Аппарат для проведения процессов в кипящем слое

Аппарат для проведения процессов в кипящем слое, содержащий цилиндрический корпус, размещенные в нем распределитель газа и трубчатый теплообменник в виде петель, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет интенсификации теплообмена, он снабжен дополнительным распределителем газа, выполненным в виде перфорированной полусферы, при этом трубы теплообменника наклонены к оси аппарата в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с образованием однополостного гиперболоида, в горловине которого установлен дополнительный распределитель газа.

Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано в аппаратах с кипящим слоем с интенсивным теплообменом.
Цель изобретения повышение производительности за счет интенсификации теплообмена.
На фиг. 1 схематично показан описываемый аппарат; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.
Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, распределитель 2 газа, расположенный в нижней части корпуса 1, трубчатый теплообменник, трубы 3 которого имеют вид петли и наклонены к оси аппарата в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, образуя конструкцию в форму однополостного гиперболоида. В горловине одностороннего гиперболоида установлен дополнительный распределитель 4 газа, имеющий форму полусферы с пояском 5 и с хомутом 6 для крепления труб.
Трубы теплообменника установлены в гнездах на царге 7, размещенной между цилиндрическим корпусом 1 аппарата и распределителем 2 газа. Входные и выходные участки петлевидных труб 3 теплообменника соединены соответственно входными 8 и выходными 9 кольцевыми коллекторами.
Дополнительный распределитель 4 газа может быть выполнен в виде перфорированных полусферы, конуса, плоского круга или в виде названных фигур без перфорации.
Аппарат работает следующим образом.
В предварительно разогретый аппарат через распределитель 2 газа подают псевдоожижающий агент (реакционный газ) с определенной линейной скоростью, который расширяет дисперсный слой на некоторую величину и придает ему циркуляционные движения по определенным замкнутым контурам. Одновременно с этим в результате контакта реакционного газа с частицами кипящего слоя начинается ряд экзотермических реакций с выделением количества тепла. При этом образуются летучие компоненты реакции синтеза, которые в виде мелких пузырей совместно с пузырями непрореагировавшего газа направляются к центру аппарата по сходящимся траекториям.
Движению газа, как и расширению псевдоожиженного слоя, оказывают определенное противодавление наклонные трубы 3 теплообменника и распределитель 4 газа. Величина этого противодавления значительно выше, чем при вертикальном расположении труб. С другой стороны, такое расположение труб в сочетании с установкой распределителя 4 газа в центре аппарата дает возможность создавать равномерно распределенное противодавление по сечению слоя и существенно улучшить его структуру. В дальнейшем движущиеся газовые струйки, сближаются друг с другом в центре аппарата, сливаются в большие пузыри, которые перехватывают полусферическим распределителем 4 газа. Распределитель 4 газа в своих многочисленных каналах, направленных по радиусам, диспергирует большие пузыри на мелкие струйки и направляют из по всему сечению слоя, способствуя дополнительному повышению однородности его структуры и конверсии компонентов.
Продукты реакции синтеза и непрореагировавшая часть реакционного газа после выхода из кипящего слоя подают в специальную часть 10 аппарат, где происходит частичное отделение пыли от газообразных продуктов, и через патрубок 11 передаются на дальнейшую переработку.
Наклон труб 3 теплообменника относительно оси аппарата в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (например, 30^o), образующих конструкцию в форме однополостного гиперболоида, наиболее целесообразен не только с точки зрения улучшения структуры кипящего слоя, но и с точки зрения повышения эффективности массотеплообмене. Во-первых, у наклонных труб коэффициент теплопередачи однороден по их длине и значительно выше по величине по сравнению с аналогичными характеристиками горизонтально или вертикально расположенных труб в кипящем слое. Во-вторых, циркуляционные потоки кипящего слоя и реакционного газа по всем направлениям движения встречаются с трубами 3 теплообменника под некоторым углом, что является причиной повышения эффективности теплообмена.
Изобретение относится к области химического машиностроения и позволяет повысить производительность за счет интенсификации теплообмена. Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, распределитель 2 газа, расположенный в нижней части цилиндрического корпуса, трубчатый теплообменник, трубы 3 которого имеют вид петли и наклонены к оси аппарата в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, образуя конструкцию в форме однополостного гиперболоида, в горловине которого установлен дополнительный распределитель 4 газа, имеющий форму полусферы. 3 ил.