Пульсациялық реактор - Pulsation reactor

Пульсациялық реактор технологиясы - дәл анықталған қасиеттері бар ұсақ ұнтақтарды өндірудің термиялық процедурасы.

Пульсациялық реактор технологиясы - бұл реакция параметрлері мен реакциялық ортаға әкелетін және функционалдық принципі бар, нәтижесінде беткі қабаты бойынша басқа қасиеттер параметрлеріне әкелетін арнайы функционалды принципі бар термиялық процедура, реактивтілік, біртектілік және бөлшектердің мөлшері ұнтақ материалдан тұрады.

Технология керамикалық және субмикроскальды ұнтақтар өндірісінде, сондай-ақ жоғары белсенділігі жоғары өндірісінде ерекше тиімді болып шықты катализаторлар. Сонымен қатар, қарапайым оксидтер сияқты цирконий оксиді допинг элементтерімен немесе аралас оксидтер сияқты шпинель пульсациялық реакторда өндірілуі мүмкін.

Тарих

Өздігінен тартылатын ARGUS-Шмидт құбыры

Британдық ғалым Б.Хиггинс 1777 жылы пульсациялық жалын құбылысын ашты. Бұл құбылыс арнайы әдебиеттерде «жалын ». Алайда 1930 жылға дейін сәйкес өтінім табылған жоқ. Пол Шмидт бірінші болып ARGUS-Шмидт құбырын ойлап тапқан пульсациялық жалынды қолданды (1-сурет). Пульсациялық жану сонымен қатар жылыту мақсатында ыстық газ алу және қазандықтарды жағу үшін қолданылды.

Бұл қағида сексенінші жылдары Веймардағы SKET институтында термиялық, материалды түрлендіретін процестерді орындауға арналған қондырғы ретінде пульсирленген жанудың жарамдылығын анықтау үшін сыналды. Бұл кезде институт институтты пульсациялық реактор деп атаған болатын. Процесі сияқты цемент клинкері күйдіру, жылтырату құралдарын өндіру темір оксалат оптикалық индустрия және беттік активті өндіріс үшін катализатор субстраттар гиббсит сонымен қатар тергеу амалдары жүргізілді.

Пульсациялық реактор технологиясы тоқсаныншы жылдардан бастап оны қоршаған орта технологиясында қолдану арқылы пайда болды, әсіресе шлам шайырмен байланыстырылған құю құмдарын кептіру және қалпына келтіру. 2000 жылдан бастап пульсациялық реактор өнеркәсіптік масштабта каталитикалық ұнтақтар алу үшін қолданылды.

Пульсирленген жану қағидасын IBU-tec озық материалдар AG компаниясы (SKET институтынан шыққан және қазір де бар) бірнеше жылдар бойы дамытты, ол 2008 жылы тағы бір сынақ қондырғысын сынақтан өткізіп, пайдалануға берді. реакторлар, енді an пайдалану мүмкін болды тотығу, инертті немесе төмендету материалдарды қажетіне қарай өңдеу үшін ыстық газ атмосферасы. Сонымен қатар, жетілдірілген зауыт ұсақ бөлшектер мен каталитикалық ұнтақтарды өндіруге өте қолайлы екендігі анықталды.

Бүгінгі күні пульсациялық реактор технологиясы химиялық негізде қалыптасқан технологиялық инженерия белсенді бөлшектерді өндіруге арналған микроқұрылымдық қасиеттері.

Құрылымы мен функционалдығы

Негізінен пульсациялық реакторды мерзімді деп сипаттауға болады өтпелі газ тәріздес заттарды термиялық өңдеу үшін қолдануға болатын түтік типтес реактор. Ыстық газдың пульсациялық ағыны ыстық газ генераторында пайда болады реактор жану арқылы табиғи газ немесе сутегі қоршаған ауамен. Ыстық газ «резонанс түтігі» деп аталады, оған ұнтақ, сұйық немесе газ түріндегі реактивтерді қосуға болады. The реактив резонанстық түтік арқылы өтетін ыстық газбен өңделеді және бұл процесс қолайлы салқындату арқылы аяқталады. Дайын өнім тазартылатын сүзгіде бөлінеді. Өнімді шлюз жүйесін қолдана отырып, бүкіл процесте алып тастауға және бөшкелерде жинауға болады үлкен сөмкелер. Өнімнің қоршаған ортаны ластау қаупін реактордағы вакуум, соның ішінде сүзгі арқылы толығымен алып тастауға болады.

Пульсациялық реактордың схемалық құрылымы

Резонанстық түтікте түтік диаметрі бойынша температура тұрақты болатын түтік тәрізді ағын пайда болады (өңдеуге арналған аймақ реактив ) ыстық газдың пульсациялық ағыны арқылы. Бұл түтік тәрізді ағын тар болады тұру уақытын бөлу. Сонымен қатар, пульсацияланатын ыстық газ ағыны жоғарылайды конвективті бөлшектерге және / немесе жылу мен массаның берілуі.

