Реакторы с насадкой

Реакторы с насадкой в виде гранулированного катализатора в последние годы нашли применение в ряде каталитических газожидкостных процессов. Такие апп аты выполняют в ввде барботажных колонн 1 (рис. 6.4.2), весь объем катализатора в которых разделен на слои. Каждый слой 3 уложен на газораспределительную решетку с сеткой и сверху пружинами поджат другой сеткой. Пространства между слоями служат для перераспределения газовой фазы и дополнительного ввода газа или сырья (если это необходимо) и размещения теплообменных элементов 2. [c.635]

Так как часть термического сопротивления теплопередаче распределяется внутри насадки, то реакторами с насадкой можно управлять при более высоком общем температурном градиенте по сравнению с существующим в нерегулируемом трубчатом реакторе. Если основным термическим сопротивлением является насадка реактора, то критическая разность температур (от центра к стенке) для цилиндрической трубы составляет 1,39 Г2/ (ср. с величиной 1,0 Т /Е в том случае, когда все термическое сопротивление сосредоточено в стенках [Л. 3]). [c.432]

Для реакторов с шаровыми твэлами немаловажной характеристикой является подвижность, свобода перемещения шаровых элементов, находящихся в бесканальной активной зоне или графитовых каналах. Следует обратить особое внимание на изменение пористости, которое может произойти в шаровой насадке при выгрузке порции выгоревших шаровых твэлов. [c.50]

В реакторах ВВЭР-440 применяются исполнительные органы унифицированного типа, выполняющие все три функции (компенсации, регулирования и защиты). Они изготовлены в виде топливных ТВС с насадкой из поглощающего материала (бори-стая сталь) в верхней части. Всего в реакторе (в зависимости от модификации) находится 37 или 73 регулирующих кассеты. Они объединены в 12 групп по 3 или 6 кассеты в каждой. Оператор, как правило, управляет сразу всеми кассетами, входящими в группу. Имеется возможность индивидуального управления кассетами. Средняя эффективность одной кассеты (т. е. изменение реактивности при ее полном перемещении) около 0,4%. [c.130]

На рис. 38 показана схема высокотемпературного ядерного реактора с активной зоной, выполненной в виде шаровой насадки. Подобные реакторы уже созданы, успешно работают [4, 48], и они могут быть использованы для нагрева парогазовой смеси, а также других газовых теплоносителей с окислительной и восстановительной средой до ИОО К и выше (предельная температура нагрева 2000 К). Реактор представляет собой сравнительно простое устройство цилиндрический сосуд с полусферическими днищами, футерованный изнутри и наполовину заполненный (в активной зоне) шаровой насадкой. Для футеровки сосуда применяются обычные промышленные огнеупоры внутренние стены, служащие одновременно тепловой изоляцией и отражателем нейтронов, выложены огнеупорным кирпичом из двуокиси циркония, а наружные стены выполнены из шамотного кирпича. Между корпусом и шамотной кладкой проложен асбестовый лист толщиной 10—15 мм. Как во внутренней, так и в наружной кладке предусмотрены швы для компенсации температурных расширений. [c.69]

Р и с. 38. Конструктивная схема высокотемпературного ядерного реактора с шаровой насадкой [c.70]

Наиболее перспективные экономичные способы производства будут, безусловно, связаны с применением в энергоемких технологических процессах тепловой энергии, получаемой в высокотемпературных ядерных реакторах с шаровой насадкой. При этом атомный реактор может быть лишь внешним источником тепла, способным нагреть газовый теплоноситель (водород, окись углерода, воздух и другие газы) до 2000—2300 К. Для подачи газа ч реактор (а оттуда в технологический аппарат) необходим нагнетатель (компрессор), приводимый экономичным двигателем. [c.102]

Описанная технология доменного процесса с применением высоконагретого восстановительного газа не требует для производства весьма чистого чугуна новой доменной печи. При применении новой технологии доменного процесса потребность в воздухонагревателях (кауперах) отпадает. Взамен кауперов устанавливается высокотемпературный ядерный реактор с шаровой насадкой, предназначенный для нагрева восстановительного газа до 2000 К и выше. [c.105]

Реализация новой технологии доменного процесса с вдуванием в доменную печь высоконагретого восстановительного газа, получаемого на базе ПГТУ с высокотемпературным ядерным реактором, с шаровой насадкой позволит перейти черной металлургии на качественно новый уровень, а также снизить капитальные вложения в смежные отрасли народного хозяйства (добыча, переработка, транспорт угля). [c.110]

Применение перспективных жаропрочных материалов и эффективных способов охлаждения первых ступеней турбин может обеспечить возможность дальнейшего повышения начальной температуры парогазовой смеси до 1500—1700 К. Для ПГТУ с закрытой тепловой схемой могут быть созданы и высокотемпературные ядерные реакторы с шаровой насадкой на такие температуры. Следует также ожидать, что в ближайшем будущем повысится и уровень совершенства проточной части компрессоров и турбин, благодаря чему их к.п.д. увеличится до 0,9. [c.129]

Рис. 6-1. Принципиальная схема реактора с падающей насадкой.

