174984. lajstromszámú szabadalom • Üzemeljárás magas hőmérsékletű vegyi reakcióknak reaktorban való lefolytatására és az üzemelhjáráshoz használható reaktor
174984 14 tűzálló burkolatot előállító és marató szerkezetrész elvi kapcsolási vázlata. A 17. ábra a találmány szerinti reaktor hőmérsékletszabályozó áramkörének elvi kapcsolási rajza. A 18. ábra egy grafikon, amely a találmány szerinti reaktor hevítő elemének elektromos ellenállását a hőmérséklet, valamint az elemet alkotó tűzálló szövedék rétegek számának függvényében mutatja. A 19. ábra lényegében elvi kapcsolási rajz, amelyről következő a találmány szerinti reaktor vezérlő rendszereinek működése. A találmány szerinti, magas hőmérsékletű, 1. ábrán látható 10 reaktornak 11 reaktorcsöve, ennek fölső részén 12 bebocsátó végrésze, alsó részén pedig 14 kibocsátó végrésze van. All reaktorcsőnek 15 belső fala és 16 külső fala van, amelyek között gyűrű alakú csatorna van kialakítva. All reaktorcső belsejében 17 reaktorkamra van. All reaktorcső sugárzást átbocsátó anyagból készül. Erre a célra olyan anyagok alkalmasak, amelyek (a) elnyelési együtthatója nagyon kicsi, így például üveg, kvarc, színtereit alumíniumoxid, színtereit ittriumoxid, pyrex (egy boroszilikát üveg), vycor (egy szilikátüveg), zafír, valamint szerves polimerek, például plexiüveg (akril üveg), lucit (akril lucit), polietilén, polipropilén és polisztirol, továbbá szervetlen sók, például nátrium halogenidjei, kálium, cézium, lítium vagy ólom. E leírásban a „sugárzó energia” és „sugárzás” fogalmakat úgy értelmezzük, hogy ezek a sugárzás minden formáját magukban foglalják, beleértve a nagy energiájú, ütköző nukleáris részecskéket is. Mivel azonban az utóbbi sugárzásforma a technika jelenlegi állása mellett gyakorlati nehézségekbe ütközik, elsődleges energiaforrásnak a feketetest sugárzás vagy más elektromágneses sugárzás tekinthető, főként amelynek hullámhosszúsága körülbelül 100 mikron és 0,01 mikron között van. Amikor a 10 reaktort üzemeltetjük, a 18 bebocsátócsövön keresztül egy, a sugárzást lényegében átbocsátó folyadékszerű közeget vezetünk a reaktorba. E közeget a gyűrű alakú csatornában cirkuláltatjuk és ezzel hűtjük all reaktorcsövet. A folyadékszerű közeg 19 kibocsátócsövön át távozik a reaktorból. Folyadékszerű közegként gáz vagy folyadék alkalmazható. Ilyenek a kis (a) elnyelési tényezőjű közegek, például tiszta vagy gáztartalmú víz, nehézvíz, nitrogén, oxigén vagy levegő. A semleges hatású folyadékszerű közeget 20 bebocsátócsövön át vezetjük a 17 reaktorkamrába. A bevezetést 21 és 22 diffúzorok segítik, amelyek all reaktorcső 12 bebocsátó végrésze közelében vannak elhelyezve. A 21, 22 diffúzorok lyukacsos testek, például méhsejtszerű vagy bármilyen megfelelő kialakítású olyan testek, amelyek a nyomás alatt rajtuk átvezetett folyadékszerű közeget lényegében lamináris áramlásra kényszerítik. A semleges hatású, folyadékszerű közeget tehát lényegében tengelyirányban vezetjük be a 17 reaktorkamrába, és e közegből all reaktorcső belső felülete mentén védőréteget hozunk létre, majd a 23 kibocsátócsövön át kivezetjük a reaktorcsőből és visszacirkuláltatás céljából összegyűjtjük. Ha (a) elnyelési tényező kicsi, akkor a semleges hatású, folyadékszerű közeg a sugárzást lényegében átbocsátja. Ilyen folyadékszerű közegek lehetnek