Ыстық газды екі түрлі жолмен алуға болады. Ыстық газ генераторы ауаның көп деңгейімен жұмыс істейді (λ ≥ 2) немесе ыстық газ атмосферасын аз мөлшерде құруға болады оттегі Немесе мүлдем жоқ. Пульсациялық реактордағы ыстық газдың температурасы 250 ° - 1350 ° C аралығында болады (жоғары температураға дейін кеңейту жүріп жатыр). Алайда, реагент қосылғаннан кейін нақты өңдеу температурасы осы мәндерден айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін. Қажетті өңдеу температурасын температураның өзгеруімен жүйелі тәжірибелер жүргізу арқылы анықтауға болады.

Тазарту температурасынан және ыстық газ атмосферасының түрінен басқа пульсациялық реакторлар да реттеуді ұсынады жиілігі және амплитудасы пульсацияның (яғни кеңістіктік) тербелмелі ыстық газдың ағымы) өңделетін материалға сәйкес, зауыттың геометриясын өзгертпестен.

Процестің нақты ерекшеліктері

Пульсациялық реактордағы ыстық газдың пульсациялық ағыны өте жоғары қыздыру жылдамдығын және жылу процесінде ыстық газдан бөлшектерге жылудың көбеюін қамтамасыз етеді. Бұл бөлшектердің белгілі бір мөлшерін, бетінің күйін және фазалық құрамын анықтауға пайдалы.

Пульсациялық реактормен жанғыш реакторларды қолдану өте маңызды емес. Жанғыш та, жанбайтын да реактивтер оны қолдануға болады.

Реактордағы температураның біркелкі таралуы және тар тұру уақытын бөлу қатты түзілудің алдын алады агрегаттар мүмкіндік береді біртекті материалды өңдеу.

Пульсациялық реактормен қамтылған температура диапазоны қарағанда едәуір жоғары шашыратқыштар, мысалы, жұмсақ кептіру белгілі бір дәрежеде ғана мүмкін болады, бірақ оның комбинациясы кептіру және кальцинация мүмкін.

Пульсациялық реактордың қасиеттері

  • Сұйықтықтарды шашырату, тоқтата тұру және қатты заттар (ұнтақ) материалды азық ретінде
  • қысқа тұру уақыты Ƭ: 100 мс - 10 с
  • жылыту және салқындату жылдамдығы айтарлықтай өсті
  • Материалды өңдеу температурасы: 250 ° C - 1350 ° C
  • Нәтижесінде қысым мен жылдамдықтың ауытқуына байланысты жылу мен масса беру жылдамдығы жақсарды пульсация (200-500%)
  • біртекті температураның таралуы
  • Тотықтырғыш, оттексіз немесе төмендету ыстық газ атмосфералары

Материалдың құнды қасиеттері

Қолдану

Патенттер

  • Патенттік өтінім [1]: Пульсациялық реактордағы гранат фосфорларын дайындау процесі. тіркелген 21. мамыр 2007 ж., басылым 30. шілде 2009 ж., өнертапқыштар: Стефан Амбросиус, Ларс Лейдольф.
  • Патенттік өтінім [2]: Бөлшектер құруға арналған әдіс және жылу реакторы. тіркелген 28. қыркүйек 2007, жарияланған 26. тамыз 2009, Өтініш беруші: IBU-tec озық материалдар AG, өнертапқыштар: Стефан Амбросиус, Ларс Лейдольф.
  • Патенттік өтінім WO2007144060 A1: Вольфахрен зуль герстеллунг фон гранат-лейхтстоффен винем пульсация редакторында. тіркелген 21. мамыр 2007 ж. басылған 21. желтоқсан 2007 ж., өтініш беруші: Merck Patent GmbH, өнертапқыштар: Герд Фишер, Тарек Халил, Ларс Лейдольф, Холгер Винклер.
  • Патенттік өтінім WO2002072471 A2: Айнымалы пульсация редакторындағы мультифенральды металоксидпульвер верфахрен. тіркелген: 6 наурыз 2002 ж., жарияланған 19. қыркүйек 2002 ж., өтініш беруші: Merck Patent GmbH, өнертапқыштар: Стефан Ремке, Бернд Мюллер, Гюнтер Ридель, Стефан Амбросиус, Бернд Дахм.
  • Патент қолдану DE102006046803 A1: Verfahren und thermischer Reaktor zur Herstellung von Partikeln. тіркелген 29. қыркүйек 2006 ж., басылған 3. сәуір 2008 ж., өтініш беруші: Ibu-Tec Gmbh & Co. KG, өнертапқыштар: Стефан Амбросиус, Ларс Лейдольф.
  • Патенттік өтінім DE102006039462 B4: Verfahren zur Herstellung von Partikeln. тіркелген 23 тамыз 2006 ж., жарияланған 18. ақпан 2010 ж., өтініш беруші: Ibu-Tec озық материалдары AG, өнертапқыштар: Герд Фишер, Тарек Халил, Ларс Лейдольф.

Сыртқы сілтемелер

Дереккөздер

  • С.Беганд, Б.Дахм, С.Амбросиус: Einsatz des Pulsationsreaktors für die Stoffbehandlung in der chemischen Industrie. In: Chemie Ingenieur Technik. 70 том, 6 шығарылым, 1998, б. 746–749.