CZ371391A3 - Apparatus for carrying out a catalytic process in grained layer - Google Patents

Apparatus for carrying out a catalytic process in grained layer Download PDF

Info

Publication number
CZ371391A3
CZ371391A3 CS913713A CS371391A CZ371391A3 CZ 371391 A3 CZ371391 A3 CZ 371391A3 CS 913713 A CS913713 A CS 913713A CS 371391 A CS371391 A CS 371391A CZ 371391 A3 CZ371391 A3 CZ 371391A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
channel
perforated
annular
carrying
wall
Prior art date
Application number
CS913713A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Lev Zalmanovich Ing Astanovsky
Dmitry Lvovich Ing Astanovsky
Viktor Vasilievich I Andrianov
Dmitry Mikhailovich Ing Bodrov
Vladimir Borisovic Romashevsky
Jury Ivanovich Ing Kipriyanov
Original Assignee
Astanovsky Lev Z
Astanovsky Dmitry L
Viktor Vasilievich I Andrianov
Bodrov Dmitry M
Vladimir Borisovic Romashevsky
Kipriyanov Jury I
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 Astanovsky Lev Z, Astanovsky Dmitry L, Viktor Vasilievich I Andrianov, Bodrov Dmitry M, Vladimir Borisovic Romashevsky, Kipriyanov Jury I filed Critical Astanovsky Lev Z
Priority to CS913713A priority Critical patent/CZ371391A3/en
Publication of CZ371391A3 publication Critical patent/CZ371391A3/en

Links

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

Přístroj k provádění katalického procesu v zrnité vrstvě podle vynálezu, jehož podstatou je, že uvnitř druhého prstencovitého prostoru (9), který je vymezen v axiálním směru dělícími stěnami (10,11), v radiálním směru vnitřním pvrchem prvního perforovaného prstencovitého dílu (7), jsou vytvořeny kanály (16). Každá stěna (15) kanálu (16) má v rovině kolmé k podélné ose (Οι -Oi) přístroje tvar ploché spirály, stočené kolem bodu ležícího na podélné ose‘(Oi Oi) přístroje.Apparatus for performing the catalysis process in a granular layer according to the invention, the essence of which is that within the other an annular space (9) which is defined in the axial direction directional walls (10, 11), in the radial direction internal the top of the first perforated annular portion (7), channels (16) are formed. Each channel wall (15) (16) it has a flat shape in the plane perpendicular to the longitudinal axis (Οι -Oi) of the apparatus spirals twisted around a point lying on the longitudinal axis ‘(Oi Oi) device.

Description

Přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvěApparatus for carrying out the catalytic process in a granular layer

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká chemického průmyslu, zejména přístroje k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě. Vynález se může nejúspěšněji využít k provádění adsrobčních procesů, například syntézy amoniaku, parní a parovzdušné konverze uhlovodíků, oxidace oxidu siřičitého a dalších, které' probíhají za přítomnosti zrnitých katalyzátorů. Neméně úspěšně může být vynález využit k provádění adsorbčních procesů, například k oddělování, k čištění směsí plynů nebo kapalin, k Čištěni plynů nebo kapalin filtrací, k ionexové filtraci kapalin, například napájecí vody v kotelnách ap|djfThe invention relates to the chemical industry, in particular to apparatus for carrying out a catalytic process in a granular layer. The invention can be most successfully used to carry out adsrobation processes, for example, ammonia synthesis, steam and air vapor conversion of hydrocarbons, sulfur dioxide oxidation, and others that take place in the presence of granular catalysts. Equally successfully, the invention can be used to carry out adsorption processes, for example, to separate, purify mixtures of gases or liquids, to purify gases or liquids by filtration, to ion-exchange filtration liquids, for example feed water in boiler rooms, and so on.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

<x><x>

i fi f

V množství katalytických procesp, ftt&é |se frrovádě j;k v chemickém, petrochemickém, metalurgickém průmyslu a v dalfiTéfi”“pramyšlových odvětvích, se zpracovává velké množství plynných a kapalných médií, přičemž sé spotřebuje velké množství energie a vypouští se mnoho škodlivých látek do okolí. Zařízení k provádění těchto procesů jsou zpravidla objemná a s velkými nároky na spotřebu kovu. S cílem- snížení energetických ztrát a finančních nákladů a redukování imisí škodlivých látek do okolního. prostředí se stále hledá možnost zdokonalení katalytického procesu a zařízení k jeho' provádění. Obvykle se provádějí procesy heterogenní katalýzy v přístrojích axiálního nebo radiálního typu.Many catalytic processes, such as those in the chemical, petrochemical, metallurgical and industrial industries, process large amounts of gaseous and liquid media, consuming a large amount of energy and releasing many harmful substances into the environment. The devices for carrying out these processes are generally bulky and with high metal consumption requirements. In order to reduce energy losses and financial costs and reduce pollutant emissions into the surrounding area. the environment is still looking for the possibility of improving the catalytic process and the apparatus for carrying it out. Usually heterogeneous catalysis processes are performed in axial or radial type devices.

Přístroj axiálního typu, například reaktor na syntézu amoniaku, obsahuje vertikálně postavený válcovitý pláší s přívodním hrdlem syntézního plynu upevněným ha spodku pláště a s výstupním hrdlem reakčního plynu /GB-A č.1194259/· Uvnitř pláště je podél jeho podélné osy uspořádán prstencovitý díl tak, že mezi jeho vnějším povrchem a vnitřním povrchem pláště je vytvořen prstencovitý prostor, spojený s přívodním hrdlem pro plyn. Vnitřní dutina prstencovitého dílu je izolována od prstencoví- 2 tého prostoru a je spojena s mezijprostorem mezi trubkami výměníku tepla, který je připevněn k prstencovitému dílu a je umístěn v horní části pláště. Dutina prstencovitého dílu, ve známém provedení, je rozdělena čtyřmi perforovanými dělícími stěnami do čtyř sekcí. Na každou dělící stěnu je nanesena vrstva zrnitého katalyzátoru.V podélné ose pláště je uspořádána trubka, která je na jednom, konci spojena s dutinou prstencovitého dílu, který je umístěn pod poslední sekcí ve směru pohybu reakčního plynu a na druhém konci je spojena s trubkovým prostorem výměníku tepla. V horní části pláště jsou uspořádána hrdla pro přívod kalícího a syntézního plynu, kde každé hrdlo je spojeno se sekcí v oblasti nad katalyzátorem ve směru pohybu syntézního plynu. Proud syntézního plynu vystupuje J2 přívodního hrdla a_vstupuje__do prštenc.ovitého_pr.o.storu________ a potom co projde prostorem mezi trubkami výměníku tepla, se ohřívá reakčním· plynem proudícím z přístroje trubkovým prostorem výměníku tepla. Potom ohřátý syntézníjplýn projde postupně Čtyřmi sekcemi sehoraydolů, kde v každé z nich probíhá na katalyzátoru exotermická reakce syntézy amoniaku. K dosažení maximálního obsahu amoniaku v reakčním plynu, je nutné odvádění reakčního. tepla, které se zajišíuje přiváděním kalícího plynu hrdly v každé sekci v oblasti nad katalyzátorem. Ohraničený rozměr průřezu pláště, podmíněný možnostmi jeho výroby a přepravy a dále vysoký průtok syntézního plynu·, který je podmíněn výkonem přístroje, způsobují vysoké lineární rychlosti při pohybu syntézního plynu zrnitou vrstvou a vysoký hydraulický odpor vrstvy, což vyžaduje vyšší energetické náklady a vynucuje si použití hrubozrnného katalyzátoru, který má malý povrch pro vzájemné působení se syntézním plynem. Takováto konstrukce přístroje má snížený stupeň pracovní účinnosti, způsobený zředěním reakčního plynu kalícím plynem, což snižuje obsah amo,niaku v reakčním plynu.An axial type apparatus, such as an ammonia synthesis reactor, comprises a vertically-cylindrical casing with a synthesis gas inlet fixed at the bottom of the casing and a reaction gas outlet port (GB-A No. 1194259). that an annular space is formed between its outer surface and the inner surface of the housing, connected to the gas inlet port. The inner cavity of the annular member is insulated from the annular space and is connected to the interspace between the tubes of the heat exchanger, which is attached to the annular member and located at the top of the housing. The cavity of the annular member, in the known embodiment, is divided into four sections by four perforated partition walls. A granular catalyst layer is applied to each partition wall. A longitudinal axis of the housing is provided with a tube which at one end is connected to a cavity of the annular portion which is located below the last section in the direction of reaction gas movement and at the other end is connected to the tubular space. heat exchanger. In the upper part of the housing there are arranged orifices for the supply of quenching and synthesis gas, wherein each orifice is connected to a section in the region above the catalyst in the direction of movement of the synthesis gas. Synthesis gas stream exits the inlet mouth 2 J a_vstupuje__do prštenc.ovitého_pr.o.storu ________, and then it passes through the space between the tubes of the heat exchanger is heated by the reaction gas flowing from the · device of the heat exchanger tube. Thereafter, the heated synthesis gas is passed sequentially through the four sections of sehoraydols, where an exothermic reaction of the ammonia synthesis takes place in each of them on the catalyst. To achieve the maximum ammonia content in the reaction gas, it is necessary to remove the reaction. of heat, which is provided by supplying the quenching gas through the orifices in each section in the region above the catalyst. The limited cross-sectional dimension of the casing, due to its manufacturing and transport possibilities, and the high flow rate of the synthesis gas, which is conditioned by the performance of the apparatus, cause high linear velocities in synthetic gas movement through the granular layer and high hydraulic resistance of the layer. a coarse-grained catalyst having a small surface area to interact with the synthesis gas. Such a design of the apparatus has a reduced degree of operating efficiency caused by diluting the reaction gas with a quenching gas, which reduces the amoic content of the reaction gas.

