Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ ГАЗАМИ И ВЗВЕШЕННЫМ В НИХ ПОРОШКООБРАЗНЫМ МАТЕРИАЛОМ

Известно устройство для взаимодействия между газами и взвешенным в них порошкообразным материалом, проводимым непрерывно через реактор, предназначается, например, для получения синтина из окиси углерода и водорода, для взаимодействия между которыми применяется катализатор в порошкообразном виде. Предлагаемое устройство отличается, однако, от них тем, что реактор выполнен в форме щелевидных камер, расположенных на некотором расстоянии друг от друга в общем кожухе, снабженном приспособлением для омывания реакционных камер жидкой или газообразной средой для регулирования температурного режима реакции, причем щелевидные камеры сдвинуты одна в отношении другой и сгруппированы в кожухе с охлаждающей средой зигзагообразно. Кроме того, для осуществления непрерывного круговорота катализатора через реактор, отделения его от газов и регенерации, выводные отверстия щелевидных камер соединены общим каналом через циклон с обогревом с каналами, подводящими газ в щелевидные камеры.

На фиг. 1 изображен вертикальный раэрез устройства по АВ фиг. 2, фиг. 2 - вид устройства в плане, и частично разрез по Е фиг. 3, фиг. 3 - вид сбоку и разрез по фиг. 1 и 2, фиг. 4 - общий схематический вид всего устройства; фиг. 5 - вертикальный разрез одного из подающих охлаждающую среду стояков с регулятором проходных щелей по его высоте, фиг. 6 - вывод щелевидных камер в верхний короб, и фиг. 7 - поперечный разрез части двух примыкающих одна к другой батарей из щелевидных камер.

Устройство состоит из четырех основных агрегатов: самого реактора, пылеотделительного циклона с магазином термической очистки катализатора от парафина, шнека возвращающего пылевидный катализатор в реактор и снабженного воздушным охлаждением, и циркуляционной системы охлаждения реактора.

Реактор выполнен из ряда вертикальных рабочих каналов, образующих щелевидные камеры 1 (фиг. 1, 2, 6, 7), в которых и происходит реакция. Эти щелевидные камеры приставлены одна к другой плоскими сторонами с оставлением между ними узкой щели (фиг. 7) и приварены между собой верхними и нижними краями щелей в целые батареи (2, 3, 4, 5 и 6), так что между плоскостями каждых двух смежных щелевидных камер 1 образуется промежуток 7 желаемой ширины.

Батареи 2, 3, 4, 5, 6 расположены зигзагообразно так, что шаг зигзага в получается не меньше суммарной ширины всех соответствующих промежутков 7 между рабочими щелевидными камерами 1 данного зигзага (туда и обратно) батарей 2 и 3, 3-4, 4-5, 5-6. Нижние и верхние концы батарей 2, 3, 4, 5, 6 вварены в соответствующей формы вырезы в нижнем дне 8 и в верхнем 9 реактора. Четыре вертикальные стороны реактора, из которых две являются боковыми 10, а две фронтовыми 11, 12, укреплены на фланцах с прокладками с обоими днищами и составляют герметическую оболочку кожуха.

Пространство в реакторе между щелевидными камерами 1 и между батареями 2, 3, 4, 5, 6 заполняется циркулирующей охлаждающей (теплоотъемной) жидкой или газообразной средой. В случае применения жидкого охладителя (воды, масла или т.п.) ввод последнего производится через нижнее дно 8 в промежутках вдоль фронтовой стороны 11 реактора входящими внутрь кожуха на всю высоту стояками 13 (фиг. 1, 2, 5) с боковыми щелеобразными отверстиями 14, распределенными по всей высоте, и с заделанными верхними концами. Общее суммарное живое сечение боковых щелеобразных отверстия 14 меньше, чем площадь поперечного сечения самих стояков. Это необходимо для создания некоторого подпора в стояке, содействующего более равномерному выходу охладителя из стояков по всей их высоте.

Для вывода охладительной жидкости из реакторной коробки после того, как жидкость прошла параллельно через все межкамерные щели 7 и приняла от камер 1 известное количество тепла, вдоль задней стенки 12 в промежутках I между батареями вводятся через верхнее дно 9 стояки 15, совершенно такие же, как и стояки 13 и также имеющие желеобразные отверстия 14, равномерно распределенные по всей их высоте, и заделанные нижние концы.

