Смесительно-распределительное устройство для перемешивания газов в каталитическом реакторе

Смесительно-распределительное устройство для перемешивания газов в каталитическом реакторе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к конструкции химических аппаратов, а более конкретно к смесительно-распределительным устройствам в реакторах для проведения каталитических процессов со стационарным слоем катализатора, может быть использовано в химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность перемешивания и уменьшения износа устройства путем воздействия температурных перепадов. Верхнее основание устройства имеет входные отверстия. Патрубок с отбойником для ввода одного из смешиваемых газов выполнен в виде одной или нескольких труб, выходное отверстие которых расположено коаксиально над отверстием в верхнем основании, а ограниченная верхним и нижним основаниями камера снабжена вертикально расположенными трубами, которые упираются в оба основания и образуют лабиринтные каналы. Суммарная площадь сечения отверстий в верхнем основании составляет (0,02-0,05)F, а расстояние между отбойником патрубка для ввода газа и верхним основанием составляет (0,1-0,2)D, где F - площадь сечения реактора

D - диаметр отверстия в верхнем основании. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 В 01 3 8/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ П.(НТ СССР (21) 4449960/23-26 (22) 24.05.88 (46) 07.07.90. Бюл. У 25 (72) Е.И.Мельцер, Б.В.Овчинников, Э.А.Тульчинский, Г,A.Федоров, В.И.Куликов и С.В.Бурушкин (53) 66.023(088.8) (56) Рейхсфельд В.О., Еркова Л.Н.

Оборудование производств основного органического синтеза и синтетических каучуков. — Л.: Химия, 1974, с. 91-92„ рис. Ш-17.

Авторское свидетельство СССР

N- 247913, кл. В 01 F 5/20, 1967. (54) СМЕСИТЕЛЬНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ГАЗОВ В

КАТАЛИТИЧЕСКОМ РЕАКТОРЕ (57) Изобретение относится к конструкции химических аппаратов, а более конкретно к смесительно-распределительным устройствам в реакторах для проведения каталитических процессов со стационарным слоем катализатора, Изобретение относится к конструкции химических аппаратов, а более конкретно к смесительно-распределительным устройствам в реакторах для проведения каталитических процессов со стационарным слоем катализатора, и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях.

Цель изобретения — интенсификация процесса смешения и повышение надежности работы.

ÄÄSUÄÄ 1576190 Д1

2 может быть использовано в химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность перемешивания и уменьшения износа устройства путем воздействия температурных перепадов. Верхнее основание устройства имеет входные отверстия. Патрубок с отбойником для ввода одного иэ смешиваемых газов выполнен в виде одной или нескольких труб, выходное отверстие которых расположено коаксиально над отверстием в верхнем основании, а ограниченная верхним и нижним основаниями камера снабжена вертикально расположенными трубами, которые упираются в оба основания и образуют лабиринтные каналы. Суммарная площадь сечения отверстий в верхнем основании составляет (0,02-0,05)F, а расстояние между отбойником патрубка для ввода газа и верхним основанием составляет (0,1-0,2)d, где F— площадь сечения реактора; d — - диаметр отверстия в верхнем основании. 3 з.п. ф — лы, 2 табл., 3 ил.

На фиг. 1 показано смесительнораспределительное устройство, разрез; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1; на фиг. 3 — то же, вариант.

Смесительно-распределительное устройство имеет (фиг.1) верхнее и нижнее 2 основания, периферийные вертикальные стенки 3, соединяющие верхнее и нижнее основания, трубки 4, колпачки 5 с отверстиями 6 или отбойными дисками 7, патрубок 8 подвода перегретого пара с отбойником 9. Верхнее

1576190 оСнование 1 снабжено отверстиями 10 для входа парогазовой смеси.

Смесительно-распределительное устройство работает следующим образом.

Контактный газ проходит по всему сечению аппарата сверху вниз. Острый перегретый водяной пар поступает по патрубку 8 и, отразившись от отбойника 9, создает завесу пара над верх- 10 ним основанием смесительно-распределительного устройства в зоне отверстий 10. Смесь контактного газа и пербгретого пара, турбулизированная повОротами потока и увеличения скорости прохождения в зазоре за счет уменьшения сечения площади зазора, поступает внутрь барабанного смесителя через отверстия 10 где проходя по лабиринтным каналам, образованными трубками 4, поступает в колпачки 5, откуда.чеерз отверстия 6 или через кольцевой зазор, образованный нижним торцом колпачка 5 и отбойным диском

7, распределяется по всему сечению аппарата.

