Генератор эндотермической атмосферы

ФЯ Тт,1 1 Гак басф лчгт НЙЕ(51) Ч, КЛ. В 018/ОО С 21 В 1/74 с присоединением заявки РЙ Гооударстееииый комитет СССР(23) Приоритет Опубликовано 30.12.80. Бюллетень 48 оо делам изооретеиий и открытий( 088.8) Дата опубликования описания 02.0;1.8",1(54) ГЕНЕРАТОР ЭНДОТЕРМИЧЕСКОЙ АТМОСФЕРЫ Изобретение относится к области химического машиностроения и может бытьиспользовано в установках для приготовления эндотермической контролируемой атмосферы, широко применяемых в машиностроении и металлургии для процессовтермической и химикогермической обра -ботки металлов и . сплавов, при спеканииметаллокерамики, сварке и пайке металлических изделий.Известны генераторы, входящие в сос1 Огав установок для приготовления эндотермической атмосферы 1,Процесс приготовления эндотермической атмосферы в этих генераторах вклю 15чает две стадии - частичное сжиганиеуглеводородных газов (в основном метана),подаваемой в генератор исходный газовоздушной смеси и эндотермические реакции продуктов полученной смеси газов накатализаторе, где необходимо поддерживать температуру около 1000 С.1 4Характер работы генераторов - непрерывный, т.к. они должны обеспечивать 2постоянное снабжение контролируемой атмосферой работающее непрерывно термическое оборудование.Указанные генераторы эндотермической атмосферы обладают тем недостатком,что температура в области протеканияэндотермических реакций, которая обеспечивается в основном за счет внешнегообогрева не достигает требуемогоуровня, а также неравномерно распределена по катализатору, вследсгвяе чегопроисходит интесивное выпадение сажина катализаторе и преждевременный выходего из строя. Это влечет за собой необходимостьь прекрашения работы генератора для проведения замены катализатора, что является трудоемкой и длительной операцией,Известен также генератор, содержаший обогреваемую камеру с электрическими или газовымп источниками нагрева,в которую помещена реторта с пробкой,представляюшая собой трубу из жароупорной стали. При осуществлении в ре1405 ф 5 10 15 20 25 правлению газового потока, занимая приатом все сечение пространства реторты.В зоне горения в реторте помещаетсянапопнитель в виде кусков керамического материала, в зоне эндотермическихреакций - катализатор в виде гранул,Данной конструкции присуши следующие недостатки.В этой части реторты, где происходитгорение исходной газовой смеси, стенкареторты имеет высокую температуру, ана участке эндотермических реакций,где интенсивно потребляется тепло наэти реакции, ,температура ниже требуемойПоднять температуру в этой части реторты до необходимого уровня за счет повыщения рабочей температуры вобогреваемой камере не представляется возможнымввиду опасности перегрева участка реторты, соответствующего области горения,Кроме того, при одностороннем -только со стороны обогреваемой камеры -нагрева слоя катализатора, представляющего собой мапотеплопроводный материал,по толщине его создается значительныйперепад температуры, так что внутри слоякатализатора температура еще ниже, чему стенки ретортыЯНаиболее близким по техническойсущности взятым,за прототип являетсягенератор, содержащий футерованнуюкамеру нагрева и реторту с размещенными в ней последовательно наполнителеми катализатором, снабженную коаксиально установленной полой вставкой и труоой подачи газа 31,Недостатком этого реактора являетсято, что в нем невозможно регулироватьтемпературу камеры обогрева.Целью изобретения является безаварийное устранение укаэанных недостатков,Поставленная цель достигается тем,что в генераторе эндотермической атмосферы попая вставка выполнена в видестакана, разделенного поперечной перегородкой на две части, в верхней из которых расположен наполнитепь и труба подачи газа.Заглушенный конец вставки установленотднища реторты на расстояние, равное 0,52 величины зазора между вставкой и ретортой, а открытый:конец установлен отпробки на расстояние, равное 0,2-5 велиЗО 35 40 45 50 55 3 7 торте процесса приготовления эндотермической атмосферы упомянутые вьише стадии процесса протекают в расположенных последовательно одна за другой по длине реторты областях ее согласно начин ы того же зазора. Перегородка ус тановлена от открытого конца вставки на расстоянии 0,05-0,7 длины вставки.