Ke snížení hydraulického odporu zrnité vrstvy katalyzátoru je navržen přístroj k provádění katalytického procesu syntézy amoniaku /FH-A, č.1409120/. Tento známý přístroj je tvořen vertikálním válcovitým pláštěm, v jehož vnitřku je uspořádán v podélné ose první prstencovitý díl, vytvořený ve tvaru hrnce,To reduce the hydraulic resistance of the particulate catalyst bed, an apparatus for carrying out the catalytic ammonia synthesis process (FH-A, No. 1409120) is proposed. This known apparatus consists of a vertical cylindrical shell, in the interior of which a first annular portion, in the form of a pot, is arranged in the longitudinal axis,

- 3 který je obrácen ke spodní části vstupního hrdla přívodu syntézního plynu. Vstupní hrdlo je uspořádáno v horní části pláště a je spojeno s prstencovitým prostorem mezi vnitřním povrchem, pláště a vnějším- povrchem prvního prstencovitáho dílu, zatímco v dolní části pláště je uspořádáno výstupní hrdlo* Uvnitř prvního prstencovitáho dílu jsou v jeho podélné ose postupně uspořádány, ve směru proudění syntézního'plynu, trubkový výměník tepla a první perforovaný prstencevitý díl, jehož vnější povrch tvoří s vnitřním povrchem- hrneovitého prstencovitého dílu prstencovitý prostor, který je rozdělen dělící stěnou, která' je kolmá k ose a je připevněná k vnitřnímu povrchu prvního prstencovitáho dílu. Uvnitř prvního perforovaného prstencovitáho dílu’je souose uspořádán druhý perforovaný prstencoví tý díl, který tvoří s vnitřním povrchem prvního perfoteneovitý prostor, který je vyplněn zrnitým' kata·- 3 which faces the bottom of the inlet throat of the synthesis gas supply. The inlet throat is disposed at the top of the housing and communicates with an annular space between the inner surface, the housing, and the outer surface of the first annular portion, while an outlet throat is disposed at the lower portion of the housing. the flow direction of the synthesis gas, the tubular heat exchanger and the first perforated annular part, the outer surface of which forms an annular space with the inner surface of the annular annular part divided by a partition wall perpendicular to the axis and attached to the inner surface of the first annular part . Within the first perforated annular portion, a second perforated annular portion is coaxially disposed and forms, with the inner surface of the first perfothene space, filled with a grained kata.

Xyzátorem a je rozdělen dělícími stěnami na tři sekce:. V podél- m né ose přístroje je uspořádán trubkovitý prvek, který je j^ed' ním koncem spojen s prostorem mezi trubkami výměníku tepla, zatímco. jeho druhý konec je zaslepený, přičemž boční stěny toho- ? to konce jsou perforované. Ke chlazení reakčního plynu výstupupicího z první sekce je přístroj' opatřen nádrží na kalící .plyn, . >·$ spojenou s hrdlem upevněným ke spodní Části hrncovítého -prs- >The xyzizer and is divided by dividing walls into three sections :. In the longitudinal axis of the apparatus there is arranged a tubular element which is connected to the space between the heat exchanger tubes while the other end. its other end is blinded, with the side walls of it? the ends are perforated. To cool the reaction gas exiting the first section, the apparatus is provided with a quenching gas tank. > · $ Coupled to a neck fixed to the bottom of the pot-shaped breast->

tencovitého dílu a ke chlazení plynu vystupujícího ze druhé sekce je přístroj opatřen nádrží na, kalící plyn, spojenou s hrdlem upevněným ke spodní části pláště přístroje. Když je přístroj' v činnosti, proudí syntézní plyn prstencovítým prostorem do prostoru mezi trubkami výměníku tepla, kde se ohřívá tím, že ochlazuje reakční plyn vystupující ze třetí sekce a proudící trubkami výměníku tepla. Ohřátý syntézní plyn prochází perforací v trubkovitém prvku na vrstvu katalyzátoru první sekce a proudí skrz tuto vrstvu v radiálním směru ze středu k okraji.and to cool the gas exiting the second section, the apparatus is provided with a quenching gas tank connected to a neck fixed to the bottom of the apparatus housing. When the apparatus is in operation, the synthesis gas flows through the annular space into the space between the heat exchanger tubes where it is heated by cooling the reaction gas exiting the third section and flowing through the heat exchanger tubes. The heated syngas passes through the tubular element by perforation onto the catalyst section of the first section and flows through the layer in a radial direction from the center to the edge.

Při výstupu z první sekce se reakční plyn ochlazuje kalícím plynem, promíchává, se s ním a dostává, se na vrstvu katalyzátoru druhé sekce, kde proudí skrz tuto vrstvu v radiálním směru od okraje ke středu. Při výstupu ze druhé sekce se reakční plyn ochlazuje kalícím plynem přiváděným ze druhé nádrže, promíchává se s ním a dostává se na vrstvu katalyzátoru ve třetí sekci.Upon exiting the first section, the reaction gas is cooled, quenched, mixed, and passed to the catalyst section of the second section where it flows through the layer in a radial direction from the edge to the center. At the exit of the second section, the reaction gas is cooled with the quenching gas supplied from the second tank, mixed with it and enters the catalyst layer in the third section.

- 4 Směr pohybu plynu v této sekci je radiální od středu k okraji. Reakční plyn vystupující ze třetí sekce proudí do prostoru mezi trubkami výměníku tepla. Tato konstrukce přístroje snížila lineární rychlost pohybu plynu zrnitou vrstvou katalyzátoru, kde důsledkem snížení této rychlosti bylo i snížení hydraulického odporu. Tím bylo umožněno použít jemnozrnného katalyzátoru, což zvýšilo účinnost procesu syntézy. Avšak distribuční křivka lineární rychlosti plynu v radiálním směru má u této? známé konstrukce nerovnoměrný charakter a mění se od maximální hodnoty ve středu vrstvy k minimální hodnotě k okraji vrstvy. Mimo to není optimální rozdělení teplotního pole ve vrstvě katalyzátoru. To všechno snižuje účinné využití katalyzátoru, což všeobecně vede ke zvětšení objemu katalyzátoru i objemu _pří's tro jev Rozředění” reakční hó”pTy nu' kalícím' plynem “snižuje“ obsah amoniaku^reakčnínr plynu na výstupu z přístroje, což snižuje výkon přístroje..- 4 The direction of gas movement in this section is radial from center to edge. The reaction gas exiting the third section flows into the space between the heat exchanger tubes. This design of the device reduced the linear velocity of gas movement through the catalyst granular bed, which also resulted in a reduction in hydraulic resistance. This made it possible to use a fine-grained catalyst, which increased the efficiency of the synthesis process. However, the linear gas velocity distribution curve in the radial direction has this? The known construction is uneven in nature and varies from the maximum value in the middle of the layer to the minimum value to the edge of the layer. In addition, the distribution of the temperature field in the catalyst bed is not optimal. All this reduces the efficient use of catalyst, which generally leads to an increase in catalyst volume and volume _ during's tro phenomenon dilutes "reaction ho" PTY nu 'quenching' gas "decreases" the content of ammonia ^ reakčnínr gas at the outlet from the device, which reduces the performance of the instrument ..

Pokusy ke zvýšení pracovního účinku přístroje k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, například syntézy amoniaku, vedly k vytvoření přístroje /viz prospekt firmy TopsčeAttempts to increase the working efficiency of the apparatus for carrying out the catalytic process in a granular layer, such as ammonia synthesis, have led to the creation of the apparatus / see the Topsče leaflet

S-200 proces syntézy amoniaku, obr.3/· Tento přístroj je vytvořen vertikálním válcovitým pláštěm s hrdlem pro.přívod hlavního proudu syntézního plynu, hrdlem pro obtokový přívod plynu a hrdlem pro odvod reakčního plynu. Uvnitř pláště přístroje je v jeho podélné ose uspořádán hrncovitý prstencovítý díl, který je svým dnem obrácen k hrdlu pro přívod hlavního proudu syntézního plynu a je určen k zabránění, přehřátí stěn. pláště přístroje.S-200 Ammonia Synthesis Process, Fig. 3 / · This device is made of a vertical cylindrical shell with a throat for the syngas main stream, a bypass gas throat and a reaction gas throat. A pot-shaped annular part is arranged inside the housing of the apparatus in its longitudinal axis, which faces the bottom of the syringe for supplying the main syngas stream and is intended to prevent overheating of the walls. instrument housings.

Mezi vnitřním povrchem stěny pláště a vnějším povrchem stěny hrncovitého prstencovitého dílu je vytvořen první prstencovitý prostor, který jé spojen s hrdlem pro přívod hlavního proudu syntézního plynu a s prostorem mezi trubkami prvního trubkového výměníku tepla, který je uspořádán ve známém prstencovitém dílu na straně jeho otevřeného konce. Oblast prostoru trubek výměníku tepla je oddělena dělící stěnou od prostoru určeného k uložení katalyzátoru, kde tato stěna je připevněna k vnitřnímu povrchu prstencovitého dílu. Prostor k uložení katalyzátoru je rozdělen druhou dělicí stěnou na dvě sekce. V každé sekci je soustředně uspořádán vnější a vnitřní perforovaný prstencovitý díl.A first annular space is formed between the inner wall surface of the shell wall and the outer wall surface of the pot-shaped annular panel, which is connected to the main syngas supply port and the space between the tubes of the first tubular heat exchanger arranged in the known annular panel on its open end . The area of the heat exchanger tube space is separated by a partition wall from the catalyst receiving space, which wall is attached to the inner surface of the annular member. The catalyst receiving space is divided into two sections by a second partition wall. In each section an outer and inner perforated annular piece is concentrically arranged.

