CZ298218B6 - Systém katalyzátoru a rekombinacní zarízení pro rekombinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem a zpusob provozu systému katalyzátoru - Google Patents

Systém katalyzátoru a rekombinacní zarízení pro rekombinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem a zpusob provozu systému katalyzátoru Download PDF

Info

Publication number
CZ298218B6
CZ298218B6 CZ0069199A CZ69199A CZ298218B6 CZ 298218 B6 CZ298218 B6 CZ 298218B6 CZ 0069199 A CZ0069199 A CZ 0069199A CZ 69199 A CZ69199 A CZ 69199A CZ 298218 B6 CZ298218 B6 CZ 298218B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
catalyst system
zone
noble metal
recombination
catalytic
Prior art date
Application number
CZ0069199A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ69199A3 (cs
Inventor
Eckhardt@Bernd
Hill@Axel
Original Assignee
Framatome Anp Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Framatome Anp Gmbh filed Critical Framatome Anp Gmbh
Publication of CZ69199A3 publication Critical patent/CZ69199A3/cs
Publication of CZ298218B6 publication Critical patent/CZ298218B6/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/04—Means for suppressing fires ; Earthquake protection
    • G21C9/06—Means for preventing accumulation of explosives gases, e.g. recombiners
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
    • G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
    • G21C19/317—Recombination devices for radiolytic dissociation products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Systém katalyzátoru (10) pro rekombinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem je proveden s kovovým nosným plechem, který je povlecen prvním katalytickým vzácným kovem (13) a druhým katalytickýmvzácným kovem (15), pro pouzití zejména v zarízení jaderné elektrárny. Nosný plech je proveden jakodobre tepelne vodivý a je povlecen v první zóne (12) prvním katalytickým vzácným kovem (13) a ve druhé zóne (14) druhým katalytickým vzácným kovem (15). První zóna (12) a druhá zóna (14) lezí s výhodou na téze strane nosného plechu. Rekombinacní zarízení pro rekombinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem obsahuje jeden takový systém katalyzátoru (10). Zpusob provozu takového systému katalyzátoru nebo pomocí takového rekombinacního zarízení se provádí tak, ze do systému katalyzátoru (10) se vede proud (6) plynu, který obsahuje vodík a/nebo oxid uhelnatý, jakoz i kyslík, tak ze proud (6)plynu se uvede ve druhé zóne (14) nejdríve do styku s druhým katalytickým vzácným kovem (15) a potom v první zóne (12) s prvním katalytickým vzácným kovem (13).

Description

Systém katalyzátoru a rekombinační zařízení pro rekornbinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem a způsob provozu systému katalyzátoru
Oblast techniky
Vynález se týká systému katalyzátoru pro rekornbinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem. s kovovým nosným plechem, který je povlečen prvním katalytickým vzácným kovem a druhým katalytickým vzácným kovem, zejména pro jadernou elektrárnu. Vynález se dále týká rekombinačního zařízení pro rekornbinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem a způsobu provozu systému katalyzátoru.
Dosavadní stav techniky
Při poruše, při níž dojde kc ztrátě chladivá, se mohou v jaderné elektrárně uvolnit velká množství vodíku a oxidu uhelnatého do bezpečnostní nádrže (contairnení), Bez použití protiopatření se může atmosféra bezpečnostní nádrže obohatit vodíkem do té míry, žc může vzniknout explozivní směs. Při pozdějším náhodném zapálení by se především spálením většího množství vodíku mohla ohrozit integrita bezpečnostní nádrže.
Proto je nutno s ohledem na zvážení bezpečnosti pro odstranění vodíku a oxidu uhelnatého z atmosféry bezpečnostní nádrže prostřednictvím rekombinace s kyslíkem vyvinout rckombínační zařízení, které sc nastartuje dřív. Toto zařízení nesmí ani při delší prodlevě v atmosféře bezpečnostní nádrže podstatně ztratit svoji aktivitu a má být schopné nastartování zcela pasivně při nízkých teplotách okolí, neboť toto zařízení se má používat i při poruchách s nízkými teplotami okolí, které mohou nastat například při situacích l .Ml poruch nebo při provozu větrání s rezultujícími teplotami jenom 30 °C a nižšími. Pomocí takovéhoto rekombinačního zařízeni, které musí obsahovat určitý počet zvlášť vytvořených systémů katalyzátoru, muže se bezpečnost jaderné elektrárny rozhodujícím způsobeni zvýšit, neboť je možné včasné pasivní odbourání vodíku.
Z EP 0 527 968 Bl je známo rekombinační zařízení, u něhož je určitý počet systému katalyzátoru vytvořen ve formě rovných desek, které jsou na obou stranách povlečeny materiálem katalyzátoru jako platinou a/nebo palladiem. Tyto se hodí zejména dobře pro odbourání vodíku v atmosféře bezpečnostní nádrže jaderné elektrárny. Každý systém katalyzátorů zahrnuje přitom nosný plech z ušlechtilé ocele, který má na obou stranách tenkou vrstvu, jejíž tloušťka je v oblasti mikrometrů, a která je vytvořena zejména z platiny a/nebo palladia. Velký počet takovýchto povlečených jednotlivých desek je umístěn v tělese, které může být konstruováno jako modul. Těleso obtéká zdola kontrolní proud plynu, a tento proud plynu opouští těleso v horní oblasti přes bočně umístěný výstupní otvor.