Пламенные реакторы с предварительным смещением газов состоят из камеры смешения, диффузора, в котором заканчивается процесс смешения, и камеры сгорания, в которую равномерно поступают газы из диффузора. Самым простым реактором с камерой смешения можно считать горелку Бунзена (рис. 6.2,1). Промышленные горелки бывают пламенными и беспламенными. В промышленной горелке для перемешивания горючего с воздухом используется трубка Вентури 1, а для большей устойчивости пламени - насадка 2 (рис. 6.2.2). [c.621]

Керамические теплообменные аппараты, насосы, емкости, реакторы с мешалками, шаровые мельницы, вентиляторы, монтежю, трубопроводы (ГОСТ 585—67), краны, арматура, керамиковая насадка для адсорбционных башен и другое оборудование применяются в химических производствах при наличии сильно агрессивных сред. [c.238]

Водный раствор сульфита натрия и дихлорэтан подогревают до 80—90° С и непрерывно подают в реактор колонного типа с насадкой из колец Рашига. Реакцию проводят при 90—100° С до конверсии сульфита натрия 95% конечный pH среды соответствует [c.396]

В каталитических реакторах с мешалкой все тепло реакции выделяется в порах катализатора, отводится к поверхности зерна и передается от поверхности к жидкости. Для реактора, близкого по режиму работы к изотермическому, большая часть тепла затем передается в радиальном направлении через насадку, стенку и внешнее сопротивление хладоагента. Каждый этап процесса передачи тепла обусловлен наличием температурного градиента. Если сумма этих температурных градиентов превосходит величину критической разности температур, то [реактор оказывается очень чувствительным к изменениям кинетики реакции или условий теплопередачи. [c.430]

В качестве прототипа высокотемпературного ядерного реактора может служить высокотемпературный регенеративный нагреватель с шаровой насадкой, разработанный и созданный в Институте высоких температур АН СССР [30]. Этот нагреватель успешно работает более 20 ООО ч, обеспечивая устойчивый нагрев воздуха, водяного пара и парогазовых смесей до 2000—2300 К. [c.69]

В объем реактора через верхний канал засыпают шаровую насадку и одновременно продувают (с небольшим расходом) газом образующийся ее слой. По мере приближения к критическому объему (массе) шаровой насадки увеличивают расход газа вплоть до номинального, осторожно засыпают дополнительное количество насадки. При некотором объеме насадки достигается критическое состояние и возникает цепная реакция деления ядер урана-235. При дальнейшем добавлении насадки мощность реактора возрастает. Уровень мощности контролируется по температуре верхнего слоя шаровой насадки (оптическим пирометром) и температуре газа на выходе из реактора. Как только будут достигнуты расчетные температуры насадки и газа, добавление насадки в объем активной зоны реактора прекращается. Так обеспечивается выход реактора на номинальный режим. [c.71]

Трубчатые теплообменники, реакторы с насадкой и насадоч-пые абсорберы представляют собой системы с распределенными параметрами более сложного типа. Характеристики геплообменников рассматриваются в гл. И. [c.147]

Первым шагом при проектировании системы управления химическим реактором является изучение его температурной устойчивости. Основные особенности анализа устойчивости одинаковы для всех экзотермических реакций независимо от того, проходят ли они в реакторах непрерывного или периодического действия. В некоторых случаях, особенно при использовании реакторов с насадкой, реактор цроектируется таким образом, чтобы он и без системы автоматического регулирования был устойчив при отклонениях температуры от заданного значения. Для большинства реакторов с мешалкой система автоматического регулирования должна обеспечить более быстрый переходный процесс или управление работой реактора в неустойчивой точке. В том случае, когда системы автоматического регулирования недостаточно, чтобы стабилизировать быстро изменяющуюся температуру, применяется система автоматической аварийной блокировки, которая позволяет остановить реакцию путем выключения подачи сырья в реактор или выведения катализатора. [c.406]

