устройство для проведения тепломассообменных процессов

Формула изобретения

Устройство для проведения тепломассообменных процессов, содержащее вертикальный пустотелый корпус с верхней горловиной с возможностью подвода или отвода тепла, патрубки ввода технологических потоков в верхнюю горловину, а также патрубки вывода продуктов в нижней конической части корпуса, один из которых выполнен по оси корпуса, отличающееся тем, что в патрубке вывода продуктов, выполненном по оси корпуса, соосно с этим патрубком установлена цилиндрическая обечайка, состыкованная в верхней части с патрубком и образующая радиальный зазор ниже уровня стыковки со стенками патрубка, а к патрубку ниже уровня стыковки с обечайкой подключен, по меньшей мере, один патрубок ввода дополнительного технологического потока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов тепломассообмена, химических процессов в присутствии твердых частиц и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известно устройство для проведения тепломассообменных процессов по патенту RU №2185933, кл. В 22 F 9/12, С 01 G 49/16, оп. 27.07.2002. Бюл. №21. Устройство содержит вертикальный пустотелый корпус с верхней горловиной с возможностью подвода или отвода тепла, патрубки ввода технологических потоков в верхнюю горловину корпуса, а также патрубки вывода продуктов в нижней конической части корпуса устройства, один из которых выполнен по оси корпуса.

Устройство работает следующим образом.

Пары пентакарбонила железа (ПКЖ) подают внутрь вертикального пустотелого корпуса через патрубок ввода технологического потока в верхней горловине корпуса. В ту же горловину посредством другого патрубка ввода технологического потока подают пары аммиака. Внутри пустотелого корпуса устройства создают заданный температурный режим. Продукты - газообразные вещества и твердые частицы химических и тепломассообменных процессов, проходящих в полости корпуса, выводят из устройства через патрубки вывода продуктов, выполненные в нижней конической части корпуса.

Существенным недостатком устройства является широкий диапазон размеров получаемых частиц порошка и невозможность регулирования размера образующихся частиц и, как следствие, низкое качество получаемого порошка.

Задачей изобретения является повышение качества порошкообразного продукта и улучшение управляемости химических и тепломассообменных процессов в устройстве.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для проведения тепломассообменных процессов, содержащем вертикальный пустотелый корпус с верхней горловиной с возможностью подвода или отвода тепла, патрубки ввода технологических потоков, патрубки вывода продуктов, в патрубке вывода продуктов, выполненном по оси корпуса, соосно этому патрубку установлена цилиндрическая обечайка, состыкованная в верхней части с патрубком и образующая радиальный зазор ниже уровня стыковки со стенками патрубка, ниже уровня стыковки обечайки с патрубком подключен, по меньшей мере, один патрубок ввода дополнительного технологического потока.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства для проведения тепломассообменных процессов; на фиг.2 представлен вид А на фиг.1.

Устройство для проведения тепломассообменных процессов содержит вертикальный пустотелый корпус 1, выполненный с возможностью подвода или отвода тепла, например, через теплообменную рубашку, имеющий верхнюю горловину 2. В верхнюю горловину 2 по оси корпуса выполнен патрубок 3а ввода технологического потока, другой патрубок 3b может быть выполнен с тангенциальным или радиальным вводом в верхнюю горловину 2, таких патрубков, как 3b, может быть несколько, например, 3с и т.п. В нижней конической части корпуса 1 выполнен тангенциально или радиально, по меньшей мере, один патрубок 4а вывода продуктов, таких патрубков может быть несколько, например, 4b и т.п. Патрубок 5 вывода продуктов расположен в торце корпуса и выполнен по оси корпуса 1. Соосно патрубку 5 внутри него установлена цилиндрическая обечайка 6, состыкованная в верхней части с патрубком 5 и образующая радиальный зазор ниже уровня стыковки со стенками патрубка. К патрубку 5 ниже уровня стыковки обечайки 6 с патрубком 5 подключен, по меньшей мере, один патрубок 7а ввода дополнительного технологического потока. Таких патрубков может быть несколько, например, 7b и т.п. Патрубки 7а, 7b и т.п. могут быть выполнены как радиальными, так и тангенциальными к патрубку 5.

Устройство для проведения тепломассообменных процессов работает следующим образом.

Исходные газообразные технологические потоки подают в верхнюю горловину 2 корпуса 1 устройства посредством патрубков 3а, 3b, 3с и т.п. ввода технологических потоков. Через стенки корпуса 1 к реакционной массе, находящейся в полости корпуса, подводят или отводят тепло, т.к. корпус выполнен с возможностью подвода или отвода тепла, например, через теплообменную рубашку. При образовании в процессе твердых частиц они выводятся, в основном, через патрубок 5 вывода продуктов, выполненный в нижней части корпуса по его оси, а также могут выводиться из устройства вместе с газовым потоком через патрубки 4а, 4b и т.п. вывода продуктов, выполненные в нижней конической части корпуса 1. В патрубок 5 в пространство между обечайкой 6 и патрубком 5 посредством, по меньшей мере, одного патрубка 7а подают заданное регулируемое количество дополнительного газообразного технологического потока. Использование различных по составу и свойствам дополнительных технологических потоков расширяет технологические возможности устройства и позволяет изменять элементный состав образующихся в процессе твердых частиц. Дополнительный технологический поток выходит из патрубка 5 и создает в нижней конической части корпуса 1 восходящие встречные потоки, которые уменьшают скорость осаждения твердых частиц и увеличивают время пребывания частиц в реакционной зоне полости корпуса. Выводиться из устройства через патрубок 5 будут только те частицы, у которых скорость осаждения будет превышать скорость восходящих потоков. Таким образом, в полости корпуса 1 устройства формируется масса твердых частиц порошка узкого (заданного и регулируемого) гранулометрического состава, что, в конечном итоге, улучшает качество получаемых порошков. Выполнение цилиндрической обечайки 6, состыкованной в верхней части с патрубком 5 и имеющей радиальный зазор ниже уровня стыковки со стенками патрубка, первоначально придает нисходящее направление движения в пространстве между обечайкой 6 и патрубком 5 вводимого дополнительного технологического потока, что сглаживает его пульсации и равномерно распределяет поток по всему сечению патрубка 5. Равномерность распределения потока по сечению патрубка 5 в свою очередь способствует улучшению и стабилизации структуры восходящего встречного потока в нижней конической части корпуса 1.

Таким образом, данное устройство для проведения тепломассообменных процессов позволяет повысить качество порошкообразного продукта и улучшить управляемость химических и тепломассообменных процессов в устройстве.