Je nutné konstatovat, že zde je vždy umístěn plech z ušlechtilé ocele na každé straně úplně povlečený monotypovým kovem. Toto rekombinační zařízení bylo uspořádáno zejména pro použití při těžkých poruchách, při nichž se musí počítal s teplotami nad 50 °C v atmosféře bezpečnostní nádrže.
Ve stavu techniky byly dále pro účel rekombinace popsány různé směsi ušlechtilých kovů (DE 36 04 416 Cl, EP 0 304 536 A2).
Rekombinační zařízení, známá ze stavu techniky, mohou být za účelem zabránění dezaktivace vybavena ještě dále filtry nebo i uzavřenými nádržemi, které se v požadovaném případě otevřou. Takováto přídavná zařízení sice zamezují nebo redukují stárnutí katalyzátoru, ale jsou nákladná, komplikovaná a dají se jen obtížně dimenzovat vůči jiným požadavkům, jako například zemětřesení.
- 1 CZ ZV3Z1» B6
Podstata vynálezu
Úlohou vynálezu je vytvořit systém katalyzátoru, stejně jako na něm spočívající rekombmační 5 zařízení, pomocí něhož by bylo možné v proudu plynu, zejména v jaderné elektrárně, vyvolat.
například po sobě, účinek různých vlastností. Rovněž sc má vytvořit způsob provozování takového systému, popřípadě takového zařízení. Vytvoření se potom mají vztahovat zejména na naskočení při nízké teplotě, stejně jako na odolnost vůči otravě a vysoké teplotě.
ίο Uvedenou úlohu splňuje systém katalyzátoru pro rekombinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem, s kovovým nosným plechem, který je povlečen prvním katalytickým vzácným kovem a druhým katalytickým vzácným kovem, zejména pro jadernou elektrárnu, podle vy nálezu, jehož podstatou jc, že nosný plech je proveden jako dobře tepelně vodivý a je povlečen v první zóně prvním katalytickým vzácným kovem a ve druhé zóno druhým katalytickým vzácným kovem, 15 přičemž první zóna a druhá zóna leží s výhodou na téže straně nosného plechu.
Je nutno dbát na to, aby přitom měl nosný plech malou hmotnost a v důsledku toho malou tepelnou kapacitu.
Přitom se tedy v kombinovaném zařízení využijí, s výhodou po sobě, vlastnosti prvního a druhého katalytického vzácného kovu.
S výhodou se může vyhledat druhý vzácný kov, který má nižší reakční teplotu a/nebo vyšší katalytickou aktivitu než první vzácný kov; má být také přítomen ve vysoké koncentraci. Potom 25 působí druhá zóna tak říkaje jako iniciální zóna pro zavedení rekombinace. S výhodou sc také může vyhledat první vzácný kov, který je rezistentnější vůči otravě než druhý vzácný kov. Potom je systém katalyzátoru vždy ještě účinný tehdy, když již druhý vzácný kov se stal v důsledku otravy katalyzátoru neúčinným.
Význam má také forma provedení, u níž první vzácný kov je platina a druhý vzácný kov s výhodou palladium.
Platina byla zde zvolena a kvalifikována především pro svou tepelnou odolnost a rezistenci vůči jedům katalyzátorů. Dále se pomocí platiny jako prvního katalytického vzácného kovu může 35 vedle vodíku rekombinovat i oxid uhelnatý / na dioxid uhličitý /. Palladium, které sc rovněž hodí pro rekombinaci vodíku, je méně stabilní vůči jedům katalyzátorů. Proto a protože se otráví reverzibilnč oxidem uhelnatým, neměl by sc používal pro velkoplošné povlekání nosného plechu. Předností palladia oproti platině je ale jeho vlastnost, že naskočí při nízkých teplotách okolí. Jc možné tedy říci, že multikovový systém katalyzátoru s platinou a palladiem naskakuje při pod4o statně nízkých teplotách okolí a koncentraci vodíku, totiž při teplotě nižší než 30 °C a při méně než 2 % obj. vodíku. Speciální uspořádání platiny a palladia na nosném plechu s malou hmotností v systému katalyzátoru vede k situaci, která se vzájemně pozitivno ovlivňuje, takže se mohou výborně splnit chemické a technologické požadavky pro použití v jaderné elektrárně a to pomocí takovéhoto b i funkčního systému. Tyto požadavky se týkají včasného naskočení při nízkých kon45 centracích vodíku při současné tepelné odolnosti a rezistence vůči otravě.
Podle dalšího vytvoření jc to uspořádáno tak, že nosný plech jc opatřen další katalytickou vrstvou, která zahrnuje zejména měď /Cu/ nebo oxid měďnatý /CuO/. Pomocí nanesení této další katalytické vrstvy se může zlepšit dodatečně při nízkých teplotách rekombinace oxidu uhclna5o tého.
S výhodou sestává nosný plech z nerezavějící ušlechtilé ocele, a sice s tloušťkou plechu menší nebo rovnou 0,2 mm a první a/nebo druhý katalytický vzácný kov je s výhodou nanesen na nosném plechu pomocí substrátové vrstvy a/nebo mezivrstvy. Podrobnosti, které se toho týkají, . 7
CZ 2¥»21» tíó vyplývají z EP O 527 968 BL Nosný plech by mčl mít malou hmotnost a tím malou tepelnou kapacitu.
