Контактный аппарат кипящего слоя

 

Изобретение относится к аппаратам для проведения каталитических процессов в кипящем слое и может быть использовано в химической промышленности и смежной с ней областях промышленности и позволит повысить эффективность работы контактного аппарата кипящего слоя путем интенсификации теплообмена. В корпусе контактного аппарата кипящего слоя расположены теплообменные элементы, выполненные из набора комбинированных тепловых труб, каждая из которых имеет в центральной части сплошную перегородку, выше которой труба заполнена капиллярно-пористым материалом с центральным каналом, верхний и нижний концы трубы погружены в кипящий слой катализатора и заполнены рабочей жидкостью, а средняя часть имеет теплообменную рубашку с теплообменными ребрами, выполненными по винтовой линии . Направление винтовых линий теплообменных ребер у двух соседних труб противоположное . 1 з. п. ф-лы, 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 8/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ положное, 1 з. и. ф-лы, 2 ил. (21) 4629902/26 (22) 02.01.89 (46) 23.04.91, Бюл. ¹ 15 (75) В, С, Трахтенберг (53) 66.023(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 768452, кл. B 01 J 8/18, 1978. (54) КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ КИПЯЩЕГО

СЛОЯ (57) Изобретение относится к аппаратам для проведения каталитических процессов в кипящем слое и может быть использовано в химической промышленности и смежной с ней областях промышленности и позволит повысить эффективность работы контактного аппарата кипящего слоя путем интенсиИзобретение относится к аппаратам для проведения каталитических процессов в кипящем слое и может быть использовано в химической промышленности и смежных с ней областях промышленности..

Целью изобретения является повышение эффективности работы контактного аппарата кипящего слоя путем интенсификации теплообмена.

На фиг. 1 показан контактный аппарат кипящего слоя, общий вид; на фиг. 2 — узел ! на фиг. 1.

Контактный аппарат кипящего слоя содержит вертикальный корпус 1, внутри которого размещены газораспределительные решетки 2, каждая из которых заполнена катализатором 3. В верхней части корпус 1 имеет отбойник 4 и штуцер 5 выхода газа, в нижней части — штуцер 6 входа исходной газовой смеси. Комбинированная тепловая

„.,5U„, 1643071 А1 фикации теплообмена. В корпусе контактного аппарата кипящего слоя расположены теплообменные элементы, выполненные из набора комбинированных тепловых труб, каждая из которых имеет в центральной части сплошную перегородку, выше которой труба заполнена капиллярно-пористым материалом с центральным каналом, верхний и нижний концы трубы погружены в кипящий слой катализатора и заполнены рабочей жидкостью, а средняя часть имеет теплообменную рубашку с теплообменными ребрами, выполненными по винтовой линии. Направление винтовых линий теплообменных ребер у двух соседних труб противотруба 7 имеет по середине сплошную перегородку 8, выше перегородки труба заполнена капиллярно-пористым материалом 9 с центральным каналом, Верхняя и нижняя испарительные части трубы 7 частично заполнены рабочей жидкостью 10. Соедняя часть трубы 7 (конденсационная) имеет теплообменную рубашку 11 с теплообменными ребрами 12, выполненными по винтовой линии. Теплоноситель в рубашку 11 подается и выходит через штуцера 13.

Контактный аппарат кипящего слоя работает следующим образом.

Исходная газовая смесь компонентов через штуцер 6 поступает в корпус 1 и, проходя последовательно газораспределительные решетки 2,, создает кипящий слой катализатора 3 на решетках 2. На катализаторе 3 идет реакция взаимодействия исходных компонентов газовой смеси с выделе1643071 нием тепла — экзотермическая реакция. В нижней испарительной части комбинированной тепловой трубы 7 рабочая жидкость