. 5 V první sekci ve směru pohybu hlavního proudu syntézního plynu je prstencovítý prostor mezi prstencovitými díly ohraničen v axiálním směru dělícími stěnami, z nichž jedna je připevněna k jednomu prstencovítému dílu, jehož stěny jsou neperforované a obklopují vnější perforovaný prstencovitý díl, takže tvoří prstencovitou mezeru, zatímco druhá dělící stěna je připevněna na vnější perforovaný prstenco.vitý díl. V ose přístroje je uspořádán druhý trubkový výměník tepla, který je umístěn v prázdném prostoru vnitřního perforovaného prstencovítého dílu. Trubkový prostor druhého výměníku tepla je _ spojen,: s hrdlem pro obtokový přívod plynu pomocí potrubí procházejícího otvorem v dělící stěně a rovněž s prstencovitou mezerou.. Prostor mezi trubkami druhého výměníku tepla je spojen s prázdným prostorem vnitřního perforovaného prstencoví tého dílu, který je spájen s prstene ovitým prostorem mezi vnitřní stěnou hrncoví tého „„prstencoví tého dílu á vnějším povrchem prstencovítého dílu, jehož stěny jsou neperforované. Prstencovitý prostor mezi vnějším a vnitřním perforovaným prstencovitým dílem první a druhé sekce, který je ohraničen dělícími stěnami, je vyplněn zrnitým katalyzátorem. Trubkový prostor· prvního výměníku tepla je spojen, s prázdným prostorem vnitřního perforovaného prstencovitého dílu druhé sekce a sjpotrubím pro odvod reakčrrího plynu. Když- je přístroj' v Činnosti, proudí syntézní plyn prvním prstencoví tým prázdným' prostorem a dostane se do prostoru'mezi trubkami prvního výměníku tepla, kde se ohřívá, teplem odcházejícího reakčního plynu. Syntézní plyn ohřátý v prvním výměníku se promíchává s plynem z obtokového přívodu a vstupuje potrubím do první sekce. Do trubkového prostoru druhého výměníku tepla proudí- rovněž plyn z obtokového přívodu, který se ohřívá a promíchává se s hlavním proudem syntézního plynu. Smíchaný proud plynu proudí v radiálním směru vrstvou zrnitého; katalyzátoru z okraje ke středu a proudí do prostoru mezi trubkami druhého výměníku tepla, takže zahřívá proud plynu z obtokového přívodu proudícího trubkami výměníku. Ochlazený reakční plyn opustí první sekci a dostává se do vrstvy zrnitého katalyzátoru ve druhé sekci. Reakční plyn proudí vrstvou katalyzátoru v radiálním směru z okraje ke středu a proudí do trubkového prostoru prvního vý- β měníku tepla, odkud je odváděn ven z přístroje. Distribuční křivka lineární rychlosti proudu plynu v radiálním směru zůstává v uvedené konstrukci nerovnoměrná a mění se od maximální hodnoty ve středu vrstvy k minimální hodnatě k okraji vrstvy, což zmenšuje koeficient využití objemu katalyzátoru. Okolnost, Se neexistuje odvod tepla ve vrstvě zrnitého katalyzátoru, vede ke zvýšení teploty plynu na výstupu z vrstvy, čoš snižuje koncentraci amoniaku- v reakčnínr plynu.. In the first section in the direction of movement of the main syngas stream, the annular space between the annular portions is limited in the axial direction by the partition walls, one of which is fixed to one annular portion whose walls are perforated and surround the outer perforated annular portion to form an annular gap. while the second partition wall is attached to the outer perforated ring. A second tubular heat exchanger is arranged in the axis of the apparatus and is located in the empty space of the inner perforated annular part. The tubular space of the second heat exchanger is connected to the bypass gas inlet by means of a pipe passing through the opening in the partition wall and also to the annular gap. The space between the tubes of the second heat exchanger is connected to the empty space of the inner perforated annular piece. with an annular space between the inner wall of the pot of the annular part and the outer surface of the annular part whose walls are unperforated. The annular space between the outer and inner perforated annular portions of the first and second sections, which is bounded by the partition walls, is filled with a granular catalyst. The tubular space of the first heat exchanger is connected, with the void space of the inner perforated annular portion of the second section, and with the duct for discharging the reaction gas. When the apparatus is in operation, the synthesis gas flows through the first annular team through the empty space and enters the space between the tubes of the first heat exchanger where it is heated, the heat-exiting reaction gas. The synthesis gas heated in the first exchanger is mixed with the bypass gas and enters the first section through a conduit. Gas from the bypass line also flows into the tubular space of the second heat exchanger, which is heated and mixed with the main syngas stream. The mixed gas stream flows in a radial direction through the granular layer; The catalyst flows from edge to center and flows into the space between the tubes of the second heat exchanger so as to heat the gas stream from the bypass inlet flowing through the tubes of the exchanger. The cooled reaction gas leaves the first section and enters the granular catalyst layer in the second section. The reaction gas flows through the catalyst bed in a radial direction from the edge to the center and flows into the tubular space of the first heat exchanger, where it is discharged from the apparatus. The linear gas flow velocity distribution curve in the radial direction remains uneven in the structure and varies from the maximum value at the center of the layer to the minimum value at the edge of the layer, reducing the catalyst utilization coefficient. The fact that there is no heat transfer in the bed of particulate catalyst, leads to the increase of gas temperature at the outlet of the layer, COS reduces ammonia concentration - in reakčnínr gas.

Cíl vynálezuOBJECT OF THE INVENTION

Cílem vynálezu je vytvořit přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, jehož konstrukční provedení by .zarač'iladprede.psano.u_disir.£buční Jkř-iv.ku-.-lineární-rychIoati~prou du média v zrnité vrstvě při zachování nízkého hydraulického odporu, zrnité vrstvy katalyzátoru a při použití jemnozrnného ka tylyzátoru.It is an object of the present invention to provide an apparatus for carrying out a catalytic process in a granular layer, the construction of which is designed to provide a linear flow rate of the medium in the granular layer while maintaining a low hydraulic pressure. resistance, a granular catalyst layer, and a fine-grained catalyst.

Podstata ;, vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedený problém je vyřešen přístrojem; k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě ob sáhu ji cím.·.; válcovitý plášť s hrdly pro přiváděné a odváděné médium, kde uvnitř pláště je v podélné ose uspořádán první perforovaný prstencovítý díl tak, že mezi jeho vnějším povrchem a vnitřním povrchem pláště je vytvořen první prstencovitý prostor, dvě dělící stěny, které rozdělují vnitřní prostor pláštá na oblasti pro vstup a výstup média, přičemž jedna dělící stěna je připevněna k plášti, zatímco druhá, která je neprůchodná', je připevněna k prvnímu perforovanému prstencovitému dílu a přičemž v prvním perforovaném prsten covitém dílu je soustředně uspořádán druhý perforovaný prstencovitý díl, který je spojen s první dělicí stěnou tak, že mezi vnějším povrchem druhého perforovaného prstencovítého dílu a vnitřním povrchem prvního perforovaného prs.tencovitého dílu je vytvořen prstencovitý prostor, který je vyplněn zrnitým materiálem tvořícím vrstvu, a který je ohraničen v axiálním směru, podle vynálezu, jehož podstatou je, že uvnitř druhého prs- 7 tencovitého prostoru mezi dělícími stěnami je uspořádán prostře dek k vytvoření alespoň jednoho kanálu v zrnité vrstvě, v jehož libovolném průřezu, který je kolmý ke směru pohybu proudu média má médium· předepsanou rychlost.This problem is solved by the apparatus; for carrying out the catalytic process in the granular layer containing it. cylindrical casing with inlet and outlet media, wherein a first perforated annular portion is disposed within the casing in a longitudinal axis such that a first annular space is formed between its outer surface and the inner surface of the casing, two dividing walls dividing the inner space of the casing into for the inlet and outlet of the medium, one partition wall being attached to the housing, while the other, which is impermeable, is attached to the first perforated annular panel and wherein a second perforated annular panel is concentrically arranged in the first perforated annular panel which is connected to a first partition wall such that an annular space is formed between the outer surface of the second perforated annular panel and the inner surface of the first perforated annular panel, which is filled with a layered granular material and which is bounded by an ax According to the invention, the principle is that, within the second annular space between the dividing walls, a blanket is arranged to form at least one channel in the granular layer, in which any cross-section perpendicular to the direction of movement of the medium has a medium. prescribed speed.

Takovéto konstrukční vytvoření přístroje k provádění'katalytického procesu v zrnité vrstvě zaručuje předepsanou lineární rychlost proudu média. Záruka stálé rychlosti média v jakémkoliv průřezu kanálu, kolmém ke směru pohybu proudu média přispívá k rovnoměrnému rozdělení média v zrnité vrstvě, což zvyšuje účinnost využití zrnité vrstvy. To vede buď ke zvýšení výkonu přístroje při jeho nezměněném rozměru nebo. ke zmenšení objemu zrnité vrstvy a následně ke Zmenšení rozměrů přístroje při předepsaném výkonu. Přístrojem podle vynálezu je možné provádět. katalytický proces v zrnité vrstvě v nestacionárním režimu podle daného zákona změny lineární rychlosti proudu média, takovým provedením kanálu, jehož průřezy kolmá ke směru, pohybu proudu média zaručují dodržení daného zákona změny rychlosti! Takový tvar bočních stěn kanálu vytváří spirálovitý kanál, u kterého je zaručena předepsaná rychlost průtoku· proudu média celou tloušťkou zrnité vrstvy. Spirálovitý tvar kanálu přispívá k účinnému využití celého objemu zrnitého: materiálu. Vytvoření několika spirálovitých kanálů uvnitř druhého prstencovitého prostoru zvětšuje průtokový průřez přístroje při jeho předepsaném vnějším rozměru v důsledku celkového součtu průtokových průřezů kanálů* Provedení každého spirálovitého kanálu s konstatntním průřezem ve směru pohybu proudu média zaručuje prakticky rovnoměrnou rychlost média v zrnité vrstvě. Tato: konstrukce přístroje zaručuje rovnoměrné rozdělení média v zrnité vrstvě v důsledku týchž podmínek jeho. vstupu do kanálů a v důsledku zamezení přetékání proudu média s jednoho kanálu do druhého. Je možné, aby každá stěna kanálu byla vytvořena z plochého listového materiálu. Taková konstrukce přístroje je vhodná k jeho použití v adiabatickém katalytickém procesu, například při oxidaxi oxidu siřičitého ve výrobě kyseliny sírové /druhý stupeň/, při procesu adsorbce například dusíku se vzduchu, procesu filtrace například vody a j. Je účelné, když každá stěna kanálu tvoří výměníkovou plochu, vytvořenou trubkovitými prvky, které jsou svými vstupy spojeny se vstupním kolektorem spojeným se zdrojem teplonosného média, zatímco svými výstupy jsou spojeny s výstupním kolektorem teplonosného média, přičemž vstupní a výstupní kolektor teplonosného média je spojen s pláštěm přístroje. Toto konstrukční provedení stěn kanálů zaručuje zachování optimálního teplotního režimu katalytického procesu, doprovázeného buď odváděním tepla při exotermické reakci nebo přívodem tepla při endotermické reakci. Při horizontálním uspořádání trubkovitých prvků, které' tvoří stěnu kanálu, se může zařídit protisměrný nebo stejnosměrný pohyb proudů zpracovávaného média a teplonosného média,., což zaručuje optimalizaci teplotního režimu předepsaného procesu. Při provádění katalytického procesu při konstantní teplotě jsou trubkovité prvky.stěnSuch a construction of the apparatus for carrying out the catalytic process in the granular layer guarantees a prescribed linear velocity of the medium flow. Guaranteeing a constant velocity of the medium in any channel cross section perpendicular to the direction of movement of the medium stream contributes to an even distribution of the medium in the granular layer, which increases the efficiency of the use of the granular layer. This either leads to an increase in the performance of the device with its unchanged size or. to reduce the volume of the granular layer and subsequently to reduce the dimensions of the device at the specified power. The apparatus according to the invention can be carried out. The catalytic process in the granular layer in non-stationary mode according to the law of the change of linear velocity of the medium flow, such a design of a channel whose cross-sections perpendicular to the direction of movement of the medium flow guarantees compliance with the given law of velocity! Such a shape of the side walls of the channel forms a spiral channel in which the prescribed flow rate of the medium stream through the entire thickness of the granular layer is guaranteed. The spiral shape of the channel contributes to efficient use of the entire volume of the granular material. The formation of several helical channels within the second annular space increases the flow cross section of the device at its prescribed external dimension due to the total sum of the flow cross sections of the channels. This: the construction of the device guarantees an even distribution of the medium in the granular layer due to the same conditions of its. entering the channels and, as a result, preventing the flow of media from one channel to another. It is possible for each channel wall to be formed from a flat sheet material. Such a design of the apparatus is suitable for use in an adiabatic catalytic process, for example in sulfur dioxide oxidax in the production of sulfuric acid (second stage), in a process of adsorption of e.g. nitrogen from air, a filtration process of eg water and others. a heat exchanger surface formed by tubular elements which are connected to the inlet collector connected to the heat transfer medium source by their inputs, while the outlets are connected to the heat transfer medium output collector, the inlet and outlet heat transfer medium collectors being connected to the housing. This design of the channel walls ensures that the optimum temperature regime of the catalytic process is maintained, accompanied either by the dissipation of heat during the exothermic reaction or by the heat supply during the endothermic reaction. With the horizontal arrangement of the tubular elements which form the channel wall, the flow of the process medium and the heat transfer medium can be counter-directionally or DC-controlled, thus guaranteeing an optimization of the temperature regime of the prescribed process. When carrying out the catalytic process at a constant temperature, the tubular elements are wall

