Реактор с электротермическим кипящим слоем

ОЛ ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоцмалмстмчесимкРеслублмк(51)М. Кл. В 01 Э 8/18 Гесударстюкый кемктвт ССьР в делам кзавретвяяй и еткрыткйОпубликовано 15.03.83. Бюллетень М 10 Дата опубликования описания 15,03.83щ з3. Я, Кервалишвили, Е. Я. Ольшаров, Г. А;"ПапаваВ. КСеврюков,А, Л. Сергеев, А; И, СукимскийЖ М Холин(72) Авторы изобретения Московск 2) Заявитель рдена Трудовогоимического машин РОТЕРМИЧЕСКИМ КИПЯЩИМ СЛОЕМ(54) РЕАКТО ек. еременноектроря того,элек. Наиболническойявляетсярубкамиго компораспределикоаксиальда, Преимущустраненииности зле затрат. Изобретение относится к аппаратурномуоформлению химических процессов и, в частноспц, к реакторам синтеза в электротермическом кипящем слое,Известен аппарат с электротермическим кипящим слоем для,осуществления высокотемпературного нагрева, Аппарат имеет графитовыйкорпус с внутренним диаметром 95 мм. Кор.пус аппарата размещен в металлическом теплоизолированном кожухе, При этом корпусиспользуется в качестве одного из электродов. Второй стержневой электрод диаметром30 мм с водяным охлаждением введен сверхучерез крьппку по оси. аппарата, причем креп.ление электрода допускает его вертикальноеперемещение. Преимущество этого аппаратазаключается в использовании осесимметричнбй системы электродов, обеспечивающей ранномерную напряженность электрического по-ля на поверхности электрода, и, следовательно,одинаковые условия. работы 11.20Недостатком известной конструкции являетсяподвижность центрального электрода, приемле.мая в лабораторных испытаниях, В промыш 2ленных аппаратах вертикальное перемещ электрода снижает надежность работы зл тродной системы, так как отмеченное п щение воздействует на величину напряж сти электрического поля, В условиях эл термического кипящего слоя изменение женности электрического поля на повер ности электродов приводит к ускоренно выгоранию материала электрода. Кроме использование специального охлаждения тродов приводит к невосполнимым поте тепла, отводимого потоком теплоносител ее близким к изобретению по техсущности и достигаемому эффекту реактор, содержащий корпус е патввода тяжелолетучего и легколетученентов, внутри которого размещены тельная решетка и два неподвижны но установленных полых электро.ество реактора заключается в неравномерности работы поверх. ктродов, а также энергетических охлаждение электродной системы 21003878 Р0епгО 3С друтой стороны отсутствие охлаждения электродной системы снижает надежность ее работы при проведении высокотемпературных процессов, Повышение температуры вызывает разупрочнение материала электродов, и вероятность повреждения электродной системы по. вышается.Цель изобретения - увеличение надежности в работе реактора при снижении тепловых потерь. ОПоставленная цель достигается тем, что в реакторе с электротермическим кипящим слоем, содержащем корпус с патрубками тяже желолетучего и легколетучего компонентов, внутри которого размещена газораспределитель% ная решетка и коаксиально установленные по. лые электроды, внутренний электрод уставов лен на газораспределительной решетке и его полость снизу сообщена с подрешеточным пространством, а в верхней части - с патруб. 20 ком подачи тяжелолетучсго компонента, при этом отношение диаметров внутреннего и внеш. него электродов составляет 0,55 - 0,66.На чертеже схематически показан реактор.Реактор состоит из теплоизолированного 2 э корпуса 1, крышки 2, днища 3 с патрубком 4 для подачи легколетучего компонента, установленного на газораспределительной решетке 5 цилиндрического внутреннего электрода 6, ионость которого соединена с подрешеточным З 0 пространством 7 и патрубком 8 для подачи тяжелолетучего компонента, и наружного электрода 9, электроизолированного от корпуса аппарата1. Реакционное пространство 10 заполнено дисперсным электропроводным мате. риалом.Реактор работает следующим образом.