Významné je také to, že se první uzavřená zóna volí mnohem vetší než druhá uzavřena zóna, 5 Tímto způsobem sc mohou vlastnosti prvního katalytického vzácného kovu při funkci zejména zdůraznit. Pří jedné formě provedení, při které se používá zejména platina a palladium, je to v souladu s tím, co bylo uvedeno, uspořádáno tak. žc nanesená hmotnost prvního vzácného kovu činí více než 75 % hmotnosti druhého vzácného kovu. Pomocí dotování palladia naneseného lokálně na nosném plechu ve vysoké hustotě / hmotnost palladia, jak jc uvedeno, 25% celková io hmotnost platiny/ se umožní kombinovat pozitivní katalytické vlastnosti platiny a palladia tak, aby vznikl bi funkční systém katalyzátoru s podstatně lepšími vlastnostmi než jsou vlastnosti obou jednotlivých vzácných kovů.
Pro jednoduchou manipulaci je to uspořádáno tak, aby nosný plech s nanesenými vrstvami 15 7 prvního a druhého vzácného kovu byl vytvořen jako rovná deska.
Pro rekombinaci se výše popsaný systém katalyzátoru vystaví proudu plynu, který obsahuje vodík a/nebo oxid uhelnatý stejně lak jako kyslík. Přitom je to potom uspořádáno tak. že první vzácný kov v první zóně, která je přivrácena k proudu plynu, a druhý vzácný kov ve druhé zóně, 20 která je odvrácena od proudu plynu, jsou naneseny na nosném plechu. Vzhledem k použití platiny a palladia lze to vyjádřit takto: vc výhodném provedení sleduje koncentraci citlivého vzácného kovu palladia v části, která je přivrácena ke směru proudu, zatím co vzácný kov platina, rezistentní vůči otravě, - převážně ne jako směs vzácných kovů - je koncentrován na témže kovovém tenkém nosném plechu na část zařazenou za směrem proudění. Pomocí vysoké mikro25 skopické hustoty aktivních center palladia se podaří, v teto zóně - ještě zlepšeno při použití nosného plechu s malou hmotností / tepelnou kapacitou/ - uvést do chodu samu sc katalyticky podporující reakci. Tato může být podpořena kovovým vedením, například pomocí držáku s dobrou tepelnou vodivostí, takže teplo vznikající při iniciál ní rekombinaci se transportuje do zóny, která obsahuje pouze platinu a zde se umožní, aby se rozběhla reakce. Pomocí této kombinace se ti) mohou kompenzovat „účinky stárnutí /aging cfťccts/ - vyvolané použitím v atmosféře jaderné elektrárny, jako například sorpcí uhlovodíků a par ze svařování, zatížení aerosolem atd. - bez jinak po krátké prodlevě vznikající ztrátě samostartující funkce, důležité pro bezpečnost - a to po dlouhá období mnoha let. například pěti nebo deseti let. Tím sc rozhodujícím způsobem zvýší bezpečnost, a současně se udrží náklady na nízké výši, neboť tím se odvrátí výměna systému 35 katalyzátoru.
Druhá zóna může být zejména proužek, který odpovídá 5 až 20 %, zejména méně než 10 %. plochy první zóny,
Aby sc dosáhlo optimálního využití nosného plechuje přední i zadní strana tohoto plechu povlečena stejně.
Podle dalšího výhodného provedení je to uspořádáno tak, žc na druhé zóně je teflonový povlak. Pro schopnost včasného startu, zejména při vlhkých podmínkách okolí, se může provést takovéto 45 limitované povlečení pro zajištění dočasných hydrofobních vlastností proužku dotovaného palladiem. Povlak z teflonu se ale při vysokých teplotách nad 200 až 300 °C ztrácí a rovněž se ztrácí při zatížení paprsky, a sice za tvorby odpadních produktů snižujících aktivitu. S výhodou se proto provádí jen omezené povlékání proužku dotovaného palladiem, takže vesměs jc přítomno jen méně než 10 % povlaku. Tímto kvantitativním omezením se může zabránit relevantní otravě, a na 50 základě popsaných vlastností vedení tepla dále se může dosáhnout současně další zlepšení funkce včasného nastartování.
Úloha, jmenovaná jako druhá, je podle vynálezu vyřešena rekombinačním zařízením, které má nejméně jeden systém katalyzátoru výše popsaného druhu. S výhodou je uspořádáno tčlcso.
-3CL Ζ98Ζ1» Bó například i zasunutí, pro umístění jednoho nebo několika systému katalyzátoru výše popsaného druhu.
Pro praxi je významné provedení, u něhož jc v držáku s dobrou schopností vést teplo upevněno několik stejným systémů katalyzátoru, a to zejména umístěných navzájem rovnoběžně. Upevnění se provádí s výhodou vc druhé zóně, ve které je druhý katalyticky vzácný kov.
V rekombinačním zařízení je uspořádání jednotlivých, s výhodou právě vytvořených systémů katalyzátorů vytvořeno s tvarovým stykem a silovým spojením, a sice navzájem rovnoběžně v kovovém nosiči nebo v právě zmíněném držáku. Vzdálenost jednotlivých systémů katalyzátoru od sebe by mělo být menší než 2 cm, s výhodou asi I cm. Udržení vzdáleností mezi plechy katalyzátorů na právě uvedených hodnotách je žádoucí, neboť na základě laminámích stavů proudění mezi plechy katalyzátorů se podaří dosáhnout jen nedostatečný přenos tepla konvekcí. Teplo se primárně přenáší zářením. Pomocí silového spojení sc silou více než 10 N mezi tenkými plechy katalyzátoru na jedné straně a nosičem nebo držákem na druhé straně se po startu systému katalyzátoru uskuteční přímé další vedení tepla do sousedního plechu.
