Реактор в. ф. попова для термоокислительного пиролиза углеводородов

пп 342392 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических республик(51) М Кл,зВ 011 19/О присоединением заявкириоритет сударственнын комите СССР(54) РЕАКТОР В. Ф, ПОПОВАЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОГО П ИРО Л ИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ сислительсостоящие нтральным 5 канальногокамеры и 2) Заявлено 21.12.70 (21 Изобретение относится к химическомумашиностроению.Известны реакторы для термооГного пиролиза углеводородов,из эжекционного смесителя с цепрофилированным телом, многогорелочного блока, реакционнойзакалочного устройства.Недостатки известных реакторов связаны с неравномерным распределением газовой смеси по поперечному сечению горелочного блока, что ведет к возникновениюпламени над горелочным блоком, котороевыводит из строя смеситель.Для устранения указанных недостатков 1предлагается кольцевой эжекционный смеситель в ннжпей части снабдить цилиндрической обечайкой с распределительной решеткой, выполненной из концентрическихколец, 2Указанная решетка выравнивает профиль скоростей газового потока и равномерно распределяет его по поперечному сечению горелочного блока.На фиг. 1 изображен предлагаемый реактор, обГций вид; на фпг, 2 - разрез А - Ана фиг, 1,Реактор В, Ф. Попова состоит из кольцевого эжекционного смесителя, многоканального горелочного блока, реакционной каме ры, турбулентного промывателя Гного закалочного устройства с р д щелевой форсункой,Кольцевой эжекционный смеситель включает корпус 1, снабженный патрубками 2, 3, 4 и кольцевой камерой 5 с кольцевым зазором 6; в корпусе установлено центральное профнлированное тело 7 с термонарой 8, трубная доска 9 с трубками 10, несущимн на концах кольцевое сопло 11 и чехол 12 с патрубком 13. Смеснтель в нижней части снабжен цилиндрической обечайкой с распределительной решеткой 14. Внутренние стенки корпуса 1 с внешней поверхностью центрального профнлнрованного тела 7 образуют между собой кольцевую полость эжеГстора, состоящего из ГГрпем 110 й камеры 15, камеры 16 смешения и диффузора 17,Горелочный блок имеет две охлаждаемые плиты 18 и 19 с множеством параллепыГых каналов, в которые вмонтированы сопла Вснтурн 20.В стенке 1 сакдого сопла 20 с внснГней стороны выполнены продольные нли спиральные пазы 21, Охлаждаемые плиты 18 н 19 образуют меГсду собой кислородную камеру 22, снабженную патрубком 23,Реакционная камера 24, выполненная в форме конфузора, снабжена патрубком 25, охлаждающей рубашкой 26 с патрубком 27,кольцевым соплом 28 и коллектором 29 с патрубком 30.Закалочное устройство состоит из двух концентрически расположенных труб 31 и 32. Внутренняя труба 31 снабжена патрубком 33, гибким шлангом 34, радиально-щелевой форсупкой 35 н соединена с реверсивным приводом 36.Корпус 37 реактора с патрубком 38 переходит в коническое днище 39 с патрубком 40; в верхней части корпуса 37 расположен коллектор 41 с форсунками 42 и патрубком 43 и конфузор 44 с цилиндрической горловиной 45.Для защиты кольцевого эжекционного смесителя от разрушения в случае воспламенения газовой смеси применяется двойная блокировка: по температуре газовой смеси, контролируемой термопарой 8, и по изменению перепада давления, замеряемого дифмапеометром 46 с электрическими контактами а и б, Обе блокировки связаны с отсекателем 47, прекращающим подачу кислорода в смеситель при воспламенении газовой смеси. Блокировка по перепаду давления срабатывает обычно при воспламенении газовой смеси в камере смешения (малые нагрузки и.инициирование пламени раскаленными частичками окалины, сажи и т. п.), а блокировка по температуре срабатывает в случае проскока пламени из реакционной зоны через каналы горелочного блока.Реактор работает следующим образом.