Реактор

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК Оаи 1 Л 8(18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 709160, кл. В 01 Л 8/18, 1976,2. Авторское, свидетельство СССР У 718159, кл. В 01 Л 8/38, 1976. (54)(57) 1. РЕАКТОР для гетерогенных процессов газ - твердое, содержащий корпус, технологические штуцеры, источник высокого напряжения, центральный изолятор с расположенным на .нем центральным электродом с закрепленными на нем дисками и установленный коаксиально ему снаружи периферийный электрод с закрепленными на нем кольцами, размещенными между дисками центрального электрода.с, образованием меж ду собой контактной камеры о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и качества продукта, ввод газа выполнен в виде тора, на внутренней поверхности которого по периметру выполнена щель, при этом тор охватывает расположенный вертикально центральный изолятор ввода высокого напряжения.2. Реактор по и. 1, о т л и ч а-ю щ и й с я тем, что каналы в электродах различной полярности сдвинуты один относительно другого в горизонтал ной плоскости на угол 180.".0 11596 1Изобретение относится к аппаратам, в которых с целью интенсификации процесса осуществляется электродинамическое псевдоожижение тонкодисперсной твердой фазы. Такие аппараты предназначены как для получениягазообразного продукта, например,при гетерогенном катализе в системегаэ - твердое тело, так и продуктав твердом состоянии путем окисления 10или восстановления тонкодисперсныхчастиц твердой фазы, например, припрямом восстановлении порошков оксидов металлов,Известны аппараты, реализующие 15электродинамическое псевдоожижениечастиц твердой фазы и позволяющиепсевдоожижать частицы с размером отдесятых долей микрометра 11.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является аппарат,содержащий корпус с крышками, изолированный от корпуса профилированныйвысокопотенциальный электрод, снаб- р 5женный приводным устройством, и тех,нологические патрубки 21. Однако для осуществления непрерывности процесса необходимо горизонтальное расположение оси аппарата, требу- фющее больших рабочих площадей, а дляобеспечения герметичности высоковольт.ного изолятора использованы дополнительные элементы конструкции,Кроме того, в известном аппарате 35невозможно изменить суммарный объемзон электродинамического псевдоожижения частиц твердой Фазы. Происходит запудривание частицами высокодисперсной твердой фазы поверхности высоковольтных изоляторов, что приводитк потерям энергии тока высокого напряжения, пробоям на корпус и, в конечном итоге, срыву процесса псевдоожижения. При использовании устройств 45для непрерывного получения продуктав виде порошка необходимо сообщатьвысокопотенциальному электроду вращательное движение, что усложняетконструкцию ввода высокого напряжения и требует привода.Цель изобретения - повышение надежности работы и качества продукта.Поставленная цель достигается тем,что в реакторе для гетерогенных про" 55цессов газ - твердое, содержащем корпус, технологические штуцеры, источ.ник высокого напряжения, центральный изолятор с расположенным на нем центральным электродом с закрепленнымина нем дисками и установленный коаксиально ему снаружи периферийныйэлектрод с закрепленными на нем кольцами, размещенными между дискамицентрального электрода с образованием между собой контактной камеры,ввод газа выполнен в виде тора, навнутренней поверхности которого попериметру выполнена щель, при этомтор охватывает расположенный вертикально центральный изолятор вводавысокого напряжения,При этом каналы в электродах различной полярности сдвинуты один относительно другого в горизонтальнойплоскости на угол 180.На чертеже показан предлагаемыйреактор, общий вид,Устройство содержит металлическое основание 1, в конической выточке которого. свободно посажена опораизолятор 2, выполненная иэ термостой"кого диэлектрика, например фторфлогопита. В нее свободно посажен центральный электрод 3 блока 4 высокопотенциальных электродов 4, выполненных в виде дисков. Применениетермостойкого диэлектрика обеспечивает электрическую прочность изолятора при повышенных температурахдо 800 К и более, что в ряде случаев позволяет отказаться от принудительного охлаждения изолятора, каксредства обеспечения его электрической прочности, Высоковольтный изолятор ввода высокого напряжения в объемреактора с конусностью образующей впределах 5-30 одновременно являетсяопорой центрального электрода 3 блока 4 высокопотенциальных электродов,Это обеспечивает наиболее простойвариант конструктивного решения за-.