Реактор для конверсии гремучего газа

 

Изобретение относится к области катализа , а точнее к утилизации газообразных продуктов производства, и позволяет повысить надежность и непрерывность процесса . Реактор включает каталиэаторную коробку из газовлагонепроницаемого корпуса с теплообменниками, газоподвод я щими трубопроводами и распределительными элементами. Внутри коробки размещен гидрофобизированный пластиковый катализатор на пористом носителе. Катализатор гидрофобиэирован фторопластом и составлен из смеси наводороженного и окисленного кислородом катализатора с соотношением частей в диапазоне 7:3-9:1 соответственно. Корпус коробки выполнен с окнами, в которых установлены полимерные мембраны из ионообменного материала . Дополнительно платиновый катализатор выполнен металлоуглеродным и гидрофобизирован 6-9 мас.% фторопласта. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s В 01 J 8/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М

GJ (Л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4645407/26 (22) 01,02.89 (46) 30.01.91. Бюл. N 4 (71) Институт медико-биологических проблем (72) Н.М. Кривобок, В.Б. Гайдадымов, В.А.Громыко, Ю,Е. Синяк и В.В. Мещеряков (53) 66. 023 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 223060, кл. В 01 J 8/04, 1965, (54) РЕАКТОР ДЛЯ КОНВЕРСИИ ГРЕМУЧЕГО ГАЗА (57) Изобретение относится к области катализа, а точнее к утилизации газообразных продуктов производства, и позволяет повысить надежность и непрерывность процесса. Реактор включает каталиэаторную

Изобретение относится к катализу, а именно к утилизации газообразных продуктов производства, и может найти применение на атомных энергетических установках, на электродиализных, на электрохимических и прочих устройствах, т.е. где нежелательным продуктом процесса является гремучий газ, образующийся, например, в результате радиолиза воды или ее электрохимического разложения, что повышает взрывоопасность производства, Цель изобретения — повышение надежности работы реактора и непрерывность процесса конверсии гремучего газа.

На чертеже изображена схема устройстфа реактора для конверсии гремучего газа.

Реактор состоит иэ стенок корпуса коробки 1 и герметично соединенных с ними монообменных мембран (МК-40) 2, Про„„Я „„1623750 А1 коробку из газовлагонепроницаемого корпуса с теплообменниками, газоподводящими трубопроводами и распределительными элементами. Внутри коробки размещен гидрофобизированный пластиновый катализатор на пористом носителе. Катализатор гидрофобиэирован фторопластом и составлен из смеси наводороженного и окисленного кислородом катализатора с соотношением частей в диапазоне 7:3-9:1 соответственно. Корпус коробки выполнен с окнами, в которых установлены полимерные мембраны из ионообменного материала. Дополнительно платиновый катализатор выполнен металлоуглеродным и гидрофобизирован 6 — 9 мас. $ фторопласта. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. странство реактора между мембранами 2 плотно заполнено помещенным катализатором 3 иэ гидрофобизированного платинирсванного угля. У входа и выхода реакционной камеры установлены пористые металлокерамические перегородки 4, к которым с внешней стороны корпуса 1 подведены входная 5 и выходная 6 газопроводные трубки. Выходная трубка 6 соединена с манометром 7, имеет вентиль 8 и соединена с газовой ловушкой (опрокинутым цилиндром с водой) 9. С внешней стороны мембраны установлен пористый радиатор — испаритель

10.

Устройство работает следующим образом.

Гремучий газ поступает через трубку 5, укрепленную в корпусе 1, и перегородку 4 на катализатор 3. вытесняя находящийся

1623750

ТаМ газ через выходные перегородку 4 и трубку б. Перегородки 4 из керамики служат распределительной системой газа, а также защитой на случай непредвиденного воспламенения в реакторе. На поверхности катализатораЗпротекаетреакция: 02+2Hz=2HzO.

B результате взаимодействия газов их количество в реакторной камере резко уменьшается и образуется разрежение. Поэтому вентиль 8 после вытеснения из реактора первоначально находившегося там газа (экспериментально определяют по прекращению выхода газа в ловушку 9) закрывают.

Разрежение в реакторе создает движущую силу, позволяющую отсасывать по трубке 5 гремучий газ под пониженным давлением от источника его образования (таким источником в наших опытах служили электродные камеры электролиэера). По мере рнаботы количество воды, образующейся на катализаторе 3, увеличивается и она вытесняется из его гидрофобных пор капиллярными силами и испарением. Затем эта вода через паровую фазу или перетоком подводится к ионообменной мембране 2, обладающей гидрофильной поверхностью, и растекается по ней. Мембрана 2, благодаря ее свойствам, химически связывает воду и переносит по осмотическому механизму к внешней поверхности. На этой внешней поверхности мембраны 2 идет непрерывное испарение воды в окружающую атмосферу (если ее влажность меньше 100 ) и, таким образом, создаются стабильные условия для непрерывного равновесного процесса конверсии гремучего газа на катализаторе

3, Пористый радиатор 10 впитывает с поверхности мембраны избыток влаги, способствует ускорению ее испарения со своей развитой поверхности и одновременно сбрасывает избыток тепла, выделяющегося при реакции, т,е. он дополнительно повышает надежность устройства.

Поскольку величина создаваемого в реакторе разрежения характеризует эффективность процесса конверсии гремучего газа, то установленный манометр 7 позволяет вести непрерывный контроль эффективности работы реактора, Использование реактора предложенной конструкции по сравнению с прототипом позволяет при нормальных условиях в окружающей среде вести непрерывный процесс конверсии гремучего газа, причем как сухого, так и влажного и при неизменной высокой каталитической активности. Если же внешние условия таковы, что испарение воды в окружающую атмосферу невозможно (например, при 100;(,-ной влажности), то повышение надежности по сравнению с прототипом достигается более длительной и стабильной его работой эа счет поглощения воды ионообменным полимером, количество которого в устройстве реактора определяет емкость реактора по воде и, следовательно, сухому гремучему газу.

Формула изобретения

1. Реактор для конверсии гремучего газа, включающий катализаторную коробку, состоящую из газовлагонепроницаемого корпуса с теплообменниками, газоподводящими трубопроводами и распределительными элементами, с размещенным внутри коробки гидрофобизированным платиновым катализатором на пористом носителе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и непрерывности процесса, катализатор гидрофобизирован фторопластом и составлен иэ смеси наводороженного и окисленного кислородом катализатора с соотношением частей в диапазоне 7:3-9:1 соответственно, при этом корпус коробки выполнен с окнами с установленными в них полимерными мембранами из ионообменного материала.

2. Реактор по и. 1, отл и ч а ю щи йс я тем, что платиновый катализатор выполнен металлоуглеродным и гидрофобиэирован фторопластом, 1623750

ro и и

Составитель А, Телесницкий

Редактор М.Келемеш Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид

Заказ 155 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101