egyszerű gázok, például hélium, neon, argon, kripton és 13 xenon, lehetnek komplex gázok, amelyek nem bomlanak szilárd termékké, mint például hidrogén, nitrogén, oxigén és ammónia, valamint lehetnek folyadékok vagy gáztartalmú víz. A „semleges hatású” kifejezés alatt a folyadékszerű közegnek azt a képességét értjük, hogy a 11 reaktorcső anyagával kémiai ellenhatást fejt ki, valamint azt a képességét, hogy a kezelt anyagokkal is kémiai ellenhatást fejt ki. A folyadékszerű közegből levő réteg megválasztása tehát minden esetben az adott körülmények függvénye. Bizonyos esetekben szükség lehet arra is, hogy a védőréteg semleges hatású, folyadékszerű közege részt vegyen a reakcióban is, például akkor, ha vasoxid és hidrogén, vagy szénmonoxid és hidrogén nyerése céljából gőzréteg jelenlétében vasrészecskéket vagy szénrészecskéket reagáltatunk. A reagenseket all reaktorcső 12 bebocsátó végrésze terében levő 24 csövön keresztül vezetjük a 17 reaktorkamrába. A reagenseket 25 pálya mentén, tengelyirányban áramoltatjuk all reaktorcsőben. A 25 pálya terét a semleges hatású, folyadékszerű közeg révén képzett védőréteg veszi körül, tehát a 25 .pálya mentén áramló reagensek all reaktorcsővel nem kerülnek érintkezésbe. A csiszolt, sugárzásirányító 31 reflektorban a rajzon nem ábrázolt, nagy intenzitású sugárzó energiaforrás van elhelyezve. A 31 reflektor a reaktor 32 tartókeretére van erősítve. A sugárzó energiaforrást plazmaív, izzított szál, megfelelő láng, villanó égő vagy más hasonló eszköz alkothatja. Sugárzó energiaforrásként lézer is használható, ez azonban még nem olyan általánosan használható, hogy a találmánynál gazdaságosan alkalmazható lenne. A sugárzó energiaforrás kibocsátott sugárzó energiáját a a 31 reflektor összegyűjti és a 11 reaktorcsövön keresztül a 17 reaktorkamrába irányítja, ahol ezek pályája a reagensek 25 pályájának legalább egy részével találkozik. Ily módon a 25 pályán áramló reagenseket elegendő sugárzó energia éri el ahhoz, hogy a reagensek hőmérséklete olyan szintre emelkedjen, amelynél a kívánt kémiai reakció megindul és végbemegy. All reaktorcső, a hűtő folyadékszerű közeg és a semleges hatású réteg a sugárzó energiával szemben gyakorlatilag átbocsátó, ezért az energia reagensek áramára való átadását nagyobb mértékben nem zavarják és aránylag hidegek maradnak. Ennek eredményeként a 11 reaktorcsőben hő által okozott feszültségek nem keletkeznek, a reaktorcsövön folyadék nem csapódik le, rajta lerakódások nem keletkeznek. Maguknak a reagenseknek aránylag magas a sugárzásos (a) elnyelési együtthatójuk. Ha nem ilyen tulajdonságú reagenseket vezetünk a reaktorba, akkor elnyelő anyagot kell a 17 reaktorkamrába vezetni, amely legalább egy ponton egybeesik a reagensek 25 pályájával. Az 1. ábra szerinti kiviteli alaknál az elnyelő közeg finomra aprított szilárd anyag, például szénpor, amely a reagensekkel együtt a 24 csövön keresztül áramlik a 17 reaktorkamrába, és elegendő mennyiségű sugárzó energiát nyel el ahhoz, hogy a reagensek hőmérséklete a kívánt értékre emelkedjen. A sugárzáselnyelő közeg folyékony anyag is lehet, például kátrány, aszfalt, lenolaj vagy dieselolaj, azonban alkalmazhatunk különféle összetételű oldatokat, diszperziókat, géleket és szuszpenziókat is, ha ezek 7 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
