ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пламенные экзотермические реакторы из "Реакторы в химической промышленности" Пламенные реакторы с предварительным смешением газов. Такие реакторы состоят из камеры смешения газов, диффузора, в котором заканчивается процесс смешения (диффузор обычно имеет угол открытия 23°), и камеры сгорания, в которую равномерно поступают газы из диффузора. [c.89] Наиболее простым реактором с камерой смешения можно считать горелку Бунзена (рпс. II-13). Газ вводится в нее через отверстие в металлической трубке, а воздух для горения засасывается через боковые отверстия. Перемешивание происходит в самой трубке, на конце которой зажигается пламя. [c.89] Промышленные горелки могут быть пламенными п беспламенными (при большой нагрузке). [c.89] На рис. П-14 представлена промышленная горелка, в которой для перемешивания горючего с воздухом используется устройство 1 типа трубки Вентури, а для большей устойчивости пламени — насадка 3 (так называемая поверхность установления пламенп ). [c.89] Ниже рассмотрены реакторы для парциального окпсленпя углеводородов. [c.89] Реактор для получения сажи канальным способом представляет собой огнеупорную керамическую горелку, через которую проходит метан под давлением, близким к атмосферному (длина горелки 17 мм, внутренний диаметр 4,85 мм, наружный диаметр 7,5 мм). Газ выходит через кран прямоугольной формы (длина 5 мм, ширина 0,85 мм) и горит желтым пламенем при недостатке воздуха. Пламя распространяется в длину, при этом часть метана, сгорая с воздухом, снабжает реакцию необходимой энергией. Батарею таких горелок помещают в камеру сгорания, куда с помощью специального регулятора подают воздух. Если воздух и метан предварительно нагреть, то производительность реактора возрастет. [c.90] Реактор типа низкой печи, называемый также генераторной печью, работает прп давлении 1000—2500 мм вод. ст. и соотношении воздух метан, равном 3,5 1. Воздух, нагретый до 350—500° С, поступает в ннжнюю часть печи через специально сконструированную горелку параллельно с метаном. В результате процесса диффузии воздух — метан поддерживается реакция неполного сгорания и разложения метана внутри слоев самого метана за счет тепловой радиации. Средняя температура газов в печи 1300—1350° С. Образующаяся сажа вместе с реакционными газами направляется на фильтровальные установки. [c.91] Некоторые типы горелок для производства сажи изображены на рис. П-15. [c.91] Реакторы для производства ацетплена путем парциального окисления метана кислородом. Среди процессов нефтехимии получение ацетилена путем парциального окисления углеводородов кислородом занимает значительное место. За последние десять лет пламенные реакторы непрерывно совершенствовались п в настоящее время существует множество их конструктивных типов. Ниже дано описание реактора типа Саксе и более новых моделей. [c.91] С точки зрения термодинамики, при температуре этих реакций есть возможность превращения метана в ацетилен или, одновременно, полного разложения образовавшегося ацетилена. [c.92] Кислород подается в несколько меньшем количестве, чем это требуется по стехиометрпп —6 Оа на 1 СН4) и реакция происходит в пламени длиной 160—300 мм (см. рис. И-11, к). [c.93] Реактор типа Саксе для проведения описанного выше процесса состоит из камеры смешения, которая может иметь различную форму, диффузора (в нем завершается перемешивание смеси в результате молекулярной диффузии и происходит распределение смеси в горелки), блока металлической или керамической горелки и камеры сгорания (рис. П-16). [c.93] В камере смешения газы должны в предельно короткое время образовать однородную смесь (используют главным образом турбинные мешалки). Завершается эта операция в диффузоре. [c.93] Влок горелки охлаждается водой. Раньше горелки были прямоугольного сечения, в последнее время они имеют форму эллипса или круга. [c.93] Под камерой сгорания пламя резко охлаждается до 80° С с помощью 2—3 поверхностных водяных оросителей, после чего газы из реактора направляются в установку для отделения сажи, концентрирования и очистки ацетилена. [c.93] Производительность реакторов рассматриваемого тина равна 2000—6000 метана/ч. [c.94] Обычно при температуре предварительного нагревания (600° С) смесь должна иметь следующий состав 37 объемн. % кислорода и 63 объемн. % метана. Так как рабочее давление в диффузоре — 2000 мм вод. ст., а температура 600° С, то скорость газов в горелке диаметром 8 мм равна приблизительно 60 м сек. При такой скорости, намного превышающей обратную скорость пламени (см. рис. И-10), можно работать совершенно безопасно. [c.94] Несмотря на то, что камера сгорания имеет сечение намного большее, чем общее сечение горелок, нельзя обеспечить пламя в виде равных полос, перпендикулярных к потоку газа. В зависимости от условий движения потока и шероховатости стенок горелок пламя имеет различную степень неровности (образуются складки , так что поверхность фронта пламени почти в 30 раз больше, чем поверхность ровного пламени). Таким образом, при этом типе горелки фронт пламени утолщен и не имеет определенной геометрической формы, как в горелке Бунзена. Вследствие большой турбулентности обмен энергией между реакционными и несгоревшими газами несколько увеличен, а следовательно, увеличенной будет и скорость пламени. [c.94] В реакторах, сконструированных после 1950 г., диаметр каналов горелок увеличен, конструкция горелок (главным образом металлических) упрощена, а температура предварительного нагревания увеличена при уменьшенном удельном расходе кислорода. [c.94] Вернуться к основной статье