При такой конструкции горение исходной газовой смеси осушествляетсяво внутренней части реторты, а именно - во вставке, между ее перегородкой и открытым концом, куда смесь поступает по трубке подачи газа. В то же время во внешней части пространства реторты - в зазоре между вставкой и стенкой реторты - располагается только область эндотермических реакцией, являющаяся потребителем тепла. В результате создается возможность управлять уровнем температуры в этой области путем регулирования температуры в камере обогрева,Наряду с этим слой катализатора, содержащийся в зазоре между ретортой . и вставкой, дополнительно к внешнему нагреву со стороны камеры нагрева подогревается также и изнутри, за счет горения газа во вставке, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение температуры по толщине слоя катализатора. Оба этих фактора создают наиболее благоприятные условия для протекания эндотермических реакций, что устраняет преждевременный выход из строя катализатора,в результате чего увеличивается продолжительность безаварийной работы генератора.На чертеже изображен генератор эндотермической атмосферы, общий вид.Генератор содержит футерованную камеру 1 нагрева и помещенную в нее реторту 2 с пробкой 3, В реторте аксиально с ней установлена цилиндрическая полая вставка 4 в виде стакана с поперечной перегородкой 5. Днище вставки заглушено и обращено к днищу раторты, не доходя до него на расстояние, равное 0,5-2 величины зазора между, вставкой и ретортой, а открытый канец обращен к пробке 3, не доходя до нее на 0,2-5 величины этого зазора. По оси пробки 3 расположена трубка 6 подачи газа, которая выступая из пробки, входит внутрь вставки 4, Внутренняя поперечная перегородка 5 отстоит от откроо кванца вставки на расстоянии от 0,05 до 0,7 длины вставки. Между перегородкой 5 и открытым концом вставки 4 вокруг трубки 6 подачи газа помещен наполнитель 7, в в зазоре- между вставкой и ретортой содержится катализатор 8.5 7В днише реторты выполнено отверстие для отвода газа.Работа генератора осуществляется следующим образом.Исходная гвзовоздушная смесь, содержащая метан, подается по трубке 6 подачи газа, внутрь вставки 4, где на наполнителе 7 происходит возгорание метана, Полученная в результате горения метана смесь газов, выходя через открытый конец вставки 4, поступает в зазор между вставкой и ретортой, где по мере продвижения этой смеси вдоль зазора осушествляются эндотермические реакции на катализаторе 8.Предусмотренная для уменьшения тепловых потерь иэ реторты футерованная пробка 3 служит также для предотвращения нежелательного перегрева газо- воздушной смеси, поступающей по расположенной по ее оси трубке 6. Расстояние от заглушенного конца вставки 4 до днища реторты должно быть в пределах 0,5-2 от величины зазора между вставкой и ретортой с тем, чтобы полученный в конце процесса гаэ свободно мог выходить через отверстие в днище реторты. Расстояние между открытым концом вставки и пробкой 3 должно составлять не менее 0,2 величины зазора между вставкой и ретортой с тем, чтобы газ беспрепятственно выходил из полости вставки и поступал в указанный зазор, но и не должно превышать эту величину более, чем в 5 рвз, чтобы область эндотермических реакций располагалась в основном в зазоре между ретортой и вставкой, а не в центральной части реторты.В зависимости от того, нв какой части длины. реторты необходимо повышать температуру и уменьшить перепад по слою путем подогрева изнутри за счет горения газа во вставке, например, только на том ее учвсике, где происходит более интенсивные эндотермические реакции,91405или также и нв последующих участках,в зависимости от конструкции обогреваемой камеры, в частности, от количестварегулируемых тепловых зон в ней, в также с учетом рациональной организациисамого процесса сгорания - должно выби,- раться положение перегородки 5 по отношению к открытому концу вставки впределах от 0,05 до 0,7 длины вствв 10 ки, так как положение перегородки определяет длину зоны горения (от открытоготорца вставки до перегородки) и соответственно длину обогреваемого изнутриучастка реторты, расположенного нвиро 1 тив зоны горения,Повышение температуры в областиэндотермических реакций и устранениеперепада температуры по слою катализатора повысить срок его службы предположительно в 2 раза 1 что увеличитдлительность безаварийной работы генератора,формула изобретении 25 Генератор эндотермической атмосферы,содержащий футерованную камеру нагреваи реторту с размешенными в ней последовательно наполнителем и катализатором,снабженную коаксивльно установленнойзо полой вставкой и трубой подачи газа,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, сцелью повышения эффективности работыгенератора, вставка выполнена в видестакана, разделенного поперечной перегородкой на две части, в верхней изкоторых расположен наполнигель и трубка подачи газа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Общепромышленные печи непрерывного действия, М., "Энергия", 1977.2. Маергойз И, И. Установки для приготовления контролируемых атмосфер. М.,ВНИИЭМ, 1964.3, Заявка Франции Л". 2286789,кл. С 01 В 2/20, 1976.Зак 9 Тираж 809 Подписноеосударственного комитета СССРм изобретений и открытийсква, Ж, Раушская, наб., д. 4/5