Безградиентный реактор

Безградиентный реактор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

295575

ОП И САН

ИЗОБРЕТЕН

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС

Зависимое от авт. свидетельства М

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК В Olj 9/00

Заявлено 04.IV.1968 (№ 1231148/23-26) с присоединением зая33ки ¹

Приоритет

Оиубликun;II!0 12.II.1971. Г>3()лл(т(иь Л

Дата опубли кона и ил Of 1 llc;I II II H 1.! (.19

;) ДК 541.127.542.97 (088.8) Автор изобретения

Г. П. Корнейчук

Институт физической химии имени Л. В. Писаржевского

Заявитель

БЕЗГРАДИЕНТНЫЙ РЕАКТОР

Изобретение относится к оборудованию научно-исследовательских и промышленных лабораторий кинетики газовых гетерогенных каталитических процессов и определения активности катализаторов, а именно к безградиентному реактору.

Известен безградиентиый реактор, содержащий два коаксиально расположенных вертикальных цилиндра с отверстиями и патрубками для подачи и вывода газа, поршневое прис- 10 иособлеиис с электромагнитным приводом для прокачки газа сквозь слой катализатора.

Реактор применяется для исследования процессов с высококипящими веществами. Однако более широкое использование его ограни- 15 чивается тем, что он не может быть применен для исследования процессов, требующих полной изоляции катализатора от атмосферы, а также ири исследовании кинетики процессов в условиях пониженных давлений, так как 20 шлиф, расположенный в горячей части прибора (без смазки), ие обеспечивает надежной герметичности. Сложность изготовления прибора связана, главным образом, с необходимостью внесения и конструкцию реактора приспособления для контроля безградиснтности, позволяющего отбирать пробы для анализа до слоя катализатора. Это приспособление, требующее двух сложных внутренних спаев, выполняется в виде отдельного канала-трубки и go дополнительного штуцера для вывода газа из реактора. Для смягчения напряжений в стекле канал-трубка изготовляется в виде змеевика.

Известно, что в реакторах полного смешения соблюдается отсутствие зависимости производительности контакта от интенсивности псрсмсшиваиия. При заданной скорости циркуляцlllf реакционной смеси в испытуемом реакторе

3юдбирастся такое количество катализатора, что при наибольшей заданной скорости потока реакционной смеси через реактор степень преВP(lkl((нll и Hе зkl 33ис3! т От скОРОст!! ЦЗI 1) I(У;! Я3(l!и, которая определяет инте)3сивиость исрсмешивания. Скорость циркуляции регулируется частотой переключения электромагнитной катушки 1! т! к!плитудой хОд(! Порш!!я.

В условиях, когда степень превращения нс

3 а В f f c I k I От и н е и с и В и 0 с т ! II (. р е м (. ш и )3 а и и я, 3 с. IOE к(3та!. и33((т013(! устав(!Влив(!ется Оезг13<3ди ситносгь ио концситрац)ш и температуре. В указанном случае отпадает необходимость в дополнительном контроле безградиситиости, а следова(сльио, в приспособлении для отбора пробы до слоя катализатора. Благодаря этому можно ус(р((нить внутренние спаи и упростить тем самым конструкц)IIO бсзградиситиого реактора, сделав его разьемным на отдельные детали.

Отличие предлагаемого реактора заклю ьается в том, что коаксиальные цилиндры в ниж295575 ней части соединены при помощи шлифа, а шток поршня снабжен втулкой, укрепленной в верхнем торце внутреннего цилиндра.

На чертеже приведена схема предлагаемого безградпснтного реактора, в котором можно 5 исследовать кинетику газовых гстерогеш|ых каталитических процессов как нрп атмосферном, так и нрн нош|жеши|м давлении.

Реактор состоит пз двух коаксиально совмещенных цилиндров 1 и 2, которые в нижней ш части соединены мс>кду собой на шлифе 8. Во внутреннем цилиндре 2 размещен поршень 4, имеющий шток 5 и стеклянную камеру б с запашшым в ней пакетом пластин из трансформаторного железа. Поршень подвешен на верх- 15 нем срезе внутреннего цилиндра 2 на упорной втулке 7 с пру>к||пой 8, амортизирующей удары при падении поршня. Поршень 4 сочленен со штоком 5 проволочным кольцом или припаян к штоку 5. Внутренний цилиндр 2 в пиж- 2о ней и верхнеи частях имеет по два отверстия

9 и 10 (диаметром 6 — 7 л,и) и вмятины в виде

", I(OJIOB 1(B CT II ICHX Ult IBII+p2 QJIH х пора OIIpOкинутого вверх сетчатым дном стаканчика 12 с целью удержания шихты исследуемого зер- 25 нпстого катализатора 13. Кроме того, впутреншш цилиндр 2 в ш|жпей части имеет дополнительный шлиф 14, на котором закреплен карман для термопары 15, и штуцер 16 для вывода газа из реактора. Ввод газа в реактор осу- рр ществляется через штуцер 17, которым в верхней части оканчивается наружный цилиндр 1.

Смонтированный внутренний цилиндр 2 с загру>конным исследуемым катализатором и поршнем 4 прикрыт наружным цилиндром 1 и гер- 35 метизируется шлифом 8. Пунктирной линией

18 показаны границы нагревателя, который может быть выполнен в виде съемной электропечи. Проволока нагревателя располагается непосредственно па стенках наружного цн- 40 ццлиндра 1, вдоль которого в виде подкладки размещено восемь — десять асбестовых шнуров.

Для обеспечения безградиентностп в слое катализатора по концентрациям и температуре 45 при помощи электромагнитной катушки 19 приводится в прямое и возвратное движения поршень 4, который перекачивает газ через слой катализатора. Реакционная смесь поступает в штуцер 17, а выходит из реактора через штуцер 1б. Оба штуцера имеют краны. Для удобства монтажа на входе и выходе из реa«ropa штуцеры с кранами соединяются шлифами.

При заданных условиях опыта безградиентность имеет место при такой скорости циркуляции газа через слой катализатора, при которой наблюдается отсутствие зависимости степени превращения от интенсивности перемешивания. Последнее определяется скоростью циркуляции, варьирование которой достигается частотой переключения электромагнитной катушки и величиной амплитуды хода поршня.

Для контроля изменения давления в реакторе к нему в удобном месте подсоединяется манометр.

Отсутствие спаев в реакторе позволяет в случае износа или разрушения деталей производить замену их па вновь изготовленные.

Кроме того, эти детали могут изготавливаться из неодинаковых сортов стекла и при необходимости применяться даже в сочетании с металлическими. Если изготовить такой прибор малого размера (например довести его объем до 20 — 40 мл), он окажется пригодным для исследования катализа при атмосферном и пониженных давлениях не только в стационарных, но и в нестационарных условиях.

Предмет изобретения

Безградиентный реактор, включающий коаксиальпые цилиндры, поршень со штоком и электромагпитньв| приводом, отлича|ощийся тем, что, с целью исследования кинетики процессов прн пониженном давлении и упрощения конструкции, коаксиальные цилиндры в нижней части соединены при помощи шлифа, а шток поршня снабжен втулкой, укрепленной на верхнем торце внутреннего цилиндра.

Составитель В. Г. Постыляков

Редактор Н. Л. Корченко Техред 3. Н. Тараненко Корректор Г. С, Мухина

Заказ 738/! Изд. № 322 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2