Понятие критической разности температур было введено Вильсоном [Л. 2] для реактора с насадкой, но оно может быть использовано также для реактора с мещалкой, трубчатого реактора, реакторов периодического действия, резервуаров-хранилищ и отдельных зерен катализаторов в насадке [Л. 3—6]. Если повышение температуры в реакторе по сравнению с температурой рубашки больще, чем ЯТ 1Е, то возможны нарушения [c.410]

Реагенты можно предварительно нагревать по отдельности, чтобы не вызывать химической реакиин, и смешивать на в.ходе в реактор. Нагрев реагентов до температуры более высокой, чем температура рубашки, можно осуществить также и в реакторе с насадкой, где в предварительном подогревателе химическая реакция отсутствует. [c.425]

Теплопередача от центра насадки к стенке является наиболее частой причиной аварий в реакторах с насадкой. Арго и Смит [Л. 19] описали пять типов радиальной теплопередачи, но хотя предлол< енная ими теория представляется логичной, с ее по.мощью трудно получить точные зависимости. Сведения, приведенные в последнем обзоре [Л. 20], показывают, что эффективная термическая проводимость не может быть определена с более высокой точностью, чем 20%. Еще большая неопределенность существует в отношении величины — внутреннего коэффициента передачи к стенке. Поэтому реакторы с насадкой не проектируют для работы вблизи от неустойчивой точки, так как небольшая разница в плотности насадки или скорости потока газа может привести к выгоранию некоторых труб, в то время как другие будут работать в заданном режиме. Оценивать устой- [c.431]

Автоматическая стабилизация максимальной температуры в реакторе с насадкой не имеет практического смысла. Обычно в таком реакторе имеется несколько сотен труб, и вследствие изменений в плотности насадки и скорости потока газа максимальная те.мпература в трубах реактора наблюдается на разных расстояниях от входа в каждз ю из них. Основная цель применения систем автоматического регулирования в других типах реак- [c.432]

Пример 15-3. Оценим максимальную температуру и температурную чувствительность реактора с насадкой прп следующих условиях. Данные взяты из примера, приведенного в [Л. 20]. Разность температур между зернами катализатора и газом пренебрел<имо мала. [c.433]

Пример 15-4. Жпдкофазная реакция A-i-B уС ведется при большом избытке реагента В в адиабатическом реакторе с насадкой в присутствии твердого катализатора. Подача реагента А составляет [c.436]

Термическое умягчение осуществляется при температуре 150—155° С. При такой схеме расход пара и тепла на умягчение снижается в 2 раза по сравнению с предыдущей схемой и полностью устраняется образование накипи в подогревателях морокой воды. Исследование этой схемы показало, что осаждение карбонатов при известковании без пог догрева протекает крайне медленно, однако при прохождении воды через спирактор (вихревой реактор) с насадкой из зерен карбоната кальция карбонаты практически полностью выделяются из воды. [c.128]

В связи с разработкой проектов газоохлаждаемых беска-нальных реакторов с шаровыми твэлами были выполнены работы по теплообмену при больших числах Re. Так, в 1960 г. были опубликованы данные по теплообмену в шаровой насадке при объемной пористости т = 0,39 [39]. Исследования проводились на стальных шариках в диапазоне изменения чисел Re=10 -bl0 . Была рекомендована зависимость [c.69]

Авторы Л. 633] считают нецелесообразными другие виды вгтп-вок и, в частности, насадки из сплошных элементов, так как на них образуются застойные зоны, большая часть объема реактора занята насадкой, затруднено опорожнение реактора. Однако часто эти недостатки второстепенны по сравнению с преимуществами подобных насадок в отношении простоты их технического изготовления и возможности легко получать очень малые гидравлические диаметры и большие эффекты торможения. Поэтому гидродинамика псевдоожижения в насадках интенсивно изучается. Работа с псевдоожижением [c.17]

Таким образом, на случай крайней необходимости в реакторе с шаровой насадкой может быть применен предохранительный режим нсевдокинения со взвешенным состоянием слоя, при котором шаровая насадка, выносимая потоком газа, заполняет весь внутренний объем реактора. Этот режим приводит к предельному увеличению потерь нейтронов и, следовательно, к резкому уменьшению мощности реактора. Наряду с этим возможен также и аварийный вынос насадки из активной зоны реактора вместе с потоком газа. Эти мероприятия позволяют достаточно быстро остановить реактор, прежде чем цепная реакция достигнет интенсивности, которая может повредить реактор. [c.73]