10 испаряется за счет тепла зкзотермической реакции, образовавшийся пар поднимается до перегородки 8 в среднюю кондеясационную часть и конденсируется с выделением тепла, которое поглощает теплоноситель, подаваемый в теплообменную рубашку 11 через штуцер 13. Образовавшаяся в результате конденсации жидкость стекает вниз, и процесс непрерывно повторяется. В верхней испарительной части комбинированной тег1ловой трубы 7 рабочая жидкость 10 поднимается по капиллярнопористому материалу 9 вверх и испаряется за счет тепла экзотермической реакции. Образовавшийся пар рабочей жидкости 10 опускается по центральному каналу до перегородки 8 в среднюю конденсационную часть и конденсируется с выделением тепла, которое поглощаеттеплоноситель, подаваемый в теплообменную рубашку 11 через штуцер 13, Образовавшаяся в результате конденсации жидкость поднимается по капиллярно-пористому материалу 9, и процесс непрерывно повторяется. Нижняя и верхняя испарительные части комбинированной тепловой трубы 7 погружены в кипящий слой катализатора 3, рабочая жидкость

10 заполняется по уровню, равнбму высоте кипящего слоя. Рабочая жидкость 10 выбирается так, чтобы температура ее кипения была ниже температуры реакции. Процесс конденсации в средней части комбинированной тепловой трубы 7 протекает устойчиво, так как температура жидкого теплоносителя в теплообменной рубашке 1 ниже температуры паров жидкости 10, Теплообменная рубашка 11 снабжена теплообменными ребрами 12 для увеличения поверхности теплообмена и турбулеризации потока газа, ребра 12 выполнены по вичтовой линии, причем направление винтовых линий у двух соседних труб 7 противоположно, Так как в каждом из кипящих слоев наблюдается явление частичного уноса частиц катализатора, поток газа закручивается по винтовым линиям благодаря ребрам 12. Изза того, что направление винтовых линий у двух соседних труб 7 противоположное, газовые потоки, несущие частицы катализатора 3, соударяются, создавая благоприятные условия для осаждения частиц катализатора

3 в кипящий слой. Продукты реакции, образовавшиеся в результате реакции, выходят

Lf 0

55 тем, что í "ïðàâëåíèå винтовых линий у двух соседних ребер противоположно.

26

25 0 из аппарата через отбойник 4 и штуцер 5, Далее процесс полностью повторяется.

В контактном аппарате кипящего слоя теплообменные элементы выполнены в виде набора комбинированных тепловых труб.

Каждая комбинированная тепловая труба имеет верхнюю и нижнюю испарительные части, размещенные в кипящем слое катализатора. 1еплообмен в них осуществляется в системе газ — испаряющаяся жидкость.

Средняя часть комбинированной тепловой трубы является конденсационной для обеих половин трубы и размещена между кипящими слоями, теплообмен в ней осуществляется в системе конденсирующая жидкость— жидкость. В обоих случаях указанные системы теплообменэ позволяют получить коэффициенты теплопередачи в несколько раз более высокие, чем в известных конструкциях. В то же время процесс испарения рабочей жидкости в комбинированной тепловой трубе идет по всей высоте кипящего слоя, что позволяет полностью устранить неравномерность охлаждения слоя, Винтовые теплообменные ребра турбулеризуют газовый поток, увеличивая коэффициент теплопередэчи, а также уменьшают укос катализатора из зоны реакции.

Таким образом, использование изобрегения позволит существенно интенсифицировать теплообмен, а следовательно, повысить эффективность работы контактного arпарахе кипящего слоя.

Формула изобретения

1, Контактный аппарат кипящего слоя, содержащий корпус, газораспределительные решетки с катализатором, теплообменные элементы, отбойник в верхней части аппарата, штуцера для входа и выхода газа, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности раооты аппарата, теплообменные элементы выполнены в виде набора комбинированных тепловых труб, каждая из которых имеет в центральной части сплошную перегородку, выше которой труба заполнена пористым материалом с центральным каналом, при этом верхний и нижний концы трубы погружены в кипящий слой и заполнены рабочей жидкостью, а средняя час i ь снабжена теплообменной рубашкой с оребрением, расположенными по винтовой линии, 2, Аппарат по.п. 1, отличающийся

1643071

Составитель Н.Захарова

Техред M.Moðãåíòàë Корректор М.Пожо

Редактор И.Шмакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1195 Тираж 340 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по Изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5