174984. lajstromszámú szabadalom • Üzemeljárás magas hőmérsékletű vegyi reakcióknak reaktorban való lefolytatására és az üzemelhjáráshoz használható reaktor
15 174984 16 megfelelnek a különleges követelményeknek. A sugárzáselnyelő közeg gáz is lehet, amely a körülbelül 100 mikron és 0,01 mikron közötti elektromágneses spektrumban elnyelő. Ilyen gázok például az etilén, propilén, nitrogénoxidok, bróm, klór, jód és etilbromid. A sugárzáselnyelő közeget szilárd, közeg is képezheti, amely például szénből van,és amely a 17 reaktorkamrában a reagensek 25 pályájának legalább egy része mentén helyezkedik el. A reakció hőmérsékletének kívánt értékre emeléséhez más eszközök is alkalmazhatók, például elektromosan hevített elem, elektromos ív vagy láng, amely a 17 reaktorkamrában a reagensek 25 pályájának legalább egy részén van elhelyezve. Ilyen esetben a reakciót megindító hőenergia nem a sugárzó energiát szolgáltató szerkezetből származik. Az ilyen megoldások főként akkor alkalmazhatók előnyösen, ha maguk a reagensek a sugárzást átbocsátják ugyan, azonban legalább egy reakciótermék sugárzáselnyelő tulajdonságú. Ebben az esetben a kívánt reakció megindulása után a hőmérsékletnövelő szerkezet kikapcsolható, mert a reakciótermékek a reakció fenntartásához elegendő mennyiségű sugárzó energiát nyelnek el. Ha sugárzáselnyelő közeget alkalmazunk, a hőmérsékletnövelő szerkezet a reakció megindulása után - például 35 vezérlőkészülék működtetése révén - szintén kikapcsolható. Az olyan reakciókra, amelyeknél csak a folyamat kezdetén kell sugárzáselnyelő közeget vagy más, a reakciót megindító közeget alkalmazni, jó példa a metán, szén és hidrogén nyerése céljából végzett pirolízis. Mint már említettük, egyes reakciók részben vagy teljesen megfordulnak (reverzálnak) akkor, ha a reakciótermékeket nem hűtjük le azonnal. E célra a 17 reaktorkamrában a 11 reaktorcső 14 kibocsátó végrésze közelében elhelyezett 40 hűtőszerkezet alkalmazható. A 40 hűtőszerkezet az 1. ábrán látható kivitelnél központosán van a 17 reaktorkamrában elhelyezve. A 40 hűtőszerkezet 41 csőszerű falában 42 belső csatorna van, amelyben a hűtőközeget, például vizet cirkuláltatjuk. A 41 csőszerű fal belső felülete a sugárzóenergia elnyelésére alkalmas kialakítású. A reakciótermékek, az esetleg megmaradó reagensek és az elnyelő közegek áthaladnak a 41 csőszerű fal belső felületével határolt téren, hőtartalmukat sugárzás révén gyorsan leadják, minek eredményeként a rendszer gyorsan lehűl, még mielőtt további, nem kívánt reakció indulna meg. A 2A.-6. ábrákon a találmány szerinti reaktornak egy további példaképpeni kiviteli alakja van föltüntetve. A 60 reaktor 61 reaktorcsövének 62 bebocsátó végrésze és 63 kibocsátó végrésze van. A 61 reaktorcső belsejében 65 reaktorkamra van. A 61 reaktorcső porózus anyagból készül, amely sugárzó energiát tud kibocsátani. A pórusok, lyukak átmérője előnyösen 0,00254 cm és 0,0508 cm között van, ami lehetővé teszi, hogy a megfelelő védőréteg kialakításához elegendő mennyiségű semleges hatású közeg tudjon a csőfalon folyamatosan keresztüláramlani. A kívánt eredmény eléréséhez természetesen más szerkezetű falak is alkalmazhatók, például háló, szita, rács vagy különféleképpen lyuggatott lemezek. A 61 reaktorcső például grafitból, szénből, színtereit rozsdamentes