Aby se udržovaly vlivy ochlazování okolím malé, provede sc s výhodou izolace mezi nosičem katalyzátoru a vnější stěnou, například ve formě neprůtočné izolační vzduchové štěrbiny větší než 5 mm. Tím se rozhodujícím způsobem sníží i vnější teploty u rekombinačního zařízení. Tím je možno při vyšších koncentracích vodíku, například 8 až 10 % obj., zabránit zapálení. To spočívá v tom, že vnější teplota Ta se může přes vysokou reakční teplotu Tr, například 700 °C, udržovat vně pod zápalnou teplotou Tz 520 °C.
Ve srovnání sjiž známými jinými systémy katalyzátoru je předložené rekombinační zařízení bez ochranných a/nebo aktivačních zařízení.
Podle výhodného provedení je v zásuvném dílu umístěn větší počet stejných systémů katalyzátoru. Systémy katalyzátoru jsou přitom s výhodou vytvořeny ve formě desek s celkovou tloušťkou 0.2 mm nebo menší a od sebe navzájem vzdáleny o méně než 20 mm, s výhodou asi 10 mm.
Popsané rekombinační zařízení pro rekombinaci vodíku a oxidu uhelnatého s kyslíkem se tedy vyznačuje tím, že současně jsou dva katalytické vzácné kovy, s výhodou platina a palladium, umístěny na jednom společném kovovém nosném plechu, který dobře vede teplo, a sice koncentrovaně v různých zónách. Při zohlednění malé tepelné kapacity (hmotnosti) plechů a příznivých vlastností vedení tepla nosnou jednotkou, popřípadě držákem, jsou bez dalších přídavných zařízení splněny funkce a) spuštění při nízké teplotě, b) odolnost vůči otravě a c) odolnost vůči vysokým teplotám.
Uvedené úlohy konečně splňuje způsob provozu systému katalyzátoru podle vynálezu nebo pomocí rekombinačního zařízení podle vynálezu, jehož podstatou je, že do systému katalyzátoru se vede proud plynu, který obsahuje vodík a/nebo oxid uhelnatý, jakož i kyslík, tak, že proud plynu sc uvede ve druhé zóně nejdříve do styku s druhým katalytickým vzácným kovem a potom v první zóně s prvním katalytickým vzácným kovem.
Přehled obrázků na vý kresech
Příklady provedení vynálezu jsou dále blíže vysvětleny pomocí dvou obrázků. Tyto ukazují: obr. 1 rekombinační zařízení pro vodík, které startuje při relativně nízkých teplotách, a obr. 2 rovnoběžné uspořádání několika systémů katalyzátorů uvnitř takovéhoto rekombinačního zařízení.
-4CZ 298218 B6
P ř i klady provedení
Rekombinační zařízení, znázorněné na obr. 1. má geometrickou konstrukci, která je známa z EP 0 527 968 Bl. Podle něho je uspořádána obdélníková skříň 2. do jejíž dolní části se může zasunout vyjímatelný zásuvný díl 4 katalyzátoru. Na obr. 1 je znázorněna vysunutá poloha. Proud plynu, který se má rekombinovat, může vstoupit vtokovým otvorem ve skříni 2. umístěným v oblasti dna. což je naznačeno šipkou 6. Proud plynu opouští skříň 2 v horní oblasti bočním výtokové m otvorem, což je naznačeno šipkou 8.
Zásuvný díl 4 obsahuje velký počet shora zasunutelných prvků katalyzátorů nebo systémů katalyzátorů 10. Tyto jsou uspořádány navzájem rovnoběžně, a sice ve vzdálenosti, která je menší nebo rovná 2 cm, například 10 mm. Jak přední strana tak i zadní strana každého systému katalyzátorů J_0 jc rozdělena ve dve zóny. Přitom jc horní první zóna 12 povlečena prvním katalytickým vzácným kovem 13 a dolní užší druhá zóna 14 druhým katalytickým vzácným kovem ]_5. Obě zóny 12, 14 jsou vytvořeny lim, že se na tenký nosný plech z dobře tepelně vodícího materiálu, jako ušlechtilé ocele, umístí katalyzátory / není podrobně znázorněno/. První zóna 12 zahrnuje asi 70 % celkové plochy, a druhá zóna J_4. která je vytvořena v dolní oblasti jako vodorovný proužek, zahrnuje asi 10 % celkové plochy. Na první zóně 12, jc, jak jc to známo, umístěna jako první vzácný kov, mající srovnatelně vysokou reakční teplotu, a je rezistentní vůči otravě, platina, a druhá zóna 4 je jako druhým vzácným kovem 15 pokryta palladiem, které vykazuje srovnatelně nízkou reakční teplotu a není obzvláště odolné vůči otravě. Umístění nebo povlečení může být zejména takové jaké je popsáno v EP 0 527 968 Bl. Lístkovnicovc uspořádání systému katalyzátorů 10 se vyznačuje tvarovým stykem a silovým spojením,
Podle obr. 2 má zásuvný díl 4 dvě boční stěny 20 a 22, mezi nimiž jsou umístěny systémy katalyzátorů 10 ve tvaru desek. Tyto boční stěny 20, 22 mohou být z kovu. Silové spojení a tvarový styk, které tvoří upevnění, je vytvořeno pomocí upevňovacích plechů 24. 26, které tvoří držák. Tyto mohou mít, jak je to znázorněno, profil písmene U. Mezi deskami 24. 26 a bočními stěnami 20 popřípadě 22 je izolace. V předloženém případě jsou uspořádány izolační stěny 28, 30. 32 popřípadě 34, 36, 38, sestávající z izolačního materiálu, které jsou upevněny přídržnými deskami 40, 42 popřípadě 44, 46. Místo stěn 28, 30. 32, popřípadě 34, 36, 38 z izolačního materiálu se může také použít izolační vzduchová štěrbina / neznázorněno/. Pomocí takovéto izolace se rozhodujícím způsobeni redukují vnější teploty rekombinačních zařízení. Tedy vnější teplota na stěně Tw se může přes reakční teplotu T, například 700 °C vně udržet pod zápalnou teplotou T, = 500 °C. Toto je rovněž znázorněno v diagramu na obr. 2.