Кислород и углеводородные газы, раздельно подогретые до 650 - 700 С под давлением 0,5 - 1 ати поступают в кольцевой экекционный смеситель по патрубкам 13 и 2, при этом кислород распределяется по трубкам 10 и через кольцевое сопло 11 выбрасывается кольцевой струей в кольцевую камеру 16 смешения. Сюда же поступают и углеводородные газы, которые, пройдя между трубками 10, разделяются в приемной камере 15 на два кольцевых потока, охватывающих на входе в камеру 16 смешения кольцевую струю кислорода, В камере 16 смешения происходит выравнивание профиля скоростей и поля концентраций смешиваемых газов. Окончательное смешение газов завершается в кольцевом диффузоре 17, нижняя часть которого снаокена цилиндрической обечайкой с распределительной решеткой 14, обеспечивающей равномерное распределение газовой смеси по поперечному сечению плиты 19 горелочпого блока.Пройдя сопла Вептури 20, газовая смесь поступает в реакционную камеру 24, где в пламени неполного горения осуществляется окислительный пиролиз углеводородного сырья. Для устойчивого воспла)мененпя газовой смеси на входе в реакционную камеру 24 и предотвращения отрыва пламени от рабочей плиты 18, из кислородной каме 10 15 ) о )г 3 О 35 -1 О го )Э ьо 4ры 22 через продольные или спиральные пазы 21 к коршо каждого отдельного факсла поступают струйки стабилизирующего кислорода.Для непрерывной очистки внутренней поверхности реакционной камеры 24 от сажи и смол, а также для предотвращения ее перегрева и разрушения по стенкам камеры поступает пленка защитной жидкости (воды), которая формируется в поле центробежных сил при истечении жидкости из тангепциальных каналов в верхней части камеры.Газы пиролиза (закалка) быстро охлаждаются впрыскиванием жидкости в поток в двух зонах. Первая подвижная зона закалки резко сюсюкает температуру газов пиролиза с 1400 - 1500 до 300 - 400 С. Оптимальный режим закалки в зависимости от нагрузки, состава сырья и др. параметров определяется положением радиально-щелевой форсунки 35, которая в процессе работы реактора может перемещаться по оси реакционной камеры путем дистанционного управления или автоматически.Сигнал, поступающий на реверсивный привод 36, перемещает трубу 31 с форсункой 35, горизонтальный факел распыла которой определяет высоту реакционной зоны, а следовательно и время реакции.Закалочная жидкость (горячая вода плп жидкие углеводороды) поступает через гибкий шланг 34, патрубок 33 и трубу 31 в форсунку 35, где распределяется ыа два потока.Далее газы пиролиза охлаждаются до 80 - 90 С во второй зоне, которая образуется при распыливании защитного слоя жидкости в нижней части реакционной камеры 24 потоком пара или компримированных газов ппролиза, поступающих через радиальное кольцевое сопло 28. Г 1 осле закалки газы пиролиза орошаются холодной жидкостью, распыливаемой форсунками 42 и поступают в турбулентный промыватель, состоящий из конфузора 44 лл цилиндрической горловины 45, При многократном столкновении частичек сажи с каплями распл)ллениой жидкости в турбулентном промывателе образуются укрупненные частицы, которые па выходе из горловины 45 инерционной силой отбрасываются вместе с жидкостью на коническое днище 39 и непрерывно удаляются из реактора через патрубок 40, а газы пиролиза выходят через иатрубок 38,Первоначальный розкиг реактора производится запальником, который вводится в реакционную камеру через патрубок 25. Ф ор мул а изобретения Реактор для термоокислительного пиролиза углеводородов, состоящий из эжекциГазы иРапиЗЬ1 Фиг.1 Реда Техред И. Пенчко Корректор Н. Федоров П. Горько Заказ 800/12 Изд.164НПО Поиск Государственного комитет113035, Москва, КТираж 577 ССР по делам изоб аушская иаб., и. 4,5 Подписное ий и открцтийпография, пр. Сапунова,оонного смесителя с центральным профилированным телом, многоканального горелочного блока, реакционной камеры и закалоч ного устройства, отличающийся тем, что, с целью равномерного распределения газовой смеси по поперечному сечению горелочного блока и защиты смесителя От разрушения при проскоке пламени из реакционной зоны, смеситель в нижней части снабжен цилиндрической обечайкой с рас пределительной решеткой, выполненной изконцентрических колец.