---------kanálů- uspořádány- vertikálně-.--Zachování' 'konstantní'’teplp.tý pro-- cesu je zajištěno odpařováním teplonosného média v trubkovitých prvcích. Tohoto konstrukčního provedení stěn kanálů se přednostně používá při značném tlakovém spádu mezi teplonosným médiem proudícím v trubkovitých prvcích a mezi médiem proudícím v kanálech zrnitou vrstvou.--------- channels- arranged- vertically-. - -MAINTENANCE 'konstantní''teplp.tý pro- - cesium is ensured by evaporating the heat transfer medium in the tubular elements. This construction of the channel walls is preferably used at a considerable pressure drop between the heat transfer medium flowing in the tubular elements and between the flow medium in the channels through the granular layer.

Při nepatrném tlakovém spádu mezi teplonosným médiem a médiem proudícím zrnitou vrstvou se doporučuje, aby každá stěna tvořila výměníkovou plochu, která má skříňovitý průřez v rovině procházející poloměrem zakřivení stěny rovnoběžně s podélnou osou přistrojila která' je spojená se vstupním a výstupním kolektorem, z nichž každý je připevněn na jednu ze dvou uvedených dělících stěn a je uspořádán rovnoběžně s podélnou osou přístroje. Takové konstrukční provedení stěn kanálů zaručuje,.při jejich jednoduché výrobě, snížení hydraulického odporu proti proudu teplonosného média při vysokém součiniteli přestupu tepla mezi teplonosným médiem a médiem proudícím zrnitou vrstvou.With a slight pressure drop between the heat transfer medium and the flowing granular layer, it is recommended that each wall form a heat exchanger surface having a box-like cross section in a plane passing through the radius of curvature of the wall parallel to the longitudinal axis. it is fixed to one of the two said partitions and is arranged parallel to the longitudinal axis of the apparatus. Such a design of the walls of the ducts guarantees, in their simple manufacture, a reduction in the hydraulic resistance against the flow of the heat transfer medium at a high heat transfer coefficient between the heat transfer medium and the flowing granular layer.

Je žádoucí, když jsou v každém kanále uspořádány alespoň \ dva rozpěrné prvky, z nichž každý zajišťuje stálý průtokový průřez a jsou uspořádány podél poloměru zakřivení stěny, k níž jsou připevněny. Rozpěrné prvky jsou potřebné ke konstrukci stěn přístroje a zaručení jejich předepsaných roztečí před nasypáním zrnitého materiálu. Je žádoucí, když je přístroj opatřen rozpěrnými prvky, které jsou uspořádány mezi delšími stěnamiDesirably, at least two spacer elements are provided in each channel, each providing a constant flow cross section and arranged along the radius of curvature of the wall to which they are attached. Spacing elements are needed to construct the walls of the machine and to guarantee the prescribed spacing of the granular material. Desirably, the apparatus is provided with spacer elements which are arranged between the longer walls

- 9 skříňovitého průřezu a jsou připevněny alespoň k jedné' z delších stran skříňovitého průřezu. Nutnost použití těchto prvků je podmíněna také zachováním tuhosti stěny, na kterou působí tlaková síla vrstvy zrnitého materiálu. Bozpěrne prvky v dutině stěny rozvíří proud teplonosného média proudícího, touto dutinou, což zlepšuje přestup tepla z teplonosného média do média proudícího zrnitou vrstvou.9 are box-shaped and are attached to at least one of the longer sides of the box-shaped cross-section. The necessity of using these elements is also conditioned by maintaining the stiffness of the wall on which the compressive force of the layer of granular material acts. The support elements in the wall cavity swirl the flow of heat transfer medium flowing through the cavity, which improves the heat transfer from the heat transfer medium to the granular flow medium.

Je účelné, když povrch prvního perforovaného prstencovitého ' dílu tvoří v rozvinuté ploše pravoúhlý rovnoběžník se vzájemně střídavě uspořádanými perforovanými a neperforovanými pásky, * které jsou uspořádány podél tvořící křivky prstencovitého dílu, přičemž oblast prstencovitého dílu š neperforovanými pásky přiléhá ke stěně kanálu, zatímco druhou stranou je obrácena ve směru zvětšení poloměru zakřivení stěny a přičemž počet neperforovaných pásků má být týž jako počet stěn kanálů. Toto konstrukJř ční provedení prvního perforovaného prstencovitého dílu zvyšune stupen využití zrnitého materiálu v důsledku prodloužení doby ^trvání média v zrnité vrstvě prodloužením dráhy, kterou médium. prochází mezi druhým perforovaným prstencovitým dílem a prvním perforovaným prstencovítým dílem.Suitably, the surface of the first perforated annular portion forms a rectangular parallelepiped with alternately disposed perforated and non-perforated strips in the deployed area, which are arranged along the forming curve of the annular portion, the region of the annular portion with the non-perforated strips is reversed in the direction of increasing the radius of curvature of the wall and wherein the number of non-perforated strips is to be the same as the number of channel walls. This construction of the first perforated annular member will increase the degree of utilization of the granular material due to the increase in the duration of the medium in the granular layer by extending the path through which the medium. extending between the second perforated annular panel and the first perforated annular panel.

Doporučuje se, uspořádat v každém kanálu spirálovitý hřeben, který je po délce kanálu připevněn k jedné z dělících stěn a se stěnami kanálu tvoří labyrintové těsnění. Takové konstrukční provedení přístroje zaručuje nejefektivnější využití zrnité vrstvy po celé délce kanálu, takže je vyloučeno přetékání přiváděného média v radiálním směru pres hranu každé stěny a dělících sten ze vstupní oblasti do výstupní oblasti média.It is recommended to provide a spiral ridge in each channel, which is attached to one of the dividing walls along the length of the channel and forms a labyrinth seal with the channel walls. Such a design of the apparatus guarantees the most efficient use of the granular layer over the entire length of the channel, so that the overflow of the feed medium in the radial direction over the edge of each wall and partition walls from the inlet region to the outlet region of the medium is avoided.

Přístroj vytvořený podle vynálezu k provádění katalytického procesu, například syntézy amoniaku, dosahuje při předepsaném výkonu asi dvojnásobně zmenšeného vnějšího rozměru nebo zaručuje při zachování původního vnějšího rozměru asi dvojnásobné zvýšení výkonu při výrobě amoniaku.An apparatus designed according to the invention for carrying out a catalytic process, for example ammonia synthesis, achieves an approximately twice the external dimension at a prescribed power output, or guarantees an approximately 2-fold increase in the ammonia production power while maintaining the original external dimension.

Přístroj vytvořený podle vynálezu k provádění katalytického procesu umožňuje provádět proces parní a parovzdušné konverze uhlovodíků za použití jemnozrnnéhc katalyzátoru o velikosti zrn 2 až ó mm při smešení finančních nákladů asi pětinásobně a redukování imisí škodlivých látek do okolního prostředí asi deset až dvacetinásobně.The apparatus according to the invention for carrying out the catalytic process makes it possible to carry out the steam and steam-air conversion process of hydrocarbons using a fine-grained catalyst having a grain size of 2 to 6 mm at a cost of about five times and reducing pollutant emissions to the environment by about ten to twenty.

