РЕАКТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к устройствам для переработки угля путем его ожижения в органических растворителях под воздействием импульсных электрических разрядов. Это устройство может также применяться для обработки других материалов и с другими целями, например, для сверхтонкого помола минеральных (рудных и нерудных) материалов в водной суспензии.
При разработке способов получения жидких углеводородных топлив из угля зачастую больше внимания уделяют режимам ведения процесса, то есть соотношению компонентов смеси, маркам угля, времени обработки, условиям (давление, температура) и проч. Так, например, авторы патента №2527944 предлагают использовать различные виды электрического высоковольтного разряда: разряд высокой частоты, разряд прямоугольной формы, разряд постоянного напряжения, биполярный разряд. Между тем, конструкция реактора (устройства, в котором, собственно, и осуществляется электроимпульсная обработка) имеет не меньшее значение, чем режимы ведения процесса.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является реактор электроимпульсного измельчения, описанный авторами патента №2391381. Реактор состоит из горизонтальной металлической трубы, в которую через проходные изоляторы введены электроды для образования разрядных промежутков. Недостатками такой конструкции реактора являются сложность устройства проходных изоляторов и возможность образования в рабочем пространстве реактора газовых пузырей. Сложность устройства проходных изоляторов обусловлена тем, что конструкция изолятора должна обеспечивать одновременно возможность подачи высокого напряжения в зону разряда, изоляцию электродов от корпуса реактора (металлической трубы) и друг от друга и при этом обеспечивать герметичность пространства реактора.
Образование газовых пузырей возможно не только от присутствия воздуха в трубе перед заполнением реактора рабочей массой, но и от того, что в процессе переработки рабочей массы выделяются газообразные продукты. Химический анализ показал, что в составе газов, выделяющихся при электроимпульсной обработке угля в органических растворителях в присутствии воды, присутствуют водород, метан, монооксид углерода, диоксид углерода, азот и другие вещества. Эти продукты не конденсируются при условиях, которые реализованы в реакторе, и собираются в виде газовой прослойки (подушки) у верхней стенки реактора. Наличие в пространстве реактора газовой прослойки демпфирует (смягчает) воздействие ударных волн, возникающих при электрических высоковольтных разрядах.
Указанные недостатки устраняются тем, что корпус реактора в виде трубы изготавливается из полимерного материала, причем эта труба располагается не горизонтально, а наклонно или вертикально, при этом подвод материала в реактор организуют через нижний конец реактора, а отвод продуктов - через верхний. Изготовление корпуса реактора в виде трубы из полимерного материала совершенно допустимо по условиям ведения процесса. Как отмечено в описании к патенту №2391381, в среднем по пространству реактора не возникает высоких давлений и температура в среднем по пространству реактора не достигает высоких значений. При этом полимерный материал является диэлектриком и выполняет функции изолятора, в том числе и для высоких напряжений. Введение электродов в пространство реактора не представляет проблем. Герметизация реактора обеспечивается тем, что держатель электрода изготавливается из такого же материала и при монтаже просто впаивается в стенку реактора (трубы).
Негоризонтальное расположение реактора (трубы) приводит к тому, что газообразные продукты, образующиеся в зоне электроимпульсных разрядов, под воздействием архимедовой силы перемещаются к краю трубы, который расположен выше. Подвод материала к нижнему концу реактора, а отвод материала от верхнего конца обеспечивают постоянное удаление выделяющихся газообразных продуктов из реактора вместе с обработанным материалом и препятствуют накоплению этих продуктов и образованию пузырей (прослоек) в верхней зоне реактора (трубы).
Таким образом, изготовление корпуса реактора из полимерного материала и расположение корпуса не горизонтально при условии подвода материала для обработки к нижнему концу реактора и отводе обработанного материала через верхний конец реактора обеспечивает устранение недостатков, присущих устройству, когда корпус реактора выполнен из металла (электропроводящего материала) и расположен горизонтально.