Реактор с псевдоожиженным слоем

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советскик Социалистических Республик(31) Р 2704975. 8 (33) ФРГ В 01 д 8/18 Государственный коиитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) РЕАКТОР С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ Изобретение относится к конструкции реактора с псевдоожиженным слоем и может быть использовано для проведения экзотермических реакций в системе газ-твердое тело.Известен реактор с псевдохиженным или кипящим слоем для осуществления экзотермических реакций в системе газ-твердое тело, например, для получения кремнийгалогенных соединений спомощью кремнийсодержащих контактных масс по прямому синтезу. Известный аппарат кипящего слоя содержит корпус, внутри которого располо жены теплообменные трубки, соединенные между собой с помощью мостика (1 .Недостатком известного реактора является опасность эрозии, которая 2 О дополнительно увеличивается при использовании частиц твердого вещества с сильно абразивным характером, как содержащие кремний контактные массы. 25Цель изобретения - повышение надежности работы реактора.Поставленная цепь достигается тем, что в реакторе с псевдоожиженным слоем для осуществления экэотервических реакций в системе газ-твердое тело, например для получения кремнийгалогенных соединений с помощью кремнийсодержащих контактных масс, содержащем корпус, внутри которого расположены тепло- обменные трубы, соединенные между собой с помощью мостика, каждая теплообменная труба снабжена в нижней части сужающимся наконечником.Кроме того, реактор снабжен рубашкой, выполненной в виде спираль" ного канала с крышкой, при этом крышка выполнена вогнутой или выпуклой, а спиральный канал имеет форму четырехугольника.Предлагаемое теплообменное устройство может состоять либо только из одной трубы указанного расположения и оформления в объеме раствора, либо только иэ рубашки указанного оформления на наружной стороне стенок реактора, причем предпочтительна комбинация по крайней мере одной трубы и рубашки.Сужающийся наконечник трубы или труб, предпочтительно внутри, сконструирован не в виде трубы, а из компактного или мас.ивного материа 990071ла так, что он не связан с теплообменной средой. Сужающийся наконечник имеет снаружи закругление, причем он может быть оформлен как в ви" де усеченного конуса, так и в виде полушара. Соприкасающаяся с псевдо-5 ожиженным слоем деталь создает минимальное незначительное,) сопротивление направленному навстречу газовому потоку и, таким образом, .труба активно защищена против чрезмерного 1 О износа.Если теплообменное устройство состоит из нескольких труб, они свя" заны друг с другом, причем предпочтительно осуществлять соединение 15 мостиками, расположенными между наконечниками, для чего также важно незначительное сопротивление по отношению к направленному навстречу газовому потоку. Поэтому зти масти ки выполнены в виде плоских, расположенных перпендикулярновертикально ) в объеме реактора пластин, узкие стороны которых связаны с конически суженными деталями, для чего особенно пригоден вертикально расположенный плоский материал, который по узким сторонам сварен поперечно с наконечниками.Сами трубы выполняются погружны-ми, через которые подается теплообменная среда с переменным направлением потока. Толщина труб, которая называется их наружным диаметром, числа труб и расстояние между отдельными трубами зависят от диаметра реактора и требующейся для содержимого реактора поверхности охлаждения. Расстояние от закругленных наконечников труб до продуваемого дна представляет произвольно выбираеМую ве-, 40 личину, которая зависит только от поверхности охлаждения содержимого реактора.Идущий спиралеобразно канал образован спиралеобразно наваренными по 45 продольному краю на стенки реактора металлическими полосами, эа счет чего получается четырехуголь ное поперечное сечение, и снаружи заделан выпуклыми металлическими полосами, Длина краев канала при этом определяются шириной и расстоянием металлических полос друг от друга на стенках реактора. Предпочтительно наваривать металлические полосы по продольному краЮ вертикально на стенки реактора.Снаружи канал закрыт приваренной металлической крышкой в виде полосы с выпуклым вогнутым или желобчатооб разным прогибом.Таким образом, в описанной конструкции полностью отсутствуют высокие напряжения в материале, так что каналы, независимо от рода используемой теплообменной среды и нагрузок от давления-и сопротивления потоку, в 65 большей мере удовлетворяют предъявляемым требованиям в отношении материальных нагрузок, чем известные с наружным невыпуклым покрытием.