Přístroj' podle vynálezu k provádění katalytického procesu přináší možnost provádění procesu oxidace oxidu siřičitého ve výrobě kyseliny sírové za přítomnosti jemnozrnného katalyzátoru o velikosti zrn od 1,0 do 10 mm při zaručení stupně celkové oxidace plynu na 99,9%.The catalyst apparatus of the present invention provides the possibility of carrying out a sulfur dioxide oxidation process in the production of sulfuric acid in the presence of a fine-grained catalyst having a particle size of from 1.0 to 10 mm while guaranteeing a degree of total gas oxidation of 99.9%.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Další cíle a výhody vynálezu jsou zřetelné z následujících konkrétních příkladů provedení a přiložených výkresů, kde na obr. 1 je v podélném řezu znázorněn přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, podle vynálezu, například k prováděni druhého ..stádia oxidace _oxidu_siři čijtého ve výrobě kyseliny sírové, na obr.2 je řez podle přímky II-II z obr.1, ha obr.3 je pohleď ve směru šipky A z obr.2, na obr.4 je v izometrickém zobrazení a částečném řezu znázorněn přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě,podle vynálezu, například k provádění syntézy amoniaku, na obr.5 je znázorněn v podélném řezu přístroj k provádění syntézy amoniaku, podle vynálezu, na obr.6 je řez podle přímky VI-VI z obr.5, na obr.7 je řez podle přímky VII-VII z obr.6, ve zvětšeném měřítku, na obr.8 je znázorněn pohled ve směru šipky 3 v rozvinuté ploše,ve zmenšeném měřítku, naobr.9 je v podélném řezu schematicky znázorněn přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, podle vynálezu, například k provádění parní konverze oxidu uhelnatého, na obr.10 je řez podle přímky X-X z obr.9, na obr.11 je znázorněn pohled ve směru šipky C z obr.l0 v rozvinuté ploše a na obr.12 je řez podle přímky XII-XII z obr.l1, ve zvětšeném měřítku.Further objects and advantages of the invention will become apparent from the following specific embodiments and the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a longitudinal section of an apparatus for carrying out a catalytic process in a granular layer according to the invention, for example to carry out a second stage of oxidation of sulphide Fig. 2 is a section along line II-II in Fig. 1, and Fig. 3 is a view in the direction of the arrow A in Fig. 2; 5 shows a longitudinal section of the ammonia synthesis device according to the invention; FIG. 6 is a section along line VI-VI in FIG. 5; 7 is a sectional view along the line VII-VII in FIG. 6, on an enlarged scale, FIG. 8 shows a view in the direction of the arrow 3 in the deployed area, on a reduced scale, of FIG. Fig. 9 is a longitudinal cross-sectional view of an apparatus for carrying out a catalytic process in a granular layer according to the invention, for example, for the conversion of carbon monoxide; Fig. 10 is a sectional view taken along line XX of Fig. 9; in the direction of the arrow C of FIG. 10 in the deployed area, and in FIG. 12 is a cross-section along the line XII-XII of FIG.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Přístroj k provádění katalytického procesu v 2rnité vrstvě, podle vynálezu, například druhého stádia oxidace oxidu siřičitého ve výrobě kyseliny sírové, obsahuje vertikální válcovitý plášt /obr.l/ s horním eliptickým dnem 2_i na němž je připevněno přívodní hrdlo 2 pro.přiváděné médium , například sirný plyn, se spodním eliptickým dnem 4, na němž je připevněno výstupní hrdlo χ pro odváděné médium, například reakční plyn. Uvnitř pláště χ je v jeho podélné ose soustředně uspořádán první perforovaný prstencovitý díl 2 a druhý perforovaný prs.tencovitý díl 7. Mezi vnitřním bočním povrchem pláště χ a vnějším bočním povrchem prvního perforovaného prstencovitého dílu _5 je vytvořen první prstencovitý prostor 8. Mezi vnitřním povrchem prvního perforovaného prstencovitého dílu 6 a vnějším povrchem druhého perforovaného prstencovitého dílu 7 je vytvořen druhý prstencovitý prostor 9j určený k vyplnění zrnitým materiálem, například katalyzátorem oxidace oxidu siřičitého. Velikost zrn katalyzátoru je 1,0 až 10 mm. V axiálním směru je první prstencovitý prostor 8 a druhý prstencovitý prostor 9 ohraničen na straně výstupního hrdla 2 první dělící stěnou 10 a na straně přívodního hrdla 2 je druhý prstencovitý prostor 9 ohraničen druhou dělící stěnou χχ. Uvnitř druhého perforovaného prstencovitého dílu 7 je vytvořen vnitřní válcovitý prostorThe apparatus for carrying out the catalytic process in a 2-layer layer according to the invention, for example the second stage of sulfur dioxide oxidation in the production of sulfuric acid, comprises a vertical cylindrical shell (FIG. 1) with an upper elliptical bottom 21 on which Sulfur gas, with a lower elliptical bottom 4, on which an outlet throat χ for a discharge medium, for example reaction gas, is attached. A first perforated annular portion 2 and a second perforated breast-shaped portion 7 are concentrically disposed within its longitudinal axis χ. A first annular space 8 is formed between the inner side surface of the housing χ and the outer side surface of the first perforated annular portion 5. Between the inner surface of the first and a second annular space 9j is formed to be filled with a granular material, for example a sulfur dioxide oxidation catalyst, and an outer surface of the second perforated annular panel 7 is formed. The catalyst grain size is 1.0 to 10 mm. In the axial direction, the first annular space 8 and the second annular space 9 are delimited on the outlet throat side 2 by a first partition wall 10 and on the inlet throat side 2 the second annular space 9 is delimited by a second partition wall χχ. An inner cylindrical space is formed within the second perforated annular portion 7

X?, který je spojen se spodním prostorem χχ, vytvořeným mezi první dělící stěnou 10 a spodním eliptickým dnem 4, zatímco první prstencovitý prostor 8 je spojen s horním prostorem;14, vytvořeným mezi druhou dělící stěnou 11 a horním eliptickým dnem 2. Ve druhém prstencovitém prostoru 9 je uspořádán prostředek χχ /obr.2/ k vytvoření kanálů 16 ve druhém prstencovitém prostoru 9,» přičemž v každém libovolném průřezu každého kanálu, kolmém ke směru pohybu proudu média., má médium· předepsanou rychlost.. Stěny 17 každého kanálu 16 mají v rovině kolmé k podélné ose O^-O^ přístroje tvar ploché' spirály, stočené' kolem bodu ležícího na podélné ose 01-0a jsou ohraničeny příslušnými kružnicemi prvního a druhého perforovaného prstencovitého dílu 2 a 7. Tímto způsobem jsou ve druhém prstencovitém prostoru vytvořeny spirálovité kanály 1 6, které jsou vyplněny katalyzátorem·. Reakce oxidace oxidu siřičitého na oxid sírový ve druhém oxidačním stádiu probíhá za nepatrného vývinu tepla, protože v sirném plynu je obsaženo nepatrné množství oxidu siřičitého. Proces probíhá bez· odvádění reakčního tepla z reakční oblasti, proto je každá stěna 17 provedena ž neperforovaného plochého listového materiálu. Pro efektivnější využití kataly12 zátoru 18, který přiléhá na vnitřní povrch prvního perforovaného prstencovitého dílu 6,tvoří tento díl v rozvinuté ploše pravoúhlý rovnoběžník se vzájemně střídavě uspořádanými perforovanými pásky 6'a /obr.3/ a neperforovanými pásky 6b., které jsou uspořádány podél tvořící křivky prstencovitého dílu 6. Oblast prvního prstencovitého dílu 6 s neperforovanými pásky 6Ϊ) přiléhá ke stěně 17' kanálu 1 6 tak, že tvoří pokračování této stěny 17 ve směru pohybu proudu média.X 1, which is connected to the lower space χχ formed between the first partition wall 10 and the lower elliptical bottom 4, while the first annular space 8 is connected to the upper space ; 14, formed between the second partition wall 11 and the upper elliptical bottom 2. In the second annular space 9, means 10 are provided for forming channels 16 in the second annular space 9, wherein in any arbitrary cross-section of each channel perpendicular to the direction movement of the fluid flow., the medium has a prescribed speed .. · the walls 17 of each channel 16 are in a plane perpendicular to the longitudinal axis O ^ ^ O devices form a flat 'spiral twisted' around a point lying on the longitudinal axis of 0 1 are bounded by respective -0a In this way, spiral channels 16 are formed in the second annular space and are filled with catalyst. The reaction of the oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide in the second oxidation stage takes place with little heat generation, since a small amount of sulfur dioxide is contained in the sulfur gas. The process proceeds without removing the heat of reaction from the reaction region, therefore each wall 17 is made of a non-perforated sheet material. For more efficient use of the catalytic converter 12 that abuts the inner surface of the first perforated annular portion 6, it forms a rectangular parallelogram in the deployed area with mutually aligned perforated strips 6'a (FIG. 3) and non-perforated strips 6b, which are arranged along The region of the first annular panel 6 with the non-perforated strips 6 ') abuts the wall 17' of the channel 16 so as to form a continuation of this wall 17 in the direction of movement of the medium stream.

Při provádění procesu druhého stádia oxidace oxidu siřičitého v přístroji podle vynálezu vchází ohřátý sirný plyn přes přívodní hrdlo 3. do horní části přístroje do horního prostoru J_4, odkud proudí do prvního prstencovitého prostoru 8,po projití otvory prvního perforovaného prstencovitého dílu 6 se dos.ta._ne...do_.vrstvy...kataly.z0to.ru._18 _umis.těného._v.e.-.s.pir.ól.ovitých kaná......In the second stage oxidation process of the sulfur dioxide in the apparatus according to the invention, heated sulfur gas enters the upper part of the apparatus through the inlet neck 3 into the upper space 14, from where it flows into the first annular space 8. ._ne ... do_.layers ... kataly.z0to.ru._18 _umis.těného._v.e .-. s.pir.ó.ov.chových channels ......

lech 16. Ra katalyzátoru 18 se uskutečňuje oxidace oxidu siřičitého. Proud sirného plynu; proudí v kanálech 16 katalyzátorem 18 prakticky stejnoměrnou rychlostí, což dovoluje jeho' účinnější využití. Reakční plyn získaný oxidační reakcí oxidu siřičitého vystupuje z kanálů 16, prochází druhým perforovaným prstencovitým dílem £ a dostává se do vnitřního válcovitého prostoru 12 a do spodního prostoru 13 a odvádí se z přístroje výstupním hrdlem 2· Taková konstrukce přístroje zaručuje stupeň oxidace sirného plynu na 98%, při celkovém stupni oxidace oxidu siřičitého 99,90 až 99,99% a použití katalyzátoru ve velikosti granulí 2,4 mm- vyvine hydraulický odpor asi 40 mm vodního sloupce při zmenšení vnějšího rozměru přístroje asi dvakrát proti existujícím' přístrojům.The catalyst 18 undergoes oxidation of sulfur dioxide. Sulfur gas stream; flow in the channels 16 through the catalyst 18 at a virtually uniform rate, allowing it to be used more efficiently. The reaction gas obtained by the oxidation reaction of the sulfur dioxide exits the channels 16, passes through the second perforated annular portion 6 and enters the inner cylindrical space 12 and the lower space 13 and is discharged from the apparatus through the outlet port 2. %, with an overall degree of oxidation of sulfur dioxide of 99.90 to 99.99%, and the use of a 2.4 mm granule catalyst will develop a hydraulic resistance of about 40 mm of water column while reducing the external dimension of the apparatus about twice to existing apparatus.

