Смесительно-распределительное устройство для перемешивания газов в каталитическом реакторе - SU1576190A1
Код документа: SU1576190A1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к конструкции химических аппаратов, а более конкретно к смесительно-распредели- тельным устройствам в реакторах для проведения каталитических процессов со стационарным слоем катализатора, и может быть использовано в химической , нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях.
Цель изобретения - интенсификация процесса смешения и повышение надежности работы.
На фиг. 1 показано смесительно- распределительное устройство, разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг, 1; на фиг. 3 - то же, вариант.
Смесительно-раопределительное устройство имеет (фиг.1) верхнее и нижнее 2 основания, периферийные вертикальные стенки 3} соединяющие верхнее и нижнее основания, трубки 4, колпачки 5 с отверстиями 6 или отбойными дисками 7, патрубок 8 подвода перегретого пара с отбойником 9. Верхнее
основание 1 снабжено отверстиями 10 для входа парогазовой смеси.
Сме сительно-распределительное устройство работает следующим образом.
Контактный газ проходит по всему сфчению аппарата сверху вниз. Острый перегретый водяной пар поступает по патрубку 8 и, отразившись от отбойника 9, создает завесу пара над верхним основанием смесительно-распреде- лительного устройства в зоне отверстий 10 о Смесь контактного газа и перегретого пара, турбулизированная поворотами потока и увеличения скорости прохождения в зазоре за счет уменьшения сечения площади зазора, поступает внутрь барабанного смесителя чфрез отверстия 10Э где проходя по лабиринтным каналам, образованными - трубками 4, поступает в колпачки. 5, откуда чеерз отверстия 6 или через кольцевой зазор, образованный нижним торцом колпачка 5 и отбойным диском 7„ распределяется по всему сечению аппарата.
Смешение контактного газа с перегретым паром в смесителъно-распреде- лительном устройстве происходит многократно; по мере прохождения контактного газа паровую завесу в зонах отверстий; при поворотах парогазовой смеси; в турбулентном ускоряющемся потоке в зазоре между отбойником и смесительно-распределительным устройством; в вихрях, возникающих при прохождении парогазовой смеси в отверстия верхнего основания; при прохождении парогазового потока по лабиринт- ньм каналам о
Преимуществом изобретения является то, что первоначальное смешение пара и контактного газа происходит до входа в смесительно-распределительное устройство, т.е. температура входящей парогазовой смеси составляет уже 400°С. Следовательноs все недостатки , связанные с нежелательным разложением уже полученных конечных продуктов реакции на побочные продукты на раскаленных металлических поверхностях , неравномерный нагрев отдельных элементов9 приводящий к их деформации и выходу из строя элементов барабанного смесителя, а также постоянное изменение линейных размеров9 приводящих к разрыву сеток, просыпанию катализатора я проскоку контактного газа, в устройстве исключены.
0
5
0
5
0
0
5
0
5
Важным условием для равномерного распределения пара по всему сечению аппарата является также то, что внутрь устройства подают сумму всего количества контактного газа и перегретого пара, т.е. заставляют значительно большее количество парогазовой смеси проходить через колпачки с отверстиями или отбойными дисками, что создает большой перепад давления и тем самым увеличивает равномерность распределения парогазовой смеси.
При этом весьма большое значение имеют оптимальные размеры (соотношения ) площади отверстий в верхнем основании по отношению к площади поперечного сечения аппарата, а также соотношение зазора между отбойником и верхним основанием смесительно-распре- делительного устройства. Эти соотношения имеют прямое отношение к степени турбулизации потоков, что приводит в конечном счете к степени эффективности перемешивания контактного газа с паром.
Результаты опытно-промышленных испытаний смесительно-распределитель- ного устройства с различными площадями входных отверстий в верхнем основании приведены в табл. 1, а с различными зазорами между отбойниками и верхним основанием - в табл. 2.
Из результатов испытаний следует, что оптимальными соотношениями площадей входных отверстий в верхнем основании по отношению к площади поперечного сечения аппарата должны быть в пределах (0,02-0,05)F, где F - площадь сечения аппарата, а отношение величины зазора к диаметру входного отверстия должно составлять (0,1- Os2)d, где d - диаметр отверстия в
верхнем основании. i
На фиг, 3 изображено смесительно- распределительное устройство, в котором с целью экономии прространства над устройством трубы подачи перегретого пара проходят снизу смесительно- распределительного устройства коакси- ально с. отверстием в верхнем основании . В этом случае происходит дополнительное улучшение степени перемешивания , так как под отбойником контактный газ и перегретый пар движутся навстречу друг другу, т„е„ на определенной длине под отбойником осуществляется противоток двух основных потоков с
515
Формула изобретения
1. Смесительно-распределительное устройство для перемешивания газов в каталитическом реакторе, имеющее верхнее и нижнее плоские основания, перекрывающие поперечное сечение реактора , , соединенные между собой посредством размещенной по периферии обечайки и трубок, равномерно расположенных между основаниями, закрепленные , в нижнем основании колпачки с отверстиями и средства для подачи одного из смешиваемых газов, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса смешения и повышения надежности работы, средство для подачи одного из смешиваемых газов выполнено в виде радиально установлен
0
0
5
906
них Г-образных патрубков с отбойниками , выходные отверстия которых расположены над верхним основанием, имеющим отверстия, при этом-отбойники расположены с перекрытытием над отверстиями основания, а отверстия трубок заглушены.
2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что суммарная площадь сечения отверстий в верхнем основании составляет (0,02-0,05)F, где F - площадь сечения реактора.
3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между отбойником патрубка для ввода газа и верхним основанием составляет (0,1-0,2)ds где d - диаметр отверстия в верхнем основании.
Таблица 1
Реферат
Изобретение относится к конструкции химических аппаратов, а более конкретно к смесительно-распределительным устройствам в реакторах для проведения каталитических процессов со стационарным слоем катализатора, может быть использовано в химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность перемешивания и уменьшения износа устройства путем воздействия температурных перепадов. Верхнее основание устройства имеет входные отверстия. Патрубок с отбойником для ввода одного из смешиваемых газов выполнен в виде одной или нескольких труб, выходное отверстие которых расположено коаксиально над отверстием в верхнем основании, а ограниченная верхним и нижним основаниями камера снабжена вертикально расположенными трубами, которые упираются в оба основания и образуют лабиринтные каналы. Суммарная площадь сечения отверстий в верхнем основании составляет (0,02-0,05)F, а расстояние между отбойником патрубка для ввода газа и верхним основанием составляет (0,1-0,2)D, где F - площадь сечения реактора
D - диаметр отверстия в верхнем основании. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.
Формула