Согласно нашей оценке капитальные вложения (за год) в установку высокотемпературного ядерного реактора с шаровой насадкой на 2000 К составляют 3 руб/т чугуна, а в установку компрессоров, детандерной турбины, регенераторов и в ПГТУ не превышают 6 руб/т чугуна. [c.108]

В схеме рис. 55 только установка высокотемпературного ядер-ного реактора является новой, остальные элементы широко применяются в промышленности. Высокотемпературный ядерный реактор является ответственным и наиболее важным элементом в схеме газификации углей. В нем осуществляется нагрев смеси водорода и водяного пара до 2000 К и выше. В качестве высокотемпературного ядерного реактора может служить реактор с шаровой насадкой, описанный в гл. 4. Работа установки высокотемпературной газификации углей осуществляется в следующей последовательности. В смеситель 17 при давлении 15—20 атм подаются водород и водяной пар в количествах, необходимых для газификации углерода угля. Образующаяся смесь поступает в высокотемпературный ядерный реактор 2 с шаровой насадкой, где за счет тепла, выделяемого при делении ядер урана-235, смесь нагревается до 2000 К и выше. Далее высоконагретая смесь направляется в вихревую трубу 5, в которой за счет центробежного эффекта смесь очищается от радиоактивных осколков, и при давлении 8—10 атм вдувается в шахтную печь 1. При высокой температуре в горне печи протекает интенсивное взаимодействие водяного нара с углеродом угля, в результате чего образуются окись углерода и водород. Высокая температура процесса обеспечивает полноту газификации угля (малое содержание окислителей — водяного пара и углекислого газа) и плавление тугоплавкой золы, которая в жидком виде стекает вниз на лещадь печи. Полученный газ поднимается вверх печи, отдает тепло углю, охлаждаясь при этом до температуры 400 К. На выходе из печи получается газ, практически не содержащий азота. [c.113]

В будущем развитие атомных ПГТУ будет связано, по-видимо-му, с применением высокотемпературных бридерных реакторов (с воспроизводством ядерного горючего), работающих на быстрых нейтронах (без замедлителя). В этих реакторах в активной зоне содержится обогащенное ядерное горючее (уран-235, плутоний-239) вокруг активной зоны располагается зона воспроизводства, содержащая природный уран или торий, из коюрых вырабатывается соответственно плутоний-239 и уран-233 — новое ядерное горючее. Активная зона и зона воспроизводства высокотемпературных ядерных реакторов-бридеров могут быть выполнены также в виде шаровой насадки из двуокиси урана или тория аналогично тому, как это выполняется в реакторе с замедлителем нейтронов. Коэффициент воспроизводства ядерного горючего в реакторах-бридерах может достигать значений 1,7—1,8 и более. [c.130]

По этому методу [21, 22] (рис. 3) через пространство вокруг рабочей зоны реактора, заполненное насадкой, прямотоком с поступающими в реактор реагентами прокачивается специально подобранная бинарная или многокомпонентная кипящая смесь. Так как рассматриваемый процесс сопровождается непрерывным испарением жидкой смеси, то в результате преимущественного испарения легкокипящих компонентов смеси по длине слоя насадки и, следовательно, по длине рабочей зоны реактора создается распределение температур, соответствующее составам кипящих жидких смесей. Естественно, что концентрация высококн-пящих компонентов в слое насадки растет в том же направлении, в каком прокачивается теплоноситель, поэтому в том же направлении растет температура кипения. [c.284]

Метод ректификационного охлаждения. Было предпринято исследование на модельной установке (рис. 4), состоявшей КЗ реактора 1 диаметром 89X4,5 мм и длиной 2 ж и конденсатора П. В колонну вставляли электронагреватель, имитировавший зону реакции и состоявший из трубки диаметром 24 мм и длиной 2 м, внутри которой помещ,али либо фарфоровую трубку диаметром 10 мм с равномерно намотанной нихромовой проволокой диаметром 0,5 мм, либо фарфоровые трубки диаметром 6 мм с пропущенной сквозь них нихромовой проволокой диаметром 2,5 мм. Кольцевое пространство реакторов заполняли насадкой (кольца Рашига) (табл. 1). Для отбора проб, измерения температур и давления использовали штуцера. [c.285]

