Генератор водородсодержащего газа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ш1 49О494

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 15.05.72 (21) 1787959/23-26 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 05.11.75. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 30.01.76 (51) М. Кл. В Olj 9/04

С Olb 2/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 66.012.46 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Стеженский, Г. В. Русаков, Ю. Г. Праженник, О. Г. Сарандинаки и В. С. Лукьянчиков

Институт газа АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА

Изобретение относится к устройствам для получения водородсодержащего газа, входящим в состав автономных передвижных энергоустановок, оснащенных топливными элементами. В таких устройствах в качестве сырья могут быть использованы как жидкие (метанол, нефтепродукты), так и газообразные (природный газ, аммиак, пропан и другие) водородсодержащие вещества. Генераторы водорода, входящие в состав передвижных энергоустановок с топливными элементами, должны иметь минимальный вес и небольшие габариты при минимальных потерях тепла.

Известен генератор водорода с топочным обогревом на углеводородах, состоящий из корпуса с расположенным в нижней его части горелочным устройством и кольцевой цилиндрической катализаторной коробкой-реактором, размещенной соосно с подогревателемиспарителем, установленным в камере сгорания.

Такой генератор не удовлетворяет предъявляемым требованиям, поскольку температура отходящих дымовых газов очень высока; между стадиями сжигания топлива и обогрева катализатора в этом генераторе не производится полезный съем тепла, поэтому для предохранения катализатора от спекания применяется промежуточный TeIlлоноситель или значительное разбавление продуктов сгорания избыточным воздухом, что снижает к. п. д. установки.

5 С целью снижения потерь тепла, предотвращения перегрева катализатора, уменьшения габаритов и веса генератора последний снабжен прикрепленным к днищу корпуса цилиндрическим экраном, расположенным меж10 ду подогревателем-испарителем типа «труба в трубе» и катализаторной коробкой с вертикальной цилиндрической перегородкой внутри нее.

В генераторе предусмотрен предваритель15 ный подогрев и испарение исходных веществ перед их термокаталитической переработкой, при этом необходимое для ведения процесса тепло выделяется при сжигании остаточного водородсодержащего газа, не используемого

20 в топливном элементе.

На чертеже изображен предлагаемый генераторр.

Генератор состоит из полой цилиндрической катализаторной коробки-реактора 1, разде25 ленной на две полости цилиндрической перегородкой 2, приваренной к верхнему днищу 3 катализаторной коробки. Между перегородкой 2 и кольцевым дном 4 катализаторной коробки имеется зазор для прохода га30 зов. К внутреннему верхнему донышку 5 ката490494

Предмет изобретения

35

55

Составитель В. Кудряшов

Техред Т. Курилко

Корректор H. Аук

Редактор 3. Горбунова

Заказ 38/11 Изд. № 92 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 лизаторной коробки приварен подогревательиспаритель, состоящий из заглушенной снизу трубки 6, заполненной инертной насадкой, в которую входит трубка 7, приваренная к днищу 3. К последнему прикреплен штуцер 8 для вывода водородсодержащего газа из реактора. Обе полости катализаторной коробки заполнены катализатором до уровня донышка 5. Катализаторная коробка окружена с некоторым зазором корпусом 9, к которому снизу крепится корпус 10 камеры сгорания, Внутри корпуса 10 с зазором установлен стакан 11 из пористой керамики 11. Корпус имеет также штуцер 12 для ввода воздуха в полость между керамическим стаканом и корпусом 10; штуцер 13 для ввода водородсодержащего газа в керамический стакан. Между трубкой 6 и внутренней стенкой катализаторной коробки соосно с ними помещен цилиндрический экран 14, прикрепленный снизу к днищу корпуса 9 и открытый сверху.

Горловина 15 служит для выхода продуктов сгорания, а трубка 7 — для ввода исходных компонентов. По обе стороны перегородки 2 засыпан катализатор. Внутренняя полость стакана 11 и экрана 14 служит камерой сгорания.

Генератор работает следующим образом.

Через штуцер 13 в камеру сгорания вводят водородсодержащий (или другой горючий) газ, который сгорает в атмосфере воздуха, подаваемого через штуцер 12 и проходящего через поры стакана 11, при коэффициенте избытка воздуха сс = 2 — 3. Подача воздуха через боковые стенки стакана 11 способствует образованию горящего газового «шнура», окруженного избытком воздуха, предохраняющего экран 14 от соприкосновения с высокотемпературными газами, что исключает необходимость охлаждения экрана изнутри.

Установка экрана предохраняет катализатор от перегрева и способствует попеременному движению дымовых газов снизу вверх и сверху вниз от центра генератора к периферии.

При этом дымовые газы последовательно отдают тепло через стенки подогревателя-испарителя 6 исходной смеси и катализаторной коробки, после чего выводятся в атмосферу.

Исходную смесь или вещество по трубке 7 подают в подогреватель-испаритель 6, откуда нагретые пары попадают в слой катализатора во внутренней части катализаторной коробки, огибают снизу перегородку 2 и проходят через наружный слой катализатора. Продукты реакции собираются над катализатором и через штуцер 8 выводятся из генератора.

Генератор водородсодержащего газа, состоящий из корпуса с камерой сгорания и раз5 мещенных в нем соосно кольцевой цилиндрической катализаторной коробки и подогревателя-испарителя, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь тепла, предотвращения перегрева катализатора, уменьше1о ния габаритов и веса генератора, он снабжен прикрепленным к днищу корпуса цилиндрическим экраном, расположенным между подогревателем-испарителем типа «труба в трубе» и катализаторной коробкой с вертикаль15 ной цилиндрической перегородкой внутри нее.