Jako nosič pro katalyzátor se používá 0.05 mm silný nosný plech z nerezavějící ocele, odolné vůči vysokým teplotám, tedy plech s malou hmotností a tím malou tepelnou kapacitou. Dotování průběžné dílčí plochy paládiem se provádí po dotování platinou. Aby se zvětšil povrch katalyzátorového plechu, nanáší se před nanášením dotace platiny mezivrstva / Wash Coat ALO.,/. Pomocí povlečení s wash coat se zvětší geometrický povrch o faktor asi 5000 /BET-povrch/. Na tomto velkém specifickém povrchu s wash coals se krystaly platiny / menší než 50 angstrómů/ fixují jemně rozdělené během různých výrobních kroků, s výhodou kroků tepelného zpracování, Lokálně omezeně následuje nyní nanášení palladia s vysokou hustotou, takže v důsledku mikroskopické blízkosti krystalů palladia popřípadě i překrytím krystalu platiny sc může vhodně podpořit i samostatně probíhající reakce. Systémy katalyzátorů l_0 mají s výhodou tloušťku menší než 0,2 mm.
Katalyzátor palladium sc koncentruje vc tvaru proužku / srovnej vztahovou značku J_4/ na náběžné hraně nebo vc tvaru proužku v dolní třetině nosného plechu a umístí sc proti směru proudění. Plocha místně omezeného povlečení je všeobecně menší než 10 %. Vycházeje od center palladia, která při nízkých teplotách iniciují katalytickou reakci, nastartuje se reakce celého jednotlivého plechu. Přenos tepla se přitom děje zejména příznivě přímo přes společný kovový nosič 24, 26, stejně tak jako přes vrstvu zrna na sousední oblast zrna katalyzátoru platiny. Pomocí ohřevu
- 5 CZ 298218 B6 krystalů platiny se desorbují platinovým katalyzátorem látky snižující aktivitu, takže ke katalytickému bodu zápalnosti platinového katalyzátoru dochází podstatně dříve.
Desorpte látek snižujících aktivitu se šíří retězovitě přes celý registr katalyzátoru. Po startu celého registru katalyzátoru může palladiový katalyzátor, který je méně odolný vůči teplotě než platina, ztratit na aktivitě / například sorpcí CO/, aniž by sc tím ovlivnila aktivita platiny. Tolerovatclná je i úplná dezaktivace palladiového katalyzátoru. Tento pak působí jako obětovaný katalyzátor.
Schopnost včasného startu se muže, zejména při vlhkých podmínkách okolí, jak je to výše popsáno, zlepšit limitovaným povlečením proužku dotovaného platinou, teflonem.

Claims (23)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Systém katalyzátoru (10) pro rekombinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem, s kovovým nosným plechem, který je povlečen prvním katalytickým vzácným kovem (13) a druhým katalytickým vzácným kovem (15), zejména pro jadernou elektrárnu, vyznačující se t í m , ze nosný plech jc proveden jako dobře tepelně vodivý a je povlečen v první zóně (12) prvním katalytickým vzácným kovem (13) a ve druhé zóně (14) druhým katalytickým vzácným kovem (15), přičemž první zóna (12) a druhá zóna (14) leží s výhodou na téže straně nosného plechu.
  2. 2. Systém katalyzátoru (10) podle nároku 1, v y z π a č u j í c í se t í m . že druhý katalyticky vzácný kov (15) má nižší reakční teplotu než první katalytický vzácný kov (13).
  3. 3. Systém katalyzátoru (10) podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í se t í m . že první katalytický vzácný kov (13) je odolnější vůči otravě než druhý katalytický vzácný kov (15).
  4. 4. Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároků 1 až 3. v y z n a č u j í c í se (í m . že první katalytický vzácný kov (13) je platina a druhý katalytický vzácný kov (15) je s výhodou palladium.
  5. 5. Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároků 1 až 4, v y z n a č u j í c í se t í m , že nosný plech je opatřen další katalytickou vrstvou, která zahrnuje zejména měď nebo oxid měďnatý.
  6. 6. Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároků Iaž5, vyznačující se t í m . že nosný plech je z nerezavějící oceli.
  7. 7. Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároků 1 až 6, v y z n a č u j í c í se t í m , že první katalytický vzácný kov (13) a/nebo druhý katalytický vzácný kov (15) je nanesen pomocí přilnavého substrátu a/nebo mezi vrstvy na nosném plechu.