дачи вертикальной компановки реактора за счет вертикального расположения блока высокопотенциальных электродов на центральном электроде 3. При условии притирки конических поверхностей опоры-изолятора и выточки основания одновременно решается без дополнительных элементов и задача уплотнения высоковольтного ввода: при углах 5-30 нормальное давление, создаваемое весом блока высокопотенциальных электродов, даже в тех случаях, когда давление газо9620кальной оси аппарата, зоны псевдоожижения имеют форму колец. Следуетразличать два рабочих режима реактора,Если реактор использу 1 от для получения твердого продукта, например,для восстановления порошка оксидовнекоторых металлов до металла газообразным восстановителем, то порошок оксида непрерывно подают по патрубку 14 в верхнюю межэлектроднуюобластьПодачу осуществляют с помощью того нли иного дозирующегоустройства в верхнюю межэлектроднуюобласть, где порошок оксида псевдоожижается силами электрического поля.Как следует из чертежа, для подачив межэлектродную область частиц поканалу патрубка 14 в верхнем низкопотенциальном электроде сделан канал 15.При подключении блоков электродовк источнику высокого напряжения поданные в верхнюю межэлектродную областьчастицы твердой фазы электродинамичес"ки псевдоожижаются,Известно, что счетная концентрация твердых частиц в области электродинамического псевдоожижения не может быть больше некоторого предельного значения, Поэтому по мере поступления частиц из патрубка 14 зонапсевдоожижения охватит всю кольцевуюобласть и достигнет канала 15 уже вверхнем из высокопотенциальных электродов. Частицы начнут переходить вследующую межэлектродную область поэтому каналу. Далее процессы перекач"ки повторяются. з 115вой фазы в рабочем объеме порядкаатмосферного уже достаточно,Расстояние между отдельными дисками центрального высокопотенциального блока изменяют высотой цилиндрических втулок 5.Положение блока электрода 6, выполненных в виде колец, находящихсяпод потенциалом корпуса, в радиальном направлении относительно высокопотенциального блока фиксирует кольцевой выступ 7 основания реактора.Расстояние между отдельными электродами этого блока определяет высота цилиндров 8. Смена элементов 5и 8 позволяет изменять межэлектродные расстояния,Таким образом, предлагаемая конструкция реактора обеспечивает изменение общего объема .области 9 псевдоожижения реактора изменением числа электродов обоих полярностей(в пределах высоты корпуса 10 аппарата), т,е. позволяет изменять общеевремя контакта электродинамически дпсевдоожиженных частиц твердой фазы с газом. Последний вводят в контактную камеру по патрубку 11, который завершается кольцевым участком12, охватывающим несущий стержень 330непосредственно над высоковольтнымизолятором. Кольцевой участок имееткольцевую щель 13 для поступлениягаза в реактор, Она создает кольцевой,поток газа, что исключает оседание частиц твердой фазы на поверхность опоры-изолятора, следовательно, токи утечки на корпус и поверхностные пробои. Это повышает эффективность использования тока высокогонапряжения и, что самое главное,40устраняет срыв самого процесса электродинамического псевдоожижения засчет этих пробоев,Корпус 10 и основание 1 соединяютболтами, а герметичность соединения45создают прокладкой (на чертеже этидва элемента не показаны), Корпуси основание заземлены, что обеспечивает требования безопасности в усло".виях высоких напряжений,При подаче плюса высокого напряжения (+Ц на электрод 3 положение зон 9 псевдоожижения частиц твердой фазы соответствует участкам профили рования электродов 4 и 6, где межэлектродное расстояние наибольшее.В сечении, перпендикулярном вертиПоворотом в горизонтальной плоскости блока высокопотенциальных электродов каналы 15 его электродов смещают относительно каналов 15 блока низкопотенциальных электродов на угол в пределах 0-180, чем дополнительно увеличивают время нахождения частиц в данной межэлектродной области.Процесс перекачки частиц твердой фазы из зоны в зону.нсевдоожижения по высоте аппарата завершается выгрузкой продукта реакции (в твердой фазе) по каналу 16. Собтветственно газообразные продукты реакции и неиспользованный восстановитель выводят по каналу 17. Если реактор используется для получения газообразного продукта в результате гетерогенного каталитического процесса в системе газ "5 1159620б твердое тело, элементы 14, 15 и 16 из рая последовательно проходит зоны конструкции исключают, а тонкодисперс- псевдоожижения катализатора в раный катализатор вводят при сборке в диальном напряжении. Газообразный межэлектродные области. Исходную га- продукт реакции выводят по каховую фазу подают по каналу 11, кото налу 11. тавитель А. Лиханоред С.йовжий орректор Л. Пилипе едактор А. Шанд 26/7 Тираж 541ВНИИПИ Государственного комитета,по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. ПодписноСР з ф М 5 ПБП "Патент г. Ужгород, ул. Проектная ф