Гетерогеннокаталитический реактор с неподвижным слоем катализатора

 

Изобретение относится к конструкциям устройств для осуществления гетерогенных каталитических реакций, в частности для нейтрализации выхлопных газов, и позволяет унифицировать конструкцию путем возможности замены реакционного элемента, регулирования тепловой мощности при его нагреве, а также стабилизации температуры реакционного обьема. В реакторе реакционный элемент представляет собой плоскую одноили многозаходную спираль с нанесенным на ее поверхность каталитически активным слоем, при этом спираль размещена в канавках дистанционирующих вставок и к противоположным ее концам подведены клеммы. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

союз сОВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 8/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4690589/26 (22) 12.05.89 (46) 15.05.91. Бюл. %18 (71) Московский институт химического машиностроения и Научно-производственное объединение "Техэнергохимпром" (72) А.В.Макунин, А.Л.Сурис, Е,Е.Овчинников и M.Ô,Øîïøèí (53) 66.023 (088 8) (56) Патент Великобритании М 1492737, кл.

В01 J 8/04, 1973. (54) ГЕТЕРОГЕННО-КАТАЛИТИЧЕСКИЙ PEАКТРР С НЕПОДВИЖНЫМ СЛОЕМ КАТАЛИЗАТОРАА

Изобретение относится к устройствам для осуществления гетерогенных каталитических реакций, в частности для нейтрализации выхлопных газов, и может быть использовано в гетерогенно-каталитических процессах химической и других отраслей промышленности.

Целью изобретения является унификация конструкции путем обеспечения возможности замены реакционного элемента, увеличение тепловой мощности при нагреве реакционного элемента и стабилизация температуры реакционного объема.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый гетерогенно-каталитический реактор. разрез; на фиг.2 — разрез А — А на фиг,1; на фиг.3 — варианты выполнения реакционного элемента.

Гетерогенно-каталитический реактор состоит из корпуса 1, представляющего собой короткую цилиндрическую обечайку, с двумя плоскими крышками 2 и 3, патрубка 4

„„. Ж„„1648543 Al (57) Изобретение относится к конструкциям устройств для осуществления гетерогенных каталитических реакций, в частности для нейтрализации выхлопных газов, и позволяет унифицировать конструкцию путем возможности замены реакционного элемента. регулирования тепловой мощности при его нагреве, а также стабилизации температуры реакционного объема. В реакторе реакционный элемент представляет собой плоскую одно- или многоэаходную спираль с нанесенным на ее поверхность каталитически активным слоем, при этом спираль размещена в канавках дистанционирующих вставок и к противоположным ее концам подведены клеммы. 3 з.п.ф-лы, 3 ил. ввода исходных реагентов и патрубка 5 вывода продуктов реакции, тангенциально . приваренного к обечайке 1, уплотнительных

6 и крепежных 7 элементов. Внутри реактора расположены две дистанционирующие вставки 8 со спиральными канавками 9 для установки реакционного элемента 10. По- О следний представляет собой плоскую одноили многозаходную спираль с нанесенным QQ на ее поверхность каталитически активным Qg слоем 11, при этом спираль размещена в канавках 9 дистанционирующих вставок 8 и к противоположным ее концам подведены электрические клеммы 12.

Верхняя и нижняя дистанционирующие вставки 8, охватывая своими канавками 9 края реакционного элемента. обеспечивают неизменность геометрической формы реакционного объема и препятствуют попаданию реагентов иэ ограниченного одним витком пространства в другое. Радиальное сечение реакционного элемента 10 с встав1648543 ками 8 представляет собой совокупность прямоугольных каналов одинаковой площади. Расстояние, проходимое реагентами в каналах реактора, определяется числом витков и заходностью спирали. Каталитиче- 5 ски активный слой 11 может быть нанесен как с одной, так и с обеих сторон реакционного элемента 10, Возможен вариант изготовления реакционного элемента из сложенной вдвое ме- 10 таллической ленты с нанесенным на внешние поверхности каталитически активным слоем. Внутренние поверхности ленты разделены слоем диэлектрического материала. В данном случае электрическое сопро- 15 тивление реакционного элемента может быть увеличено вдвое и, следовательно, тепловая мощность, выделенная на реакционном элементе при прохождении по нему электрического тока в соответствии с зако- 20 ном Джоуля-Ленца также возрастет вдвое.

С целью стабилизации температуры реакционного объема путем отвода тепла зкзотермической реакции реакционный элемент может быть изготовлен из плоской 25 металлической трубки, на внешнюю поверхность которой нанесен каталитически активный слой. Трубка также расположена в канавках дистэнционирующих вставок и внутри нее движется охлаждающий тепло- 30 носитель, расход которого может быть определен из баланса тепловых потоков и теплового эффекта химической реакции.

Металлическая лента, служащая основой для реакционного элемента, изготовле- 35 на из материала с высоким удельным сопротивлением, например нихрома.

Реактор работает следующим образом.

Смесь исходных реагентов через патру- 40 бок 4 ввода реагентов, расположенный в нижней крышке 2, вводят в реактор, и она попадает в спиральные канавки прямоугольного сечения, образованные стенками реакционного элемента 10 и верхней и ниж- 45 ней дистанционирующими вставками 8, Проходя по спиральным каналам прямоугольного радиального сечения, реагенты вступают в реакцию на поверхности каталитически активного слоя 11 реакционного 50 элемента 10. Продукты реакции выносятся на периферию реактора и выводятся через патрубок 5 вывода продуктов реакции, расположенный тангенциально в стенке корпуса 1 в соответствии с направлением движения газового потока.

Выполнение реакционного элемента в виде плоской одно- или многозаходной спирали, помещенной в канавки дистанционирующей вставки, позволяет осуществлять быструю его замену даже в случае изменения состава и расходов исходных реагентов (различные режимы работы), а выполнение спирали в виде сложенной вдвое металлической ленты дает возможность увеличивать тепловую мощность при нагреве реакционного элемента.

Выполнение спирали в виде металлической трубки позволяет поддерживать стабильную температуру реакционного объема, Формула изобретения

1, Гетерогенно-каталитический реактор с неподвижным слоем катализатора, состоящий из корпуса с размещенным внутри реакционным элементом с нанесенным каталитически активным слоем, подводящего исходные реагенты и отводящего продукты реакции патрубков, отличающийся тем, что, с целью унификации конструкции путем обеспечения возможности замены реакционного элемента, последний выполнен в виде плоской одно- или многозаходной спирали, помещенной в канавки дистанционирующей вставки.

2, Реактор по п.1, отличающийся тем, что, с целью увеличения тепловой мощности при нагреве реакцион lolo элемента, спираль выполнена в виде сложенной вдвое металлической ленты, на внешние поверхности которой нанесен каталитически активный слой, а внутренние поверхности разделены слоем диэлектрического материала.

3, Реакторпоп.1, отличающviйся тем, что. с целью стабилизации температуры реакционного объема, спираль выполнена в виде металлической трубки.

4, Реактор по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что спираль реакционного элемента изготовлена из материала с высоким удельным сопротивлением.

1648543

А А

Составитель А, Телесницкий

Техред M,MopreHTan Корректор В Гирняк

Редактор И. Горная

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

Заказ 1479 Тираж 346 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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