  8. 8. Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároků I až 7. v v z n a č uj í c í se t í m , žc plocha druhé zóny (14) činí asi 10 % celkové plochy.
  9. 9. Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároků 1 až 8, v y z n a č u j í c í sc t í m , že nanesená hmota prvního katalytického vzácného kovu (13) tvoří více než 75 % nanesené hmoty druhého katalytického vzácného kovu (15).
    -6CZ 29821» B6
  10. 10, Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároků 1 až 9, v y z n a č u j i c í se t ím , že nosný plech je vytvořen jako rovná deska.
  11. 11. Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároku i až 10, který je vystavitelný proudu (6) 5 plynu, který obsahuje vodík a/nebo uhlík, jakož i kyslík, vyznačující se t í m , že první katalytický vzácný kov (13) v první zóně (
  12. 12). která je přivrácena proudu (6) plynu, a druhý katalytický vzácný kov (15) ve druhé zóně (14), která jc odvrácena od proudu (6) plynu, jsou naneseny na nosném plechu.
    κι 12, Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároků 1 až 11, v y z n a č u j í c i se t í m , že druhá zóna (14) je vytvořena jako proužek, který’ zaujímá asi 5 až 20 %. s výhodou méně než 10 %, plochy první zóny (12).
  13. 13. Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároků 1 až 12, v y z n a č u j í c í se t í m . že 15 přední strana a zadní strana nosného plechu jsou povlečeny stejně.
  14. 14. Systém katalyzátoru (10) podle jednoho z nároků 1 až 13. vy z π aČ u j í c í se t í m . že na druhé zóně (14) je upraven teflonový povlak.
    20
  15. 15. Rekombinační zařízení pro rekombinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem, vyznačující se t í m , že obsahuje jeden systém katalyzátoru (10) podle nároků I až 14.
  16. 16. Rekombinační zařízení podle nároku 15. v y z n a č u j í c í se t i m , že obsahuje těleso pro umístění nejméně jednoho systému katalyzátoru (10),
  17. 17. Rekombinační zařízení podle nároku 15 nebo 16, v y z n a č u j í c í se t í m . že několik stejných systémů katalyzátoru (10) je upevněno, zejména vzájemně rovnoběžně, v držáku (24) s dobrou schopností vést teplo.
    30
  18. 18. Rekombinační zařízení podle nároku 17, vyznačující sc tím.žc systémy katalyzátoru (10) jsou upevněny v oblasti své druhé zóny (14) v držáku (24, 26).
  19. 19. Rekombinační zařízení podle nároku 17 nebo 18, vyznačující se t í m . že držák (24. 26) je spojen s vnější stěnou (20. 22).
  20. 20. Rekombinační zařízení podle jednoho z nároků 15 až 19, v y z n a č u j i c í se t í m , že systém katalyzátoru (10) je spojen přes izolaci (28. 30. 32, 34. 36, 38) s vnější stěnou (20, 22).
  21. 21. Rekombinační zařízení podle jednoho z nároků 16 až 20. v y z n a č u j i c í se tím.žc 4u v zásuvném dílu (4) je umístěn větší počet stejných systémů katalyzátoru (10).
  22. 22. Rekombinační zařízení podle nároku 21.vyznačující se t í m , že systémy katalyzátoru (10) jsou vytvořeny ve formě desek s celkovou tloušťkou 0,2 mm nebo menší a od sebe navzájem vzdáleny o méně než 20 mm, s výhodou asi 10 mm.
  23. 23. Způsob provozu systému katalyzátoru podle jednoho z nároků 1 až 14 nebo pomocí rckombinačního zařízení podle jednoho z nároků 15 až 22. v y z n a č u j í c í se t í m . Že do systému katalyzátoru (10) se vede proud (6) plynu, který obsahuje vodík a/nebo oxid uhelnatý, jakož í kyslík, tak, že proud (6) plynu se uvede ve druhé zóně (14) nejdříve do styku s druhým
    50 katalytickým vzácným kovem (15) a potom v první zóně (12) s prvním katalytickým vzácným kovem (13).