Через патрубок 4 в днище 3 реактора по. дается легколетучий реагент в газообразном состоянии, который, пройдя через газораспределительную решетку 5, попадает в дис. персный электропроводный материал и псевдоожижает его, Одновременно с этим к электро. дам 6 и 9 прикладывают необходимое напря. жение для разогрева аппарата до требуемой4температуры, а в верхний патрубок 8 внутрен. него электрода 6 поступает тяжелолетучий компонент в жидком состоянии, который, по. падая в полость, электрода б, испаряется и охлаждает внутренний электрод. Пары тяжело- летучего компонента поступают в подрешеточ 0 ное пространство 7, а затем в колпачки газо. распределительной решетки 5, где смешивают. ся с легколетучим реагентом непосредственно перед входом в реакционное пространство 10 электротермического кипящего слоя, Здесь реагенты втсупают в реакцию, а продукты реакции отводятся через патрубок в верхней части реактора. 4Полость внутреннего электрода 6 используется как испаритель тяжелолетучего компонеи. та. При этом теплота, затраченная на испарение, возвращается с парами реагента в реакционную зону 10 чем и достигается снижение тепловых потерь, связанных с охлаждением электродов. Кроме того, охлаждение внутреннего электрода за счет испарения тяжело- летучего реагенга предотвращает материал электрода от разупрочнения, чем повышает надежность работы электродной системы при повышенных температурах проведения процесса,Однако применение охлаждения недостаточно защищает материал электрода от выгорания за ,счет образования микродуг на его поверхности, Таким образом, для повышения надежности работы следует выбирать электродную систему, позволяющую вводить в реактор требуемую мощность при наименьшей напряжен. ности электрического поля на поверхностиэлектродов.Исследованиями показано, что электрические свойства электропроводных псевдоожиженных слоев соответствуют свойствам линейных электропроводных систем в широком диа. назоне изменения электрических параметров Для линейных систем и принятой конфигурации электродов максимальная напряженность поля в системе (напряженность на поверхности внутреннего электрода) при заданной вводимой в реактор мощности описывается зависи- мостью где й - вводимая в реактормощность;у - удельное электросопротивление среды;Н - высота кипящего слоя;Я 0 - радиус наружного электрода;го - радиус внутреннего электрода.Эта зависимость при заданной вводимой мощности М и неизменной высоте кипящего слоя Н имеет точный минимум при отношении радиусов Во/го = е= 0,606 причем для отношения радиусов Яо/го, лежащих в пределах 0,55 - 0,66, величина напряженности электричес. кого, поля на центральном электроде остается практически постоянной, ее относительные отклонения от минимального значения не превышают 1%При выборе электроцной системы с отношением радиусов, выходящем за указанные пределы, напряженность поля на центральном злео роде значительно превышает минимальное значение, что снижает надежность работы реактора.НИИПИ Заказ 1643/5нраж 535 Подписное филиал ППП Патент жгород, ул.Проектная,4 5 1003878 4Кроме того, преимущество предлагаемой . тельная решетка и коаксиально установленконструкции заключается в том, что в ней ные полые электроды, о т л и ч а ю щ и йохладнтелем электрода является одни из ре- с я тем, что, с целью увеличения надежностиагентов. Это оказывается благотворным в в работе и снижения тепловых потерь, внутаварийной ситуации, например при прожоге э ренний электрод. установлен на газораспре.пвитралшого электрода. В этом случае исклю- делнтельной решетке, и его полость снизу.чается возможность как попадания посторон- сообщена с подрешеточнйм пространством,них веществ, например воды, в зону реак- . а в верхней части - с патрубком подачиции, так и проникновение реагентов и про- тяжелолетучего компонента, при этом отнодуктов реакции в окружающую среду через В шение диаметров внутреннего и внешнегоохлаждающую систему. электродов составляет 0,55 - 0,66,Источники информации,Формула изобретения прннятыс во внимание при экспертизе1. Бородуля В, А, ВысокотемпературныеРеактор с электротермическим кипящим 5 процессы в электротермическом кипящем, слоем, содержащий корпус с патрубками тя-" слое, Минск, "Наука и техника", 1973, с,16.желолетучего и легколетучего компонентов, 2. Авторское свидетельство СССР У 437897,внутри которого размещена газораспредели- кл. Р 26 В 17/10, 1972 г.