|
| |
(11) | 020355 (13) B1 |
    Разделы: A B C D E F G H  |
(21) | 201190016 |
(22) | 2009.11.13 |
(51) | B01F 3/04 (2006.01)
B01F 3/06 (2006.01)
B01F 3/14 (2006.01)
B01J 19/18 (2006.01) |
(31) | 20080633 |
(32) | 2008.11.25 |
(33) | FI |
(43) | 2012.02.28 |
(86) | PCT/FI2009/050911 |
(87) | WO 2010/061054 2010.06.03 |
(71) | (73) ОТОТЕК ОЮЙ (FI) |
(72) | Хультхольм Стиг-Эрик, Лилья Лауно, Нюман Брор, Пеккала Пертти, Руонала Микко, Тиихонен Яри, Ваарно Юсси (FI) |
(74) | Поликарпов А.В. (RU) |
(54) | ОТКРЫТЫЙ РЕАКТОР ПОВЫШЕННОГО ДАВЛЕНИЯ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ И СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ ГАЗА И ШЛАМА ДРУГ С ДРУГОМ |
(57) 1. Устройство (1) для обработки шлама с высоким содержанием твердых частиц или с твердыми частицами высокой плотности и газа, включающее по меньшей мере один открытый вертикальный реактор (2), который состоит из двух труб, вложенных одна в другую: внутренней и внешней труб (4, 5), причем внутренняя труба оборудована мешалкой, создающей нисходящий поток, и элементами (17) для усиления подачи газа; отличающееся тем, что к нижней секции вертикального реактора присоединен цилиндрический горизонтальный реактор (3), который оборудован радиальными мешалками (7), посредством которых псевдоожижают твердые частицы и поддерживают циркуляционный поток из горизонтального реактора во внешнюю трубу (5) вертикального реактора.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что объем горизонтального реактора (3) составляет 20-80% от объема устройства (1) в целом.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высота вертикального реактора (2) во много раз превышает диаметр D центральной части внешней трубы (5).
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя часть вертикального реактора (2) имеет секцию (8) расширения, где внутренняя труба (4) имеет внешнюю поверхность (10) и внутреннюю поверхность (9), причем площадь поперечного сечения кольцеобразной секции между внешней поверхностью (10) внутренней трубы (4) и внешней трубой (5) имеет такое же значение, как площадь поперечного сечения кольцеобразной секции (16) между внутренней трубой (4) и внешней трубой (5) в других частях вертикального реактора (2).
5. Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что диаметр d внешней трубы в секции (8) расширения верхней части вертикального реактора (2) в 2-20 раз больше диаметра D центральной секции внешней трубы (5) вертикального реактора (2).
6. Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что верхняя часть внутренней трубы (4) в секции (8) расширения верхней части вертикального реактора (2) имеет верхнюю секцию конической формы с внешней и внутренней поверхностями (12, 13).
7. Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что над верхней секцией конической формы внутренней трубы (4) расположена коническая направляющая (15), направленная внутрь от края внешней трубы (5), которая образует горлообразный канал.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что коническая направляющая (15) сконструирована так, что она проходит вверх от края внешней трубы под углом 30-75° на расстояние, которое составляет 0,1-0,2 от диаметра внешней трубы d в секции расширения (8) верхней части вертикального реактора (2), а затем вниз под углом 15-50°.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижний край внутренней трубы (4) вертикального реактора проходит внутрь горизонтального реактора (3) на расстояние, которое составляет 0,1-0,14 от высоты горизонтального реактора.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопасти (19) мешалки горизонтального реактора расположены на высоте, которая составляет 0,70-0,85 от высоты горизонтального реактора.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что мешалки горизонтального реактора выполнены с возможностью вращения в противоположных направлениях.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть нижнего края внешней трубы (5) вертикального реактора, соответствующая дуге с центральным углом 100-140°, проходящая вертикально внутрь горизонтального реактора (3) до уровня лопастей (19) мешалок (7) горизонтального реактора, образует выступ (18).