Přístroj provedený podle vynálezu k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, například syntézy amoniaku, obsahuje vertikální válcovitý vysokotlaký nosný pláží. 19 /obr.5/ s kulovým dnem 20., na němž je připevněno výstupní hrdlo 21 pro odváděné médium, například reakční plyn a s plochým víkem 22, na němž jsT^ripevněna přívodní hrdla pro přiváděné médium, například hrdlo 23 pro přívod hlavního proudu syntézního plynu a hrdlo 24 pro přívod obtokového syntézního plynu. Uvnitř nosného pláště 19 je v jeho podélné ose uspořádáno pouzdro 25., které ohraničuje oblast průběhu reakce syntézy amoniaku a nazývá se koš. Pouzdro 25 vytváří válcovitý obal 25, který je opřenThe apparatus according to the invention for carrying out the catalytic process in a granular layer, for example ammonia synthesis, comprises a vertical cylindrical high-pressure carrier beach. 19 with a spherical bottom 20 on which an outlet orifice 21 for a discharge medium, for example reaction gas, is fixed, and a flat lid 22 on which the inlet orifice for a supply medium, e.g. and a neck 24 for supplying by-pass synthesis gas. A housing 25 is disposed within its longitudinal axis within the support housing 19, which delimits the region of the ammonia synthesis reaction process and is called the basket. The housing 25 forms a cylindrical housing 25 which is supported

- 13 o prstencovitý výstupek 27 umístěný na kulovém dnu 20 nosného pláště 1 9. V boční stěně válcovitého obalu 26 jsou vytvořeny v oblasti je^pření o prstencovitý výstupek 27 rovnoměrně rozdělené průchozí radiální otvory 28. Mezi vnitřním bočním povrchem nosného pláště 19 a vnějším· bočním povrchem válcovitého obalu 26 je vytvořen prstencovitý kanál 29. Válcovitý obal 26 je uzavřen na straně hrdla 23 pro přívod, hlavního proudu syntézního plynu krytem 30 s přírubou 31, na níž' je upevněn elektrický předehr-ívač 32» který zabezpečuje požadovanou teplotu pro začátek katalytické reakce syntézy amoniaku. Válcovitý obal 25' má na straně výstupního hrdla 21 pro odvádění reakčního plynu ploché dno 33, které leží nad radiálními otvory 28 a je připevněno ke stěně válcovitého obalu 26* Ke dnu 33 je připevněna výstupní trubka 34 spojená s, kanálkem výstupního hrdla 21.An annular protrusion 27 located on the spherical bottom 20 of the support sleeve 19 is formed in the side wall of the cylindrical sleeve 26 in the region of which there are uniformly distributed through radial apertures 28 between the inner side surface of the support sleeve 19 and the outer. an annular channel 29 is formed on the side surface of the cylindrical sleeve 29. The cylindrical sleeve 26 is closed on the supply side of the main syngas stream 23 with a flange cover 31 on which the electric preheater 32 is secured to provide the desired temperature for start. catalytic reactions of ammonia synthesis. The cylindrical sleeve 25 'has a flat bottom 33 on the reaction gas outlet side 21, which lies above the radial openings 28 and is attached to the wall of the cylindrical sleeve 26. An outlet pipe 34 connected to the outlet throat channel 21 is attached to the bottom 33.

Uvnitř pouzdra 25' jsou v jeho podélné' ose soustředně uspořádány první perforovaný prstencovitý díl 35' a druhý perforovaný prstencovitý díl 33. Mezi- vnějším bočním povrchem prvního perforovaného prstencovitého dílu 35 a vnitřním bočním povrchem válcovitého obalu 26 je vytvořen první prstencovitý prostor· 37* Mezi vnějším bočním povrchem druhého perforovaného prstencovítého dílu 33 a vnitřním povrchem prvního perforovaného prs.tencovitého dílu 35 je vytvořen druhý prstencovitý prostory^uřčoný k vyplnění zrnitým materiálem, například, katalyzátorem c velikosti zrn 1 až 5 mm, a který je v axiálním.směru ohraničený dvěma dělícími stěnami 39 a 40. Ve druhém prstencovitém prostoru 38 je uspořádán prostředek 41 /obr.6/ k vytvoření kanálů 42 v tomto druhém prstencovitém prostoru 38, přičemž v jakémkoliv průřezu těchto kanálů kolmém ke směru pohybu proudu média, má toto médium předepsanou rychlost. Stěny 43 každého kanálu 42 mají v rovině kolmé na podélnou osu 0^—0^ přístroje tvar ploché spirály stočené kolem bodu ležícího na ose 0^-0^ a jsou ohraničeny příslušnými kružnicemi prvního a druhého perforovaného- prstencovitého dílu 35 a 36. Tímto způsobem je ve druhém prstencovitém prostoru 38 vytvořeno například dvanáct, spirálovitých kanálů, které jsou vyplněny zrnitým materiálem, například katalyzátorem 44. Seakce syntézy amoniaku probíhá za vývinu tepla, které musí být odvedeno k zachování optimální teploty v reakční oblasti, která zajištuje maximální koncentraci amoniaku v reak14 čních plynech. Proto je každá stěna provedena jako- dutá a vytváří výměníkovou plochu, která má skříňovitý průřez a /obr.7/ v rovině, která probíhá poloměrem zakřivení stěny 43 rovnoběžně s podélnou osou 0·)~01 přístroje. Dutý prostor 45 stěny 43 je spojen se vstupním kolektorem’ 46 /obr.5/ a výstupním kolektorem 47 syntézniho plynu. Každý vstupní kolektor 46 je připevněn k dělící stěně 39 a plochému dnu 33 válcovitého obalu 26 a je spojen s dolním prostorem 48 přístroje’, ohraničeným vnitřním povrchem kulového dna 20., plochého dna 33 a vnějším povrchem výstupní trubky 34«Každý výstupní kolektor 47 je připevněn k dělící stěně 40 a je spojen s horním prostorem 49, ohraničeným dělící stěnou 40' a krytem’ 30. Horní prostor 49 je spojen s dutým prostorem 50 druhého perforovaného prstencovitého díluInside the housing 25 ', a first perforated annular portion 35' and a second perforated annular portion 33 are concentrically disposed along its longitudinal axis. A first annular space 37 is formed between the outer side surface of the first perforated annular portion 35 and the inner side surface of the cylindrical container 26. Between the outer side surface of the second perforated annular panel 33 and the inner surface of the first perforated breast-shaped panel 35, a second annular space is formed, which is capable of being filled with a granular material, e.g. In the second annular space 38, means 41 (FIG. 6) are provided to form channels 42 in the second annular space 38, and in any cross-section of these channels perpendicular to the direction of flow of the medium, the medium has a prescribed r speed. The walls 43 of each channel 42 are in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the apparatus 0, in the form of a flat spiral twisted around a point lying on the axis 0 and are delimited by respective circles of the first and second perforated annular portions 35 and 36. for example, twelve, spiral channels are formed in the second annular space 38 and are filled with granular material, for example, catalyst 44. The reaction of the ammonia synthesis takes place under heat generation, which must be removed to maintain optimal temperature in the reaction zone. gases. Therefore, each wall is made hollow to form as-heat transfer surface which has a box-like cross-section and /obr.7/ in a plane which runs the radius of curvature of the wall 43 parallel to the longitudinal axis · 0) 0 ~ 1 unit. The cavity 45 of the wall 43 is connected to the inlet collector 46 and the outlet collector 47 of the synthesis gas. Each inlet collector 46 is attached to the partition wall 39 and the flat bottom 33 of the cylindrical container 26 and is connected to the apparatus bottom 48, bounded by the inner surface of the spherical bottom 20, the flat bottom 33 and the outer surface of the outlet tube 34. fastened to the partition wall 40 and is connected to the upper space 49, bounded by the partition wall 40 'and the cover' 30. The upper space 49 is connected to the hollow space 50 of the second perforated annular piece

3g.V~ dutém prostoru 50 je elektrický, předehřívač 32 a vstupní trubka 57 spojená' s hrdlem 24 pro přivádění obtokového šyntézního plynu. K zaručení stálé rychlosti průtoku proudu plynu spirálovitým kanálem 42, jsou v tomto kanálu například dva rozpěrné prvky 22,/obr.7/, které mají skobovitý tvar a z nichž každý je.připevněn k jedné ze stěn 43 ohraničujích spirálovitý kanál 42. K zaručení tuhosti stěn 43, na které působí tlaková síla vrstvy zrnitého materiálu, jsou mezi delšími stěnami skříňovitého průřezu vytvořeny rozpěrné díly 53, které jsou například vytvořeny zápustkovým kováním a jsou uspořádány šachovnicově. Rozpěrné díly 53 umístěné v dutém prostoru 45 stěny 43 rozvíří proud teplonosného média protékající tímto dutým prostorem, například studený syntésní plyn. To zlesuje přestup tepla z plynu proudícího zrnitou vrstvou na proud studeného syntézniho plynu proudícího dutým prostorem 45 každé stěny 4J. K zabránění přetékání proudu syntézniho plynu z dutého prostoru 50 do dutého prostoru 37 kolem vrstvy katalyzátoru 44, je podél povrchu dělící stěny 39 v každém kanálu 42 uspořádán spirálovitý hřeben 54. Hřeben je pevně připevněn k dělící stěně 39 po délce.kanálu 42 a tvoří se stěnami 43 kanálu 42 labyrintové těsnění. V průběhu práce přístroje nastává ssedání zrnitého materiálu. K zabránění přetékání syntézniho plynu z dutého prostoru 5C do dutého prostoru 37 kolem vrstvy katalyzátoru 44, je podél povrchu dělící stěny 40 v každém kanálu 42 uspořádán spirálovitý hřeben 55. Hřeben je pevně připevněn k dělící stěně 40 po délce kanálu 42 a tvoří se stěnami 43 kanálu 42 labyrintové těsnění.In the cavity 50 there is an electric preheater 32 and an inlet pipe 57 connected to the neck 24 for supplying by-pass shynthesis gas. To ensure a constant flow rate of the gas stream through the spiral channel 42, there are, for example, two spacing elements 22, (Fig. 7), in the channel shape, each of which is fixed to one of the walls 43 bounding the spiral channel 42. To guarantee stiffness In the walls 43 on which the compressive force of the layer of granular material is applied, spacers 53 are formed between the longer walls of the box-like cross-section, which are, for example, formed by die forging and arranged in a checkerboard. The spacers 53 located in the hollow space 45 of the wall 43 vortex the flow of heat transfer medium flowing through the hollow space, for example cold synthesis gas. This decreases the heat transfer from the gas flowing through the granular layer to the cold synthesis gas flow flowing through the cavity 45 of each wall 40. To prevent the synthesis gas stream from flowing from the hollow space 50 into the hollow space 37 around the catalyst layer 44, a spiral ridge 54 is provided in each channel 42 along the surface of the partition wall. The ridge is fixedly attached to the partition wall 39 along the length of the channel 42 and formed. labyrinth seals. During the operation of the device, the grained material is deposited. To prevent synthesis gas from flowing from the hollow space 5C to the hollow space 37 around the catalyst bed 44, a helical ridge 55 is provided in each channel 42 along the surface of the partition wall 40. The ridge is rigidly attached to the partition wall 40 along the length of the channel 42 and forms channel 42 labyrinth seal.