Запыленный поток в режиме псевдоожижения находит широкое применение в (различных типах контактных аппаратов (реакторах) с пневдоожиженным катализатором. Суш, ность процесса заключается в том, что через неподвиж1ную насадку продувается газ с определенной скоростью. Вначале наблюдается фильтрация газа через насадку, затем расширение ее и увеличение высоты. После расширения до определенного объема элементы насадки становятся подвижными, их движение напоминает слабокипящую жидкость. Скорость газа, при которой образуется этот псевдоожиженный слой, называют начальной скоростью псевдоожижения Шкр- [c.322]

Последние 25 лет прошли под знаком дальнейшего активного внедрения систем жидкость — частицы в химическую технологию 137, 28, 51]. Это связано с промышленной эксплуатацией установок непрер1>1вного действия, работающих на таких системах, а име 1но аппаратов каталитического крекинга нефти для получения бензина с высоким октановым числом. Заметным достижением технологии явилось использование подвижной насадки, когда гранулированный катализатор опускается в реакторе навстречу восходящему потоку паров жидкости, а затем отработанный катализатор подается подъемником или потоком воздуха в регенератор. Это стимулировало дальнейшее развитие технологических приемов, использующих подвижный слой частиц [501. Среди более новых приложений заслуживает упоминания реторта для перегонки нефтеносных сланцев с подвижной насадкой и реакторы с подвижным слоем для производства четырехфтористого урана. [c.29]

Вместе с тем обработка воды в барботажной колонне не обеспечила оптимальных условий контакта озона с обрабатываемой водой, так как его потери достигали 40—60%. Поэтому были проведены разработка и опытная проверка еще нескольких вариантов контактных устройств для озонирования сточных вод (двухступенчатая барботажная колонна, колонна с насадкой, четырехполочный пенный аппарат, устройство со зм еевиковым реактором). [c.56]

Шаровая форма твэла позволяет добиться меньших температурных напряжений в оболочке по сравнению с напряжениями в цилиндрических стержневых твэлах при одинаковой объемной плотности теплового потока и равных геометрических размерах. Шаровая форма также допускает значительное уменьшение их размеров, поскольку обычно такие твэлы не являются конструкционными элементами активной зоны, а заполняют в виде шаровой насадки либо всю активную зону, как в реакторах AVR, THTR-300, либо какие-то ее части. [c.7]

Сравнение вариантов бесканальной активной зоны с беспорядочной засыпкой и плотной тетраоктаэдрической укладкой шаровых твэлов показывает, что плотная упаковка, несмотря на увеличение объема твэлов и снижение объемного тепловыделения в них, ограничивает достижимое значение объемной плотности теплового потока в активной зоне из-за существеннобольшей относительной потери давления. По-видимому, это обстоятельство надо иметь в виду при конструировании бесканальной активной зоны с беспорядочной засыпкой шаровых, твэлов. Если в силу каких-либо причин произойдет уплотнение шаровой насадки и переукладка ее в упорядоченную, то это-вызовет значительное увеличение сопротивления контура при сохранении неизменной тепловой мощности реактора. [c.105]

Адинберг Р. 3., Крупник Л. И., Дильман В. В. Исследование движения газового потока на перфорированных стенках элементов насадки каталитического реактора. — Тр. 6-й Всес. конф. по моделированию химич. и нефтехим. процессов п реакторов, 1977, с. 262—271. [c.337]

На рис. 40 показано изменение порозности слоя т (отношение объема пустот ко всему объему насадки) и действительной скорости и отнесенной к свободному от насадки сечению реактора, в зависимости от изменения скорости и [12]. С начала возникновения процесса псевдокипения порозность слоя увеличива-етсянпрактически пропорционально скорости (расходу) газа. [c.72]

Рис. 41. Изменение радиационной поверхности. У/ о и мощности реактора Р/Ро в относительных величинах с увеличением норозности т при псевдоки-пящем слое шаровой насадки

При расчете времени срабатывания аварийного механизма следует иметь в виду, что шаровая насадка обладает сравнительно большой тепловой инерцией. Так, например, нагрев насадки на 200 К при номинальной мощности реактора может продолжаться в течение 100 с. Время же срабатывания аварийного механизма будет порядка 1 с, т. е. практически в 100 раз меньше. Для ускорения с начала процесса псевдокипения слоя шаровой насадки может быть предусмотрена подача в реактор газа из резервной емкости высокого давления. [c.74]

Активная зона высокотемпературного ядерного реактора, предназначенного для нагрева парогазовой смеси в ПГТУ с закрытой тепловой схемой, может быть изготовлена в виде слоя шаровой насадки из материалов, широко применяемых в реакторострое- [c.128]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...