CZ0069199A 1996-09-09 1997-08-27 Systém katalyzátoru a rekombinacní zarízení pro rekombinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem a zpusob provozu systému katalyzátoru CZ298218B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19636557A DE19636557B4 (de) 1996-09-09 1996-09-09 Verwendung eines Katalysatorsystems und Rekombinationseinrichtung zur Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff, insbesondere für ein Kernkraftwerk

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ69199A3 CZ69199A3 (cs) 1999-07-14
CZ298218B6 true CZ298218B6 (cs) 2007-07-25

Family

ID=7805042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ0069199A CZ298218B6 (cs) 1996-09-09 1997-08-27 Systém katalyzátoru a rekombinacní zarízení pro rekombinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem a zpusob provozu systému katalyzátoru

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6054108A (cs)
EP (1) EP0923707B1 (cs)
JP (1) JP3486663B2 (cs)
KR (1) KR100461855B1 (cs)
CN (1) CN1097721C (cs)
BG (1) BG63351B1 (cs)
CZ (1) CZ298218B6 (cs)
DE (2) DE19636557B4 (cs)
ES (1) ES2171999T3 (cs)
HU (1) HU225486B1 (cs)
RU (1) RU2179758C2 (cs)
TW (1) TW426544B (cs)
UA (1) UA50787C2 (cs)
WO (1) WO1998011406A1 (cs)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19822380A1 (de) * 1998-05-19 1999-11-25 Battelle Ingtechnik Gmbh Vorrichtung zur katalytischen Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff im Sicherheitsbehälter eines Leichtwasser-Kernreaktors
DE19852954A1 (de) * 1998-11-17 2000-05-18 Forschungszentrum Juelich Gmbh Rekombinator zum effektiven Beseitigen von Wasserstoff aus Störfallatmosphären
DE19852953C1 (de) 1998-11-17 2000-03-30 Forschungszentrum Juelich Gmbh Katalysatorelement für einen Rekombinator zum effektiven Beseitigen von Wasserstoff aus Störfallatmosphären
DE19852951C2 (de) * 1998-11-17 2002-07-11 Forschungszentrum Juelich Gmbh Rekombinator zum effektiven Beseitigen von Wasserstoff aus Störfallatmosphären
DE19914823A1 (de) * 1999-03-31 2000-10-05 Siemens Ag Katalytisches Element
DE19914814C1 (de) 1999-03-31 2000-12-14 Siemens Ag Rekombinationseinrichtung und Verfahren zur katalytischen Rekombination von Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid mit Sauerstoff in einem Gasgemisch
DE19951664A1 (de) * 1999-10-26 2001-05-23 Forschungszentrum Juelich Gmbh Vorrichtung zur Beseitigung von Wasserstoff aus Gasgemischen in durchströmten Rohrleitungen
US6333123B1 (en) * 2000-06-28 2001-12-25 The Gillette Company Hydrogen recombination catalyst
US7455818B2 (en) * 2002-10-02 2008-11-25 Areva Np Gmbh Method for treating a flow of gas and gas treatment system
FR2874120B1 (fr) 2004-08-09 2006-11-24 Cogema Logistics Sa Procede et dispositif d'elimination des gaz inflammables dans une enceinte fermee et enceinte equipee d'un tel dispositif
DE102005061985A1 (de) * 2005-12-23 2007-07-05 Forschungszentrum Jülich GmbH Katalysator für die Rekombination von Wasserstoff mit Sauerstoff
CN100349649C (zh) * 2006-04-20 2007-11-21 四川材料与工艺研究所 氢氧复合反应的装置及方法
DE102007029418A1 (de) * 2007-06-26 2009-01-08 Robert Bosch Gmbh Katalysatorelement, Katalysator zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Katalysatorelements
US8307653B2 (en) * 2009-02-02 2012-11-13 Siemens Energy, Inc. Combined catalysts for the combustion of fuel in gas turbines
CN101811013B (zh) * 2009-02-20 2012-01-25 中国核电工程有限公司 核电站催化式氢气复合工艺方法
JP5422457B2 (ja) * 2010-03-25 2014-02-19 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 原子炉格納容器の水素処理装置
JP5410363B2 (ja) * 2010-04-28 2014-02-05 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 水素及び酸素の再結合触媒、再結合装置及び原子力プラント
JP5588935B2 (ja) * 2011-07-19 2014-09-10 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 排ガス再結合器及びそれを備えた沸騰水型原子力発電所の気体廃棄物処理系
CN102306506A (zh) * 2011-09-15 2012-01-04 中国核电工程有限公司 用于核电站设计基准事故和严重事故下安全壳消氢的设计方法
CN103383867B (zh) * 2012-05-04 2017-05-17 Ceracomb株式会社 控制核反应堆中氢气的被动式自催化复合器及其使用方法
CN102671675B (zh) * 2012-06-05 2014-01-29 四川材料与工艺研究所 基于核电站非能动氢气复合器催化板的制备方法
DE102012211897B3 (de) * 2012-07-09 2013-06-06 Areva Np Gmbh Kerntechnische Anlage mit einer Sicherheitshülle und mit einem Druckentlastungssystem
CN102750995A (zh) * 2012-07-12 2012-10-24 中国核动力研究设计院 核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法
CN103849884B (zh) * 2012-11-28 2016-01-13 柯香文 一种用于轻水电解法制取超轻水的设备
JP5913170B2 (ja) * 2013-03-18 2016-04-27 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 触媒式可燃性ガス再結合装置
CN103928060B (zh) * 2014-04-24 2017-03-15 中广核工程有限公司 核电站非能动氢气复合器
KR101760330B1 (ko) 2015-08-03 2017-07-31 (주) 세라컴 잠수함 내의 수소를 제어하기 위한 잠수함 수소 제거장치 및 이를 이용한 잠수함 내의 수소 제어방법
DE102016202452B4 (de) 2016-02-17 2018-06-21 Areva Gmbh Zündsystem zur Zündung brennbarer Gasgemische
CN105895183B (zh) * 2016-04-21 2018-01-05 中广核研究院有限公司 含碳‑14废气处理方法及系统