Při provádění procesu syntézy amoniaku v přístroji podle vynálezu se dostává syntézní plyn přívodním hrdlem 23 do horní Části přístroje do prostoru mezi ploché víko 22 vysokotlakého nosného pláště 29 a kryt 30 pouzdra 25·, odkud proudí do prstencovitého kanálu 29 a potom vstupuje průchozími radiálními otvory 28 do· spodního prostoru 48 ohraničeného kulovým dnem 20 vysokotlakého nosného pláště 19 a plochým dnem 33 pouzdra 25· Dále zaplňuje syntézní plyn přes dvanáct vstupních kolektorů 46 vnitřní duté prostory 45 /obr.7/ výměníkových ploch stěn 43., ohřívá se a proudí vý stupni miko I ektory..47' do horního prostoru 49' mezi dělící* stěnou 40 a krytem 30 válcovitého obalu 26, odkud proudí do vnitřního válcovitého prostoru 50, kde se ohřívá tepelem elektrického předehrívače 32'. Ohřátý syntézníIn carrying out the ammonia synthesis process in the apparatus according to the invention, the synthesis gas enters through the inlet neck 23 into the upper part of the apparatus into the space between the flat lid 22 of the high-pressure carrier casing 29 and the casing cover 30, from where it flows into the annular channel 29 and then enters through radial openings 28. into the lower space 48 bounded by the spherical bottom 20 of the high-pressure support shell 19 and the flat bottom 33 of the housing 25; furthermore, the synthesis gas fills through the twelve inlet collectors 46 the internal hollow spaces 45 / FIG. 47 'into the upper space 49' between the partition wall 40 and the cover 30 of the cylindrical casing 26 from where it flows into the inner cylindrical space 50 where it is heated by the heat of the electric preheater 32 '. Warm synthesis

I , plyn ae dostane otvory druhého perforovaného prsteneovitéhď dílu 36 do vrstvy zrnitého katalyzátoru 44a ohřívá ji až naúte-:1, the gas ae enters the apertures of the second perforated annular portion 36 into the granular catalyst bed 44 and heats it up to the inlet.

plotu 'začátku reakce syntézy amoniaku·, a potom se vypne elektrický předehřivač 3.2» Reakce syntézy amoniaku je provázena vývinem tepla, které se odvádí ohříváním syntézního plynu proudícího dutými prostory 45 výměníkových ploch stěn 43,· K dodržení optimální teploty v reakční oblasti, a to v zrnité vrstvě katalyzátoru, se přivádí obtokový syntézní plyn přívodním hrdlem 24 a vstupní trubkou 51 do vnitrního válcovitého prostoru »50, kde dochází ke smíchání obtokového plynu a syntézního ply- nu. Z vnitřního válcovitého prostoru 50 se dostává syntézní plyn druhým perforovaným prstencovitým dílem 36 do spirálovitých kanálů 42, které jsou vyplněny zrnitým katalyzátorem 44. Proud syntézního plynu proudí v kanálech 42 katalyzátorem 44 prakticky stálou rychlostí, což dovoluje jeho účinnější využití. Získaný reakční plyn jako výsledek reakce syntézy amoniaku opustí kanály 42, projde prvním perforovaným prstencovitým dílem 35 a dostane se do prvního prstencovitého prostoru 37, potom proudí do prostoru 39a.ohraničeného dělící stěnou 22) plochým dnem 33 o vnitřním povrchem válcovitého obalu 26, odkud se odvádí z přístroje výstupní trubkou 34 a výstupním hrdlem 21. Popsaná konstrukce přístroje zaručuje dvojnásobné zvýšení výkonu .to 'il při jeho nezměněném vnějším rozměru a při snížení spotřeby kovů asi o 25%.The ammonia synthesis reaction is accompanied by the generation of heat, which is dissipated by heating the synthesis gas flowing through the hollow spaces 45 of the exchange surfaces of the walls 43, to maintain the optimum temperature in the reaction zone, namely In the granular layer of the catalyst, by-pass syringe gas 24 and inlet pipe 51 are fed to the inner cylindrical space 50 to mix by-pass gas and syngas. From the inner cylindrical space 50, the syngas passes through the second perforated annular member 36 into the spiral channels 42, which are filled with the granular catalyst 44. The syngas stream flows in the channels 42 through the catalyst 44 at a practically constant rate, allowing it to be used more efficiently. The reaction gas obtained as a result of the ammonia synthesis reaction leaves the channels 42, passes through the first perforated annular member 35 and reaches the first annular space 37, then flows into the space 39a bounded by the partition 22) by a flat bottom 33 with the inner surface of the cylindrical casing 26. The described construction of the device guarantees a two-fold increase in the power output with its unchanged external dimension and a reduction in metal consumption of about 25%.

Přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, podle vynálezu, například k provádění parní k^gverze oxidu uhelnatého obsahuje vertikální válcovitý pláět^7obr.9/ s horním eliptickým dnem 57, na němž je připevněno přívodní hrdlo 58 pro přiváděné médium:, například konvergovaném plyn tvořený paroplynovou směsí s obsahem oxidu uhlenatého, a rovněž se spodním' eliptickým dnem- 59, na němž je připevněno výstupní hrdlo 6Ό pro odváděné médium, například konvergovaný reakční plyn. Uvnitř vertikálního válcovitého pláště 56 jsou v jeho podélné ose soustředně uspořádány první perforovaný prstencovitý díl a druhý perforovaný prstencovitý díl 62« Mezi vnitřním bočním -povrchem-válcovitého ..pÍáš.t.ě-56-a _vně.j'š.ím...bočním, povrchem prvního perforovaného prsteneovitého dílu 61 je vytvořen první prstencovitý prostor 63. Mezi vnitřním povrchem prvního perforované- ho prstencovítého dílu 61 a vnějším povrchem druhého perforovaného prsteneovitého dílu 62 je vytvořen druhý prstencovitý prostor· 64, určený k vyplnění zrnitým materiálem, například, katalyzátorem panní konverze oxidu uhelnatého. Velikost zrn katalyzátoru je 1 až 5 anr. V axiálním směru je první prstencovitý prostor sj^ďruhý prstencovitý prostor 64 ohraničen na straně výstupního hrdla 60 dělící stěnou 65, zatímco na straně přívodního hrdla 58 je druhý prstencovitý prostor· 64 ohraničen dělící stěnou 66. Uvnitř druhého perforovaného prstencovitého dílu je vytvořen vnitřní, válcovitý prostor 67', spojený se spodním prostorem 68 vytvořeným mezi dělící stěnou 65 a spodním eliptickým dnem 59, zatímco první prstencovitý prostor 63 je spojen s horním prostorem 69 vytvořeným mezi dělící stěnou 66 a herním· eliptickým dnem 57. Ve druhém prstencovitém. prostoru 64 je prostředek 7Ό /obr.10/ k vytvoření spirálovitých kanálů 71 v tomto prostoru 64, přičemž v jakémkoliv průřezu každého kanálu kolmém ke směru pohybu proudu média, má toto médium předepsanou rychlost. Stěny 72 každého kanálu 71 mají v rovině kolmé na podélnou osu Oj-O^ přístroje'tvar ploché spirál;/ stočené kolem bodu ležícího na ose O1 -O1 a jsou ohraničeny příslušnými kružnicemi prvního a druhého perforovaného prstencovitého dílu 61 a 62. Tímto způsobem jsou ve druhém prstenco17 vitém prostoru 54 /obr.9/ vytvořeny kanály 71 /obr.10/, které jsou vyplněny zrnitým materiálem, například katalyzátorem 73.The apparatus for carrying out the catalytic process in a granular layer according to the invention, for example for carrying out the steam conversion of carbon monoxide, comprises a vertical cylindrical sheet 57 with an upper elliptical bottom 57 on which a supply nozzle 58 for feed medium 58, e.g. a gas consisting of a CCGT containing carbon monoxide as well as a lower elliptical bottom 59 on which an outlet port 6Ό for the effluent medium, such as a converged reaction gas, is attached. Within the vertical cylindrical shell 56, a first perforated annular portion and a second perforated annular portion 62 are concentrically disposed along its longitudinal axis between the inner side surface of the cylindrical casing and the outer surface. a second annular space 61 is formed between the inner surface of the first perforated annular panel 61 and the outer surface of the second perforated annular panel 62 to form a second annular space 64 to be filled with the granular material, for example, a catalyst for the viral conversion of carbon monoxide. The catalyst grain size is 1 to 5 anr. In the axial direction, the first annular space with the second annular space 64 is delimited on the outlet throat side 60 by a partition wall 65, while on the side of the inlet throat 58 the second annular space 64 is delimited by the partition wall 66. a space 67 'connected to a lower space 68 formed between the partition wall 65 and the lower elliptical bottom 59, while a first annular space 63 is connected to the upper space 69 formed between the partition wall 66 and the game elliptical bottom 57. In the second annular. The space 64 is a means 7Ό (FIG. 10) for forming the spiral channels 71 in this space 64, wherein at any cross section of each channel perpendicular to the direction of movement of the medium flow, the medium has a prescribed speed. The walls 72 of each channel 71 are in a plane perpendicular to the longitudinal axis O-Oj ^ přístroje'tvar flat spiral; / twisted about a point on the axis O 1 - O 1 and are bounded by respective first and second circles perforated annular parts 61 and 62. This In this manner, channels 71 (FIG. 10) are formed in the second annular space 54 (FIG. 9) and are filled with granular material, for example by the catalyst 73.

Proces katalytické parní konverze oxidu uhelnatého probíhá na katalyzátoru za vývinu tepla. Katalyzátor používaný na konverzi je velice citlivý na přehřátí, proto je nejoptimálnějsi, provádět tento proces izotermicky, t.j. s odváděním tepla při konstatntní teplotě. K tomu účelu je každá stěna 72 provedena z vertikálních trubek 74 prostřídaných vertikálními pruhy/žebry/ 75, které jsou pevně spojeny s trubkami po celé délce/obr li/,například svařením. Vstupy vertikálních trubek 74 každé stěny jsou spejeny na straně dělící stěny 65 se vstupním kolektorem 76. Všechny vstupní kolektory 75 jsou připevněny k dělící stěně 55 a jsou spojeny se společným kolektorem 77, který je spojen s nátrubkem 78 pro přivoď teplonosného média, například vody.. Výstupy vertikálních trubek 74 každé stěny 72 jsou spoje- . · ny na straně dělicí roviny 66 s výstupním kolektorem 78. IřŠech- , ;The process of catalytic steam conversion of carbon monoxide takes place on the catalyst under heat generation. The catalyst used for the conversion is very sensitive to overheating, so it is most optimal to carry out the process isothermally, i.e. with heat removal at a constant temperature. For this purpose, each wall 72 is formed of vertical tubes 74 alternated with vertical strips (ribs) 75 which are rigidly connected to the tubes along their entire length (e.g. by welding). The inlets of the vertical tubes 74 of each wall are coupled on the side of the partition 65 with the inlet collector 76. All inlet collectors 75 are attached to the partition 55 and are connected to a common collector 77 which is connected to a nozzle 78 for supplying heat transfer medium. The outlets of the vertical tubes 74 of each wall 72 are joints. On the side of the dividing plane 66 with the outlet collector 78.

ny výstupní kolektory 78 jsou připevněny k dělící stěně 65 ·>·· a jsou· spojeny se společným kolektorem 22» který je spojen x s výstupním nátrubkem 80 pro výstup teplonosného média, napři- , klad směsi péra-kapalina, z přístroje.The outlet collectors 78 are attached to the partition wall 65 and are connected to a common collector 22 which is connected to the outlet nozzle 80 for exiting the heat transfer medium, for example a spring-liquid mixture, from the apparatus.