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что место соединения вертикального и горизонтального реакторов оборудовано перегородками (20), которые присоединены к нижней секции внутренней трубы и направлены наружу от нее на расстояние, которое составляет приблизительно 0,2-0,3 от диаметра внутренней трубы (4).
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что перегородки (20) в месте соединения вертикального и горизонтального реакторов расположены симметрично и под углом 110-130° друг другу на стороне внутренней трубы, противоположной стороне внешней трубы, на которой находится выступ (18) внешней трубы.
15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что перегородки (20) в месте соединения реакторов с точки зрения вертикального разреза проходят от верхнего края (21) горизонтального реактора до высоты лопастей (19) мешалки.
16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что горизонтальный реактор (3) оборудован перегородками (22), расположенными вокруг каждой мешалки (7) и направленными к стенкам горизонтального реактора.
17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что состоит из сочетания нескольких вертикальных и горизонтальных реакторов, причем число вертикальных реакторов и присоединенных к ним горизонтальных реакторов составляет 2-10, причем горизонтальные реакторы соединены друг с другом, а между ними расположена разделительная перегородка (23), в которой предусмотрены отверстия (24) для потока.
18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что в сочетании реакторов внутренняя труба (4) одного вертикального реактора соединена с кольцеобразной секцией (16) другого вертикального реактора.
19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что сочетание множества реакторов расположено в U-образной форме.
20. Способ обработки шлама с высоким содержанием твердых частиц или с твердыми частицами высокой плотности и подаваемого в него газа в устройстве (1), в нижней секции которого создают высокое гидростатическое давление, причем шлам и подаваемый в него газ направляют вниз по внутренней трубе (4) по меньшей мере одного открытого вертикального реактора (2) и поднимают вверх по внешней трубе (5) вертикального реактора, отличающийся тем, что суспензию шлама и газ направляют из внутренней трубы (4) вертикального реактора в цилиндрический горизонтальный реактор (3), присоединенный под вертикальным реактором для продления времени пребывания для реакций между шламом и газом, а из горизонтального реактора суспензию поднимают по внешней трубе (5) вертикального реактора с помощью мешалок (7), посредством которых псевдоожижают твердые частицы и поддерживают циркуляционный поток из горизонтального реактора в вертикальный реактор.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что объем горизонтального реактора (3) подбирают так, что он соответствует, как минимум, объему твердых частиц в шламе, подлежащем обработке в данном устройстве.
22. Способ по п.20, отличающийся тем, что для направления газа, текущего вместе со шламом, обратно в циркуляцию из внешней трубы (5) вертикального реактора во внутреннюю трубу (4) суспензию газа и шлама направляют из внешней трубы (5) в пространство секции (8) расширения в верхней части вертикального реактора и через его горлообразный канал во внутреннюю трубу (4).
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения горлообразного канала уменьшается к центру секции (8) расширения, а скорость потока шлама регулируют в интервале 0,9-1,2 м/с.
24. Способ по п.20, отличающийся тем, что лопасти мешалки (7) горизонтального реактора (3) создают радиальные потоки шлама, которые движутся навстречу друг другу.
25. Способ по пп.20 и 24, отличающийся тем, что данные потоки, движущиеся навстречу друг другу, ослабляют перегородками (20), расположенными в месте соединения реакторов, и выступом (18), образованным частью нижнего края внешней трубы, а направление потока шлама меняют так, что он поднимается во внешнюю трубу (5).
26. Способ по п.20, отличающийся тем, что обработку шлама и газа осуществляют в сочетании нескольких вертикальных и горизонтальных реакторов.
27. Способ по п.26, отличающийся тем, что перемещение суспензии шлама из одного устройства, включающего вертикальный и горизонтальный реакторы, в другое происходит через взаимосвязанные горизонтальные реакторы.
28. Способ по п.26, отличающийся тем, что суспензию шлама возвращают в технологический процесс путем ее направления из внутренней трубы (4) одного вертикального реактора в кольцеобразную секцию (16) другого вертикального реактора.
|