acélból, színtereit volfrámból, színtereit molibdénből vagy szervetlen anyagokból, például tórium, magné-8 zium, ink, alumínium vagy cirkon oxidjaiból készülhet. A volfrám, nikkel és molibdén szita vagy háló anyagaként is alkalmazható. A 61 reaktorcsövet folyadékot át nem eresztő, csőszerű 70 nyomástartó edény veszi körül, amely előnyösen rozsdamentes acélból készül. A 70 nyomástartó edény lezárását egy sor 71, 72, 73,74,75 és 76 perem biztosítja, amelyek a 60 reaktor különböző részeit tömítetten kötik össze. A 72, 73 és 76 peremekben rozsdamentes acélból levő 77, 78 és 79 0-gyűrűk befogadására szolgáló hornyok vannak kialakítva. Nyomás alatt a 0-gyűrűk tömítőgyűrűként szolgálnak. A 61 reaktorcső a reaktor egyik végén 81 grafithüvelyben csúsztathatóan van tartva, ami lehetővé teszi a 61 reaktorcsőnek magas hőmérsékleten való megnyúlását. f A 70 nyomástartó edénynek semleges hatású folyadékszerű közeget bebocsátó 83 csöve van. A bebocsátott közeg a sugárzó energiát gyakorlatilag átbocsátja- A semleges hatású, folyadékszerű közeget nyomás alatt tápláljuk a 61 reaktorcső és 70 nyomástartó edény közötti 85 közbenső térbe. A közeg innen a 61 reaktorcső porózus falán keresztül a 65 reaktorkamrába áramlik és a 61 reaktorcső belső fala mentén védőréteget képez. A 70 nyomástartó edényt csavarvonal alakú 87 hűtőcsövek hűtik, amelyek a 70 nyomástartó edény külső kerülete körül vannak elhelyezve. A 87 hűtőcsövek előnyösen lángszórással felhordott alumínium réteggel vannak bevonva, ami a 70 nyomástartó edény és 87 hűtőcsövek közötti hőátadást fokozza és így a hűtés hatékonyabbá válik. Ilyen 87 hűtőcső van elhelyezve a 88 kémleló'cső körül is. Mint főként a 2A. és 3. ábrán látható, a reagenseket a 61 reaktorcső 62 bebocsátó végrészén át vezetjük be a 65 reaktorkamrába. A reagensek betáplálására a 90 bebocsátó szolgál, amely 71, 72 peremek segítségével tömítetten van a 61 reaktorcső 62 bebocsátó végrészéhez erősítve. A reagenseket a 91 bebocsátócsövön keresztül gáznemű közegáram ragadja magával. A 91 bebocsátócső 92 terelőfal mögött torkollik a 93 térbe, amely a 94 külső fal és 95 diffuzor között van. A belépő áramban a turbulencia minimális mértékűre csökkentése céljából 95 diffuzort alkalmazunk, melynek anyaga előnyösen porózus szén, acélforgács, rosta vagy szita lehet. Az 1. ábrán vázolt példaképpeni kiviteli alaknál ismertetett módon a reagenseket itt is előre meghatározott pályán, tengelyirányban áramoltatjuk a 61 reaktorcsőben. A reagensek áramát a 65 reaktorkamrán belül központos elhelyezésű védőréteg veszi körül, amely meggátolja a reagensek és a reaktorcső belső falának érintkezésbe kerülését. A találmány szerinti reaktor második példaképpeni kiviteli alakjánál maga a 61 reaktorcső szolgáltatja a nagy intenzitású sugárzó energiát. A hevítést 100a—lOOf szénelektródok, illetve hevítő elektródok szolgáltatják, amelyek a 4. ábrán látható módon a 61 reaktorcsövön kívül, ennek kerülete mentén egymástól térközzel elválasztva vannak elhelyezve. A lOOa-lOOf hevítő elektródok által kibocsátott hő sugárzás révén jut át a 61 reaktorcsőre. A 100a és 100b elektródok — mint főként a 2A., 5. és 6. ábrák mutatják — például egyik végükkel alóla tartótestbe vannak ágyazva, a 100e és lOOf elektródok pedig 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
