174984. lajstromszámú szabadalom • Üzemeljárás magas hőmérsékletű vegyi reakcióknak reaktorban való lefolytatására és az üzemelhjáráshoz használható reaktor
MAGYAR SZABADALMI 174984 NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS Nemzetközi osztályozás: ISI Bejelentés napja: 1975. X. 7. (TA-1371) B 01 J 8/00 Közzététel napja: 1979. X. 27. ORSZÁGOS ■ V- „ TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1980. XII. 31. • --«* Feltaláló: Szabadalmas: Matovich Edwin fizikus, Brea, California, Thagard Technology Company, Amerikai Egyesült Államok Irvine, California, Amerikai Egyesült Államok Üzemeljárás magas hőmérsékletű vegyi reakcióknak reaktorokban való lefolytatására és az üzemeljáráshoz használható reaktor 1 A találmány tárgya üzemeljárás magas hőmérsékletű vegyi reakcióknak reaktorban való lefolytatására és az üzemeljáráshoz használható reaktor, amelyeknél a kémiai reakciókat szigetelt térben, áramlóközeg rétegen belül, sugárzásos hőforrás által keltett hő segítségével végezzük. A magas hőmérsékletű reaktorokat szerves és szervetlen vegyületek pirolízisének, termolízisének, disszociációjának, bomlásának és égési reakcióinak végrehajtásához alkalmazzák. Minden ilyen reaktornál lényegében konvekció és/vagy kondukció útján adják át a hőt a reagensek, ami két olyan problémát okoz, amelyek a végrehajtható reakciók körét és minőségét korlátozzák. Mindkét problémát lényegében az okozza, hogy az ismert reaktoroknál — ahol a hő konvekció útján adódik át a reagensekre - a rendszer legmagasabb hőmérséklete szükségszerűen a reaktor belső fala és a reagensek árama közötti határfelületen van. Az első probléma abból származik, hogy a reakció hőmérsékletét nem lehet egy bizonyos érték fölé emelni. A fölső határ az a hőmérséklet, amit a reaktor falának anyaga még károsodás, jelentős szilárdságcsökkenés nélkül kibír. A hőenergiát a reaktor fala adja át a reagens áramának, a legmagasabb hőmérséklet a rendszerben a fal hőmérséklete, ezért csak olyan reakciók végezhetők el a reaktorban, amelyekhez a fal által elviselhető hőmérsékletnél alacsonyabb hőmérsékletek is elegendők a reakciófolyamatokhoz. A második problémát főként az okozza, hogy egyrészt a hagyományos ieaktorfal a rendszer legmaga-174984 2 sabb hőmérsékletű helye, másrészt a konduktív/konvektív hőátadás megköveteli a reaktorfal és reagens árama közötti érintkezést. Amikor a reaktor fala ilyen magas hőmérsékleten van, a reakciók számára a rendszer legkedvezőbb helye a reaktor fala, ezért e falon sok esetben reakciótermékek rakódnak le. A lerakódások következtében a fal kevesebb hőt ad át a reagensnek, a hőimpedancia állandóan nő, és így ha a hőátadás kezdeti sebességét fenn akarják tartani, a hőforrás hőmérsékletét fokozatosan emelni kell. A lerakódás fokozódásával a hőforrás - reaktor fal - hőmérséklete meghaladhatja azt az értéket, amelyet a reaktor fala még károsodás nélkül kibír. Ezenkívül a reakciós folyamat fenntartásához járulékos energiára van szükség, ami mind műszaki, mind gazdaságossági szempontokból káros. így tehát amikor a kellő reakciót a hőátadás elégtelensége, anyagszilárdsági szempontok vagy gazdaságossági okok miatt már nem érdemes fenntartani, a rendszert le kell állítani és ki kell tisztítani. A tisztítást általában vagy mechanikai úton a reaktor falának lekaparásával, vagy kémiai úton a lerakódások leégetésével végzik. Egyes folyamatos eljárásoknál megkísérelték a lekaparást a reakció továbbfolytatása közben végezni, azonban maga a kaparószerszám is hőt vett föl, reakciós hellyé vált, tehát később ezt is le kellett tisztítani. Ez jelentős idő és gazdasági veszteséget okozott. Sok esetben egy másik rendszert iktatnak be annak érdekében, hogy a kieső termelési időt a 5 10 15 20 25 30