Кроме того, в предлагаемой комбинации также исключаются высокие напряжения усадки, вызванной сваркой ( при сваривании уголков с местами сгибов, на которых материал уже подвергнут сильной деформации ). По сравнению с известными наваренными полутрубами с поперечным сечением в форме полукруга, предлагаемую комбинацию можно изготовлять любого размера. Вся включенная в теплообмен часть находится н стенках реактора для переноса тепла, в то время как в случае наваренных рядов на стенки Реактора полутруб поверхность, касающаяся теплооменной среды, меньше, чем включенная в теплоомен часть стенок реактора.На фиг. 1 показан реактор с псевдоожиженным ( кипящим ) слоем и устройство для подвода теплообменной среды, продольный разрез; на фиг.2 узел 1 на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Л-А на фиг. 2, на фиг. 4 - узел П на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 1.Реактор с псевдоожиженным слоем -одержит корпус 1 с входными отверстиями 2, выходными отверстиями 3 для твердых веществ, входными 4 и выходными 5 отверстиями для газа и продуваемым дном б для распределения газа, трубы 7 регистра, погруженные вертикально сверху в псевдоожиженный слой, находящийся в реакторе и на концах, направленных навстречу потоку газа, поступающего через продуваемое дно б, снаружи выполнены в виде закругленных наконечников 8, которые связаны с мостиками 9. Внутри труб б помещены погружные трубы 10 для обеспечения определенного теплового потока.Рубашка 11, которая покрывает всю наружную поверхность стенок реактора, внутри которого находится псевдоожиженный слой, имеет вид спиралеобразно идущего канала в форме расположенных одно над другим поперечных сечений.Закругленные снаружи наконечники 8 состоят иэ массивного материала. Теплообменная среда подается по погружной трубе 10, которая центрирована благодаря направляющим кулачкам 12. Мостик 9 состоит из расположенного вертикально плоского материала, который сбоку по узким сторонам сварен с наконечниками 8.Теплообменная рубашка 11 выполнена в виде спирального канала, который образован полосами 13 иэ листового материала металла ), наваренными по продольному краю вертикально на стенки реактора. Канал имеет прямоугольное поперечное сечение и снаружи закрыт крышкой в виде приваренных полос14 из листового материала металла) с выпуклым искривлением (кривизной ).Реактор работает следующим образом.5Теплообменная среда (потокподается из системы отопления или системы 15 оборотного водоснабжения по трубопроводу 16 в рубашки 11 реактора с псевдоожиженным слоем, затем по тру бопроводу 1 - в трубы регистра труб 7. Выходные трубы регистра связаны с указателями расхода 18 и 19, благодаря чему обеспечивается установление равномерной загрузкиотдельных секций регистра труб 7. По трубопроводу 20 теплообменная среда возвращается в систему 15.С помощью предлагаемого теплообменного устройства реактора с псевдоожиженным слоем,в особенности в комбинированном виде труб и рубашки, в распоряжение могут быть представлены теплообменные поверхности любой величины, так как расположенные в объеме реактора трубы незначительно подвержены эрозии, обусловленной сильным движением слоя, а рубашка на внутренней стороне ровная и на наружной стороне стенок реактора лишена напряжений в материале, Выбор размеров поверхностей теплообмена псэтому не ограничивается износбм труб в объеме реактора и материальной нагрузкой рубашки, так что производительная мощность реакто ра с псевдоожиженным слоем значительно увеличивается.Формула изобретения.1. Реактор с псевдоежижениым слоем для осуществления экзотермическмкреакций в системе газ-твердое тело,например для получения кремиийгалогенных соединений с помощью кремиийсодержащих контактных масс, содержащий корпус, внутри которого расположены теплообменные трубы, соединенные между собой,с помощью мостика,отличающийся тем, что,с целью повышения надежности работыреактора, каждая теплообмеииая труба снабжена в нижней части сужающимся наконечником,2. Реактор по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что он снабженрубашкой, выполненной в виде спирального канала с крышкой,3. Реактор по пп. 1 и 2, о .т л ич а ю щ и й с я тем, что крышка выполнена вогнутой.4. Реактор по пп. 1 - 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что крьвисавыполнена выпуклой.5. Реактор по пп. 1 - 4, о тл и ч а ю щ и й с я тем,. что спиральный канал имеет форму четырехугольника.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США.Э 3133109,кл. 260- 443. 2, 1960,990071 Фиг. тель Н. КацовскаяИ.Гайду Корректор МШарош Реда аказ 11153/79 Тираж 535 ВНИИПИ Государст по делам изоб 35, Москва, Жфилиал ППП "Патент", г. Ужгородул. Прое СостН. Швыдкая Техр нног тени Рауш Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5