Знамени институт химического машиностроения и Государственный науцщо- " ° --....
l исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (72) Авторы изобретения
{7l) Заявители (54) АППАРАТ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ
Изобретение относится к технике проведения химических реакций в псевдоожиженном слое и может быть использовано в теплообменной аппаратуре с высокоагрессивными газовыми средами.
Известен аппарат с псевдоожиженным слоем, имеющий газораспределительное устройство, содержащий коллектор с отводными патрубками, размещенными в слое газонепроницаемого материала и о расположенную над последним газораспределительную решетку, колпачки которой. выполнены в виде керамических стаканов, укрепленных своими кромками в слое газонепроницаемого материала а межхолэ .t5 пачковое пространство заполнено керамической массой, например, того же состава, что и материал колпачков Ll) .
Аппарат обладает высокой стабильнос-. 0 тью и эксплуатационной надежностью при проведении высокотемпературных процессов в отсутствии химических превращений, например при нагреве кварцевого песка
2 с использованием электрического способа нагрева аппарата
Однако использование такого аппарата в качестве химического реактора вызывает необходимость периодической чистки и замены части колпачков, склонных к забиванию, например, продуктами побочных реакций при осуществлении высокотемпературных синтезов. Проведение этой операции затруднено, так как узел крепления кромок керамических стаканов на газонепроницаемом слое после длительной эксплуатации становится практически неразьемным соединением, что вызывает необходимость замены всего газораспределительного устройства.
Известен также аппарат с псевдоожи. женным слоем, содержащий корпус, внутри которого размещена газораспределительная решетка, в отверстиях которой укреп. лены патрубки с размещенными над ними колпачками с отверстиями и узлом креп1ления, и насадку из керамических элементов (2g .
3 М89
Однако при длительной эксплуатации такого аппарата, требующей периодического контроля состояния газораспределитепьного устройства, возникает необходимость чистки и замены части вышедших из строя колпа п ов. Демонтаж колпачков, проработавших длительное время в услови.ьх высоких тейператур, затруднен, поэтому на практике, как правило, проводят замену всего газораспределительпого устройства.
Пелью изобретения является упрощение профилактического ремонта и обслуживания аппарата, предназначенного для проведения химических реакций.
Для этого в аппарате с псевдоожиженпым слоем для проведения химических реак ий, содержащем корпус, внутри котсрого установлена газорчспределительцая решетка, B отверстиях которой укреплены патрубки с размещенньцп1 над ними колпачками с отверстиями и узлом крепления, и насадк5 из керамических элемен тов, колпачки свободно установлены на патрубках„насадка скомпонована в блоки из закрепле ппях ца штангах керамических элементов, а узел крепления выполнен в виде поджимной рамки, свободно размещепной на насадке и соединенной с кор уНа фиг. 1 показан предлагаемый аппарат, продольный разрез", на фиг. 2— узел А на фиг, 1.
Лппарат содержит корпус 1, внутри
35 которого установлена газораспределитель-: ная решетка 2 с газоподводяшими патрубками 3, над которыми установлены колпачки 4: с отверстиями 5 и насадка, выполненная из керамических элементов
Щ
6, насаженных на стержнях 7, укрепленных в верхней части на установочной рамке 8. Между установочной рамкой 8 и керамическими элементами 6 размещена крепежная рамка (фиксатор) 9, снабженная по своему периметру отверстиями
$$ для прохождения Винтовои пары 10у при крепляюшей рамку 9 к специальному уголку 11, приваренному с внутренней стороны к корпусу аппарата 10 снабжен ного крьпцкой 12.
Особенностью колпачков 4 является то, что они выполнены удлиненными и снабжены отверстиями 5, расположенными вблизи донцев. Уровень расположения отверстия выбирается несколько ниже верхнего уровня газоподводяшего патрубка 3, а размер отверстия выбирается таким образом, чтобы зернистый мате04 4 риал свободно проходил внутрь колпачкового стакана.
Аппарат работает следующим образом.
При проведении процесса реагенты через патрубки 3 поступают внутрь колпачков и смешиваются непосредственно перед выходом в зону реакции. Выход реагентов в псевдоожиженньтй слой осуществляется через отверстия, расположенные в непосредственной близости от донца колпачкового стакана, и псевдоожижению подвергается зерниетый материал, расположенный выше уровня колпачковых стаканов. Зернистый материал, расположенный внутри колпачкового стакана, не подвергается псевдоожижению и, сохраняя неподвижность, укрепляет корпус стакана. Более того, зернистый материал, расположенный внутри колпачков, обладает высоким гидравлическим сопротивлением, что предотвращает нисходящий поток реагентов внутри колпачков и прохождение газа между решеткой 2 и кромкой колпачка 4. Этим обеспечивается неподвижность зернистого материала, расположенного B межколпачковом пространстве.
Таким образом„этот зернистый материал также укрепляет стаканы колпачков и одновременно служит нижним теплоизолируюшим слоем аппарата, отделыошим высокотемпературную зону реакции от решетки 2, Дополнительно колпачки укрепляются неподвижной насадкой 6, расположенной на донцах колпачков, которая, помимо своей основной функции - обеспечения равномерности псевдоожижения— своим весом прижимает колпачки к плите коллектора и предохраняет их от выдавливания в псевдоожиженный слой при большом сопротивлении выхода газа из отверстий колпачкового стакана.
При обычных режимах псевдоожижения веса насадки вполне достаточно обеспечения неподвижности колпачков и предотвращения выдавливания их в псевдоожиженный слой. Необходимость в крепежной рамке 9 возникает при проведении исследований, когда режимы истечения газа в аппарат достигают таких значений, что незакрепленная насадка может переходить в подвижное состояние.
Профилактический осмотр газораспределительного устройства осуществляется после удаления из аппарата насадки и псевдоожиженного зернистого материала.
Колпачки, требующие чистки и замены, вынимаются из оставшегося зернистого материала, образующего нцжпий гепло5 9789 изолирующий слой. Новые колпачковые стаканы устанавливаются в аппарат простым вдавливанием. Проведение профилактического ремонта описанным способом упрощает эту операцию, так как не требует демонтажа всего газораспределительного устройства, а также позволяет проводить его без замены опорной плиты коллектора и отводных патрубков.
Дополнительное преимушество описан- 1 р ного устройства состоит в том, что простота замены колпачковых стаканов позволяет использовать их в качестве лабораторных образцов при разработке новых конструкций реакторов для проведения 15
I, различных химических реакций.
Формула изобретения
Аппарат с псевдоожиженным слоем для проведения химических реакций, содер-20 жаший корпус, внутри которого установлена газораспределительная решетка, в отверстиях которой укреплены патрубки с размещенными над ними колпачками с отверстиями и узлом крепления, и насадку из керамических элементов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения профилактического ремонта и обслуживания аппарата, колпачки свободно установлены на патрубках, насадка скомпонована в блоки из закрепленных на стержнях керамических элементов, а узел крепления выполнен в виде поджимной рамки, свободно размещенной на насадке и соединенной с корпусом.
Источники инфорйадии, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 370432, кл. В 01 Э .8/18, 1973.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 257701, кл. F 27 B 15/00, 1967 (прототип) .