Смешение контактного газа с перегретым паром в смесительно-распределительном устройстве происходит многократно: по мере прохождения контактного газа паровую завесу в зонах отвгрстий; при поворотах парогазовой смеси; в турбулентном ускоряющемся потоке в зазоре между отбойником и смесительно-распределительным устройс вом; в HHxpIIX> Возникаю!цих IIpH IIpo Зc, хОждении парогазовой смеси в отверстия верхнего основания; при прохождении парогазового потока по лабиринтн11м каналам.

Преимуществом изобретения является то, что первоначальное смешение пара и контактного газа происходит до входа в смесительно-распределительное устройство, т.е. температура входящей парогазовой смеси составляет уже

400 С. Следовательно, все недостатки, связанные с нежелательным разложением уже полученных конечных продуктов реакции на побочные продукты на раскаленных металлических поверхностях, неравномерный нагрев отдельных элементов, приводящий к их деформации и выходу из строя элементов барабанного смесителя, а также постоянное изменение линейных размеров, при-. водящих к разрыву сеток, просыпанию катализатора и проскоку контактнсго газа, в устройстве исключены.

Важным условием для равномерного распределения пара по всему сечению аппарата является также то, что внутрь устройств а подают сумму в сего количества контактного газа и перегретого пара, т.е. заставляют значительно большее количество парогазовой смеси проходить через колпачки с отверcTHHMH HJIH QT6oHI1bIMH Дисками, что cQs дает большой перепад давления и тем самым увеличивает равномерность распределения парогазовой смеси.

При этом весьма большое значение имеют оптимальные размеры (соотношения) площади отверстий в верхнем основании по отношению к площади поперечного сечения аппарата, а также соотношение зазора между отбойником и верхним основанием смесительно-распределительного устройства. Эти соотношения имеют прямое отношение к степени турбулизации потоков, что приводит в конечном счете к степени эффективности перемешивания контактного газа с паром.

Результаты опытно-промышленных испытаний смесительно-распределительного устройства с различными площадями входных отверстий в верхнем основании приведены в табл. 1, а с различнычи зазорами между отбойниками и верхним основанием — в табл, 2.

Из результатов испытаний следует„ что оптимальными соотношениями площадей входных отверстий B верхнем основании по отношению к площади поперечного сечения аппарата должны быть в пределах (0,02-0,05)F, где F — площадь сечения аппарата, а отношение величины зазора к диаметру входного отверстия должно составлять (0,10,2)й, где a — диаметр отверстия в верхнем основании,.

На фиг. 3 изображено смесительнораспределительное устройство, в котором с целью экономии прространства над устройством трубы подачи перегретого пара проходят снизу смесительнораспределительного устройства коаксиально с. отверстием в верхнем основании. В этом случае происходит дополнительное улучшение степени перемешивания, так как под отбойником контактный газ и перегретый пар двжкутся навстречу друг другу, т.е, на определенной длине под отбойником осуществляется противоток двух основных потоков.

Таблица

) 0,!

0,1 0,02 0,035 0,05 0,07 !

Отношение f/F

Относительная производительность, Ж

100

88 97

П р и м е ч а н и е. f — суммарная площадь входных отверстий; Р— площадь поперечного сечения реактора..

Т а б л и ц а 2

0 05 0 1 0 15 0 2 0 3 0,4

Отношение Й/d

Относительная производительность, X

100 96

П р и м е ч а н и е. h — расстояние между отбойником 9 и верхним основанием 1; d — диаметр отверстия 10 в верхнем основании

5 15

Формула изобретения

1. Смесительно-распределительное устройство для перемешивания газов в каталитическом реакторе, имеющЕе верхнее и нижнее плоские основания, перекрывающие поперечное сечение реактора, соединенные между собой посредством размещенной по периферии обечайки и трубок, равномерно расположенных между основаниями, закрепленные в никнем основании колпачки с отверстиями и средства для подачи одного из смешиваемых газов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса смешения и повышения надежности работы, средство для подачи одного иэ смешиваемых газов выполнено в виде радиально установлен76190 6 п.к Г-образных патрубков с отбойниками, выходные отверстия которых расположены над верхним основанием, имею-

5 щим отверстия при этом-отбойники рас9 положены с перекрытытием над отверстиями основания, а отверстия трубок заглушены.

Ф

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю ш е е с я тем, что суммарная площадь сечения отверстий в верхнем основании составляет (0,02-0,05)х Р, где Р— площадь сечения реактора.

3. Устройство по п. 1 о т л и ч аю щ е е с я тем, что расстояние между отбойником патрубка для ввода газа и верхним основанием составляет (0.1 — 0,2) d, где d — диаметр отверстия в верхнем основании.

1576190

8 10

Составитель А,Телесницкий

Карре к тор М. Ку черяв ая

Подписное

Редактор О.Головач Техред М.Ходанич

Тираж 430

Заказ 1811

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5

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