Реактор для проведения химических процессов во взвешенном слое

О П И С А Н И Е 252300

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

I з

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10.V1.1968 (№ 1247337/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.1Х.1969. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 25.II.1970

Кл. 12g, 1/01

МПК В Olj

УДI» 66.023.23(088,8)

66.096.5 (088.8) йомитет по делам изаоретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

А. А. Воробьев, А. И. Карелин, И. А. Тихомиров, В. Л. Теплоухов, Г. Н. Колпаков и Г. П. Хандорин

Заявитель

РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ВО ВЗВЕШЕННОМ СЛОЕ

Изобретение относится к аппаратам, используемым в химической технологии, а именно в плазмохимической технологии по переработке твердых порошкообразных вещесгв.

В настоящее время при переработке порошкообразных веществ широко используются аппараты «кипящего» слоя, в которых твеодая фаза (порошок) взаимодействует с газообразными реагентами, находясь во взвешен.ном состоянии длительное время (измеряемое секундами). Это обеспечивается за счет использования конусного корпуса, уменьша!ощего скорость газового потока в направле:ши снизу вверх. Необходимое для реакции тепло в аппаратах «кипящего» слоя подводится в зону реакции путем подогрева стенок «кипящего» реактора, а также газообразных реагентов в нагревательных устройствах, Аппарат состоит из конического корпуса, в вер»ней части которого расположено устройство для подачи твердой фазы, а в нижней части корпуса размещен генератор газа.

Однако аппаратам «кипящего» олоя присущ тот недостаток, что температура в зоне реакции относительно невысока и достигает нескольких сот градусов, что ограничивает производительность аппаратов.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение производительности аппаратов

«кипящего» слоя за счет существенного увсличения среднемассовой температуры,в зоне реагирования, а также уменьшение размеров аппаратов за счет увеличения скорости реакции, связанной с увеличением температуры.

5 Это достигается благодаря выполнению генератора в виде плазмотрона факельного типа. В этом случае струя формируется плззмообраз» 1Ощпм (которьш может быть и исходным газовым реагентом) газом в кониче10 ском сопле, явля!О!цемся нижней частью аппарата «кипящего» слоя. Среднез!ассовзя температура газа в зоне реакции в этом слу !ае зна !итсль!!О пов! !1!1астся по с1зав!!ени!О с температурой в зоне реакции аппаратов «ки15 пяп!его» слоя, до 3000 — -5000 К. Одновременно также увели Ill â;låòñÿ время пребывания твердых частиц в зонe высокой температуры.

Увеличение температуры газовых реагентов до 3000 — 5000 К вызывает существенное уве2О личенпе скорости хпз1ических гетероге. шых превращений, что позволяет уменьшать гаоариты такого типа аппаратов.

На чертеже схематично представлен предлагаемый реактор.

25 Он состоит из конического корпуса 1, нижняя часть которого выполнена в виде водоохла>кдаез!Ого сопла Лаваля 2, изолированного чластиной 8 от водоохлаждаемого электрода 4, на которыя подается высокочастотное

3О напряжение и с которого возбуждается высо252300 кочастотный факельный разряд; бункера 5 для сбора твердых отходов; циклона б для очистки газообразного продукта питагеля твердой фазы, состоящего из бункера 7, шнека 8 и диспергирующего устройства 9.

Высокочастотный факельный разряд возбуждается с электрода 4 и формируется газовым потоком реагентов или плазмообразующего газа в сопле Лаваля 2, причем плазменная струя заполняет значительную часть конусообразного корпуса 1. Твердая фаза (порошок) подается с помощью диспергирующего устройства 9 в зону реагирования сверху вниз. Реагирование между твердой фазой и газовыми реагентами осуществляется в условиях плазменного состояния веществ.

Среднемассовая температура в зоне разряда в зависимости от его мощности, давления в реакторе, расхода и рода газа может достигать 3000 — 5000 К. Интенсивное конвективное перемешивание, а также свойства самой плазмы обеспечивают эффективный массо- и теплообмен между газовой и твердой фазами.

5 В случае проведения гетерогенного химического процесса с выходом твердых продуктов реакции последние могут отводиться так же, как и в обычных аппаратах «кипящего» слоя.

10 Предмет изобретения

Реактор для проведения химических процессов во взвешенном слое, состоящий из конического корпуса, в верхней части которого

15 расположено устройство для подачи твердой фазы, а в нижней части корпуса размещен генератор газа, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, генератор газа выполнен в виде плазмотрона факельного

20 типа.

252300

Составитель Н. И. Лебедева

Техред А. А. Камышникова Корректор С. М. Сигал

Редактор Е. Хорина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 283/11 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5