Возможность регулирования пропуска охладительной жидкости через щелеобразные отверстия 14 в верхней или нижней части стояков 13 и 15 обеспечивается вставленными внутрь этих стояков незамкнутыми цилиндрами 16 из тонкого пружинящего распирающего металла, имеющими боковые щелеобразные отверстия, соответствующие отверстиям 14 в стояках 13 и 15, но более длинные и сдвинутые в разной степени по высоте стояков - в одну сторону по горизонтали. В зависимости от степени и направления поворачивания выходящего наружу центрального стержня 17, к которому прочно прикреплен внутренний цилиндр 16, каждое верхнее отверстие 14 в стенке стояке 13, 15 перекрывается больше непосредственно под ним расположенного отверстия 14 или наоборот - нижнее перекрывается больше верхнего. Таким образом, в зависимости от оказавшейся удельной интенсивности реакции по высоте рабочих щелевидных камер 1 от соответствующего выделения тепла, возможно регулировать и теплоотьем в данной зоне.

Снизу под нижним дном 8 герметически приделаны короба 18, перекрывающие нижние выходящие наружу концы батарей 2, 3 и соединенные в один канал 19, к которому подводится рабочая смесь газов, предварительно подогретая до температуры реакции. В нижней стороне канала 19 имеется цель 20, через которую подается в канал 19 пылевидный катализатор. Проходящая в этом месте с большой скоростью рабочая смесь газов увлекает катализатор из короба 18 по мере подачи его через щель 20 и канал 19. Из этих постепенно (по ходу газов) сужающихся коробов 18 смесь газов с пылевидным катализатором расходится по всем щелевым реакционным камерам 1, где и происходит реакция в синтин при взаимодействии газов со взвешенным в них катализатором.

На верхней крышке 19 приделаны короба 21 совершенно подобные нижним 18, принимающие смесь паров синтина с несомым ими пылевидным катализатором. Для облегчения выхода смеси из камер 1 в короба 21, один из краев 22 каждой камеры 1 сделан выступающим в короб 21 (фиг. 6) и изогнут в сторону движения эмульсии по каналу. Тоже самое и у нижних концов камер 1 с той, однако, разницей, что изгиб краев у них сделан не по течению, а против течения газов и каналов 18.

Для облегчения (или уточнения) регулировки скорости движения газов в коробах 18 и 21, сани они имеют равное по всей их длине поперечное сечение, а внутри - в каждом из них устроена подвижная пластинка 23, которая может быть закреплена в любом положении наклона, соответствующем оптимальной высоте или поперечному живому сечению короба на всем его протяжении. Регулировка положения пластинки 23 производится винтом 24, проходящим через резьбу в стенке короба, со свободно вращающимся концом с головкой в ушке 25 на подвижной пластинке 23, и закрепляется гайкой 26.

Из верхних коробов 21 смесь паров синтина с пылевидным катализатором поступает в коллектор 27, а оттуда в горизонтальный циклон 28, где происходит первичное отделение паров и газов от пылевидного катализатора центробежной силой при крутом повороте газов и паров в жалюзи 29, повернутые в обратную сторону. После жалюзи 29 пары и газы с остатками наимельчайшей пыли катализатора проходят через вторичную очистку (сепарацию пыли) электрическим или механическим способом, а пыль катализатора из циклона ссылается в бункер 30 с постепенно увеличивающейся книзу площадью поперечного сечения. Бункер 30 находится в газовой топке, и пылевидный катализатор, проползая в раскаленном бункере, избавляется от налета на его поверхности парафина, который в виде пара уходит вверх и уносится газами и другими парами, уходящими из циклона.

Из бункера 30 катализатор, очищенный от налета парафина, поступает в шнек 31, в котором по мере продвижения охлаждается до температуры реакции (в данном случае до 250°Ц), через его стенки, обдуваемые снаружи сильным потоком воздуха встречного направления, протекающим в рубашке, окружающей шнек 31.

Шнек 31 подает пылевидный катализатор через щель 20 в газоподводящий канал 19, так катализатор подхватывается быстрой струей рабочей газовой смеси и разносится ею по нижним коробам 18.

Интенсивность подачи катализатора регулируется скоростью вращения шнекового вала.

Охлаждение реактора производится при помощи циркуляционной системы, включающей в себя стояки 14 и 15. Как стояки ввода 14, так и выпускные стояки 15, снаружи соединены с внешний циркуляционным кольцом 32 и с центробежным насосом 33, обеспечивающим рециркуляцию охладителя в кожухе реактора.

Вторичное циркуляционное кольцо 34 снабжено маленьким центробежным насосом 35, отбирающим часть горячей воды из первичного циркуляционного кольца 32 и пополняющим его равным количеством охлажденной и свежей воды. Попав из первичного циркуляционного кольца во вторичное 34, горячая вода или используется для технических и бытовых целей, или подводится к градирне 36, где охлаждается за счет частичного ее испарения во встречную струю воздуха от вентилятора 37, обслуживающего одновременно и охлаждение шнека 31. Испаряемое в градирне количество воды пополняется из водопроводного крана 38.