CN106310936A (zh) * 2016-10-20 2017-01-11 中国船舶重工集团公司第七八研究所 一种组合式消除可燃气体模块
CN106310935A (zh) * 2016-10-20 2017-01-11 中国船舶重工集团公司第七八研究所 一种板式催化单元
CN106268307A (zh) * 2016-10-20 2017-01-04 中国船舶重工集团公司第七八研究所 一种盒式催化单元
KR20210007061A (ko) 2019-07-09 2021-01-20 (주) 세라컴 알람기능을 가진 수소가스제어 모니터링시스템
KR20210024334A (ko) 2019-08-22 2021-03-05 (주) 세라컴 사물인터넷 알람기능을 가진 인공지능 수소가스제어 모니터링시스템
CN113130102A (zh) * 2021-04-09 2021-07-16 哈尔滨工程大学 一种氢气复合器高温保护装置
KR102546664B1 (ko) 2023-02-01 2023-06-23 (주)세라컴 수소가스제거기

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0622107A2 (en) * 1993-04-28 1994-11-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying catalyst in diesel engines
DE4428956C1 (de) * 1994-08-16 1996-08-22 Forschungszentrum Juelich Gmbh Katalysatorvorrichtung zur Beseitigung von Wasserstoff
CZ282706B6 (cs) * 1991-08-09 1997-09-17 Vladimir Ivanovič Paševič Způsob úpravy chladiva okruhů primárního tlakovod ního reaktoru

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3929422A (en) * 1969-10-15 1975-12-30 Koehler Mfg Co Means for recombining hydrogen and oxygen in a sealed battery and controlling recombination at catalyst surfaces
US3901821A (en) * 1974-03-18 1975-08-26 Air Prod & Chem Multi-component catalyst
DE3604416A1 (de) * 1986-02-12 1987-08-13 Grs Ges Fuer Reaktorsicherheit Vorrichtung zur beseitigung von wasserstoff
DE3725290A1 (de) * 1987-07-30 1989-02-16 Kernforschungsanlage Juelich Palladiumlegierung als katalysator zur oxidation von wasserstoff in wasserstoff und sauerstoff enthaltender atmosphaere
DE4015228A1 (de) * 1990-05-11 1991-11-14 Siemens Ag Vorrichtung fuer die rekombination von wasserstoff und sauerstoff sowie verwendung der vorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ282706B6 (cs) * 1991-08-09 1997-09-17 Vladimir Ivanovič Paševič Způsob úpravy chladiva okruhů primárního tlakovod ního reaktoru
EP0622107A2 (en) * 1993-04-28 1994-11-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying catalyst in diesel engines
DE4428956C1 (de) * 1994-08-16 1996-08-22 Forschungszentrum Juelich Gmbh Katalysatorvorrichtung zur Beseitigung von Wasserstoff

Also Published As

Publication number Publication date
DE59706622D1 (de) 2002-04-18
DE19636557B4 (de) 2005-02-03
HUP0000082A2 (hu) 2000-05-28
BG103067A (en) 1999-08-31
KR100461855B1 (ko) 2004-12-14
HU225486B1 (hu) 2006-12-28
ES2171999T3 (es) 2002-09-16
JP2001500261A (ja) 2001-01-09
UA50787C2 (uk) 2002-11-15
CN1221486A (zh) 1999-06-30
EP0923707A1 (de) 1999-06-23
CN1097721C (zh) 2003-01-01
EP0923707B1 (de) 2002-03-13
JP3486663B2 (ja) 2004-01-13
DE19636557A1 (de) 1998-03-12
CZ69199A3 (cs) 1999-07-14
HUP0000082A3 (en) 2001-06-28
TW426544B (en) 2001-03-21
RU2179758C2 (ru) 2002-02-20
US6054108A (en) 2000-04-25
WO1998011406A1 (de) 1998-03-19
BG63351B1 (bg) 2001-10-31
KR20000035983A (ko) 2000-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ298218B6 (cs) Systém katalyzátoru a rekombinacní zarízení pro rekombinaci vodíku a/nebo oxidu uhelnatého s kyslíkem a zpusob provozu systému katalyzátoru
US6942846B1 (en) Recombination device and method for catalytically recombining hydrogen and/or carbon monoxide with oxygen in a gaseous mixture
US6942942B2 (en) Solid-oxide fuel cell assembly having a thermal enclosure within a structural enclosure
RU2069582C1 (ru) Устройство для рекомбинации водорода и кислорода
RU2001129284A (ru) Рекомбинационное устройство и способ каталитической рекомбинации водорода и/или монооксида углерода с кислородом в газовой смеси
RU99107023A (ru) Каталитическая система и рекомбинационное устройство для рекомбинации водорода и кислорода, в частности, для атомной электростанции
KR100503816B1 (ko) 가스 혼합물내의 수소를 재결합시키기 위한 장치
CN100486694C (zh) 一种轴向非均布整体催化剂及制法和应用
US20180353885A1 (en) Filter for sulfur compounds
EP1485962A1 (en) Anode gas burner for inert gas generation
US20020086796A1 (en) Catalytic element with restrictor layer
EP1403955B1 (en) Solid-oxide fuel cell assembly having an electronic control unit within a structural enclosure
KR100522558B1 (ko) 원자로 안전 격납 용기내에서 수소-산소 반응을 개시하기 위한 방법 및 장치
US3653969A (en) Fuel cell system with plural fuel cells
US6846775B1 (en) Recombinator for eliminating hydrogen from accident atmospheres
US20040180601A1 (en) Plasma display panel manufacturing method and heat treatment apparatus
US20010055360A1 (en) Apparatus for treating air containing hydrogen gas
JPS62254366A (ja) 燃料電池発電装置
EP1085937A1 (en) Device and method for decomposing nitrogen oxides
Iwai et al. Hydrophobic Platinum Honeycomb Catalyst to Be Used for Tritium Oxidation Reactors
Munakata et al. Development of catalyst for recovery of tritium
JPH0753697Y2 (ja) 触媒反応器触媒層のガスシール装置
CN106356104A (zh) 一种非能动消co装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20150827