Při provádění procesu katalytické parní konverze oxidu uhel- - . natého v přístroji podle vynálezu vstupuje konvergovaný plyn přívodním hrdlem 58 do horní části přístroje do horního prostoru 69 mezi horním eliptickým dnem 57 a dělící stěnou 66, odkud proudí do prvního prstencovitého prostoru 63 a potom otvory prvního perforovaného prstencovitého dílu 61 do vrstvy zrnitého katalyzátoru 73 ve spirálovitých kanálech 71. Na katalyzátoru 73 se uskutečňuje parní, konverze oxidu uhelnatého. Vyvinuté reakční teplo se převádí stěnami vertikálních trub 74 a vertikálními pruhy 75 do vody, která se pohybuje v trubkách 74 zespoda nahoru. Proud konvergovaného plynu se pohybuje v kanálech 71 -katalyzátorem 73 prakticky stálou rychlostí, což umožňuje jeho účinnější využití. Získaný reakční plyn, jako výsledek reakce parní konverze oxidu uhelnatého vystupuje z kanálů 71, prochází druhým perforovaným prstencovítým dílem 52, proudí do vnitřního válcovitého prostoru 67 a do spodního prostoru 68 a odvádí se z přístroje výstupním hrdlem 60. Proud vody se do18 stane do vstupního nátrubku 78, do společného kolektoru 77, rovnoměrně se rozdělí do vstupních kolektorů jednotlivých spirálovitých stěn 72 a stoupá v trubkách 74, Čímž se částečně odpaří a přijme teplo vyvinuté při reakci, načež se najiromadí směs páry a tekutiny ve výstupnichftolektorech.Í78 každé stěny 72 a dále se dostane do společného kolektoru 79, odkud se odvede z přístroje výstupním nátrubkem 80. Při dodržení konstantního tlaku v trubkách 74 je zaručena prakticky konstantní teplota v oblasti průběhu reakce konverze oxidu uhelnatého, t.j'. je zajištěn izotermický proces.In carrying out the process of catalytic steam conversion of carbon-oxide. In the apparatus according to the invention, the converged gas enters through the inlet orifice 58 into the upper part of the apparatus into the upper space 69 between the upper elliptical bottom 57 and the partition wall 66 from where it flows into the first annular space 63 and then the openings of the first perforated annular Spiral channels 71. The conversion of carbon monoxide takes place on the catalyst 73. The reaction heat generated is transferred through the walls of the vertical tubes 74 and the vertical strips 75 to the water that moves in the tubes 74 from the bottom up. The stream of converged gas moves in the channels 71 through the catalyst 73 at a virtually constant rate, allowing it to be used more efficiently. The reaction gas obtained as a result of the carbon monoxide vapor conversion reaction exits the channels 71, passes through the second perforated annular member 52, flows into the inner cylindrical space 67 and into the lower space 68, and is discharged from the apparatus through the outlet neck 60. The nozzle 78, into the common collector 77, is evenly distributed to the inlet collectors of the individual spiral walls 72 and rises in the tubes 74, thereby partially evaporating and absorbing the heat generated in the reaction, whereupon a vapor / fluid mixture is deposited in the outletpholectors. furthermore, it reaches the common collector 79 from where it is discharged from the apparatus through the outlet nozzle 80. While maintaining a constant pressure in the tubes 74, a virtually constant temperature is guaranteed in the region of the carbon monoxide conversion reaction, i.e.. an isothermal process is provided.

Taková konstrukce přístroje umožňuje použití obzvláště aktivního jemnozrnného katalyzátoru na konverzi ‘'oxidu 'uhelna- .. t.ého při hydraulickém odporu vrstvy asi pětkrát menším než lu.^do.saýjidň:ich pří_s tro. jů,_^eií š_ení_vně.jšího._rozměru přístroje__ asi dvakrát a.provádění konverze oxidu uhlenatého jenom v jednom’ přístroji. ·Such a design of the apparatus allows the use of a particularly active fine-grained catalyst for the conversion of carbon monoxide at a hydraulic resistance of the layer of about five times less than 1 liter. It is said that the external dimension of the apparatus is about twice and the conversion of carbon monoxide in only one apparatus. ·

Claims (9)

Přístroj k provádění katalytického procesu' v zrnité vrstvě, obsahující válcovitý pláší. s hrdly pro přiváděné a odváděné médium, kde v tomto přístroji v jeho podélné ose jsou.uspořádány soustředně první a druhý perforovaný prstencovitý díl tak, že mezi vnějším povrchem prvního perforovaného prstencovitého dílu a vnitřním? povrchem' pláště je vytvořen první prstencovitý prostor, zatímco mezi vnitřním povrchem perforovaného prstencovitého dílu a vnějším povrchem' druhého perforovaného prstencovitého dílu je vytvořen druhý prstencovitý prostor, který je určen k naplnění zrnitým- materiálem a v axiálním· směru je ohraničen dvěma dělícími stěnami, kde jedna z nich ohraničuj* oblast přiváděného média a druhá ohraničuje oblast odváděného média, vyznačující se tím, že uvnitř druhého prstencovitého prostoru /9, 38, 64/ mezi dělícími stěnami /10, 11, 39 a 40, 65 a 66/ je uspořádán prostředek /15, 41, 70/ k vytvoření alespoň jednoho kanálu/16,Apparatus for carrying out a catalytic process in a granular layer comprising a cylindrical shell. with the inlet and outlet media nozzles, in which the first and second perforated annular portions are arranged concentrically in the longitudinal axis of the apparatus such that between the outer surface of the first perforated annular portion and the inner? a second annular space is formed between the inner surface of the perforated annular part and the outer surface of the second perforated annular part, which is intended to be filled with granular material and is bounded in the axial direction by two dividing walls where one of them delimiting the supply medium region and the other delimiting the exhaust medium region, characterized in that a means is disposed within the second annular space (9, 38, 64) between the partition walls (10, 11, 39 and 40, 65 and 66). (15, 41, 70) to form at least one channel (16), 42, 71/, v jehož libovolném průřezu kolmém ke směru pohybu proudu média, má toto médium předepsanou rychlost.42, 71 ', in any cross section perpendicular to the direction of movement of the fluid stream, the fluid has a prescribed velocity. 2. Přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, podle bodu 1, vyznačující se tím, že každá stěna /17, 43, 72/ kanálu /16, 42, 71/ má v rovině kolmé k podélné ose /O^-Ch/ přístroje tvar ploché spirály, stočené kolem bodu ležícího na podélné ose /0^-0^/ přístroje a je ohraničená kružnicemi prvního a druhého perforovaného prstencovitého dílu /5 a 7, 35 a 36, 61 a 52/.Apparatus for carrying out the catalytic process in a granular layer according to claim 1, characterized in that each channel wall (17, 43, 72) has a channel perpendicular to the longitudinal axis (O 2 -CH). The apparatus is in the form of a flat spiral twisted around a point lying on the longitudinal axis of the apparatus and is bounded by the circles of the first and second perforated annular portions (5 and 7, 35 and 36, 61 and 52). 3. Přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, podle bodu 2, vyznačující se tím, že každá stěna /17/ kanálu /16/ je vytvořena z plochého listového materiálu.3. Apparatus for carrying out the catalytic process in a granular layer according to claim 2, characterized in that each wall (17) of the channel (16) is formed from a flat sheet material. 4. Přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, podle bodu 2,vyznačující se tím, že každá stěna /72/ tvoří výměníkovou plochu, vytvořenou trubkovitými prvky /74/, které jsou svými vstupy spojeny se vstupním kolektorem /75/ spojeným- se zdrojem teplonosného média, zatímco svými výstupy jsou spojeny s výstupním kolektorem /75/ teplonosného média, přičemž každý z těchto kolektorů /75, 75/ je připevněn na jednu ze dvou uvedených dělících stěn /55» 66/.4. Apparatus for carrying out the catalytic process in a granular layer according to claim 2, characterized in that each wall (72) forms a heat exchanger surface formed by tubular elements (74) which are connected with their inlets to an inlet collector (75) connected to the inlet collector. the heat transfer medium while its outlets are connected to the heat transfer medium output collector (75), each of said collectors (75, 75) being attached to one of the two partition walls (55, 66). 5. Přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, podle bodu 2,vyznačující se tím, že každá stěna /43/ tvoří výměníkovou plochu, která má skřínovitý průřez /áži/v rovině procházející poloměrem zakřivení stěny /43/ rovnoběžně s podélnou osou /0^-0^/ přístroje, a která je spojená se vstupním a výstupním, kolektorem /46,.47/, z nichž každý je připevněn na jednu ze dvou uvedených dělících stěn /39, 40/ a je uspořádán rovnoběžně s podélnou osou /0^-0^/ přístroje.Apparatus for carrying out the catalytic process in a granular layer according to claim 2, characterized in that each wall (43) forms a heat exchanger surface having a box cross-section (áž) in a plane passing through the radius of curvature of the wall (43) parallel to the longitudinal axis. The apparatus is connected to an inlet and an outlet collector (46, 47), each of which is mounted on one of the two said partition walls (39, 40) and is arranged parallel to the longitudinal axis. 0 ^ -0 ^ / instruments. IAND 6. Přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, podle bodů 2,3 nebo 2, 4 nebo’ 2, 5» v .7 z n a č u j í c í se tím, že v každém kanálu /42/ jsou uspořádány alespoň dva rozpěrné prvky /52/, které zajišťuýí stálý průtočný průřez kanálu /42/ a jsou uspořádány podél poloměru zakřivení stěny /43/» k níž jsou připevněny.6. Apparatus for carrying out a catalytic process in a granular layer according to any of Claims 2, 3 or 2, 4 or 2, 5 in .7, characterized in that at least two spacers are arranged in each channel (42). elements (52) which provide a constant flow cross-section of the channel (42) and are arranged along the radius of curvature of the wall (43) to which they are attached. 7. Přístroj k provádění katalytického procesu v zrnitá vrstvě, podle bodu 5,vyznačující se tím, že jsou v něm vytvořeny rozpěrné díly /53/, které jsou uspořádány mezi delšími stěnami skříňovitého průřezu /a/ a jsou připevněny alespoň k jedné z delších stran skříňovitého průřezu /”a*7.7. Apparatus for carrying out a catalytic process in a granular layer according to claim 5, characterized in that spacers (53) are formed therein, which are arranged between the longer walls of the box-like cross section (a) and are fixed to at least one of the longer sides. cross-section / ”and * 7. 8. Přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, podle bodů 2 a 4 nebo· 2 a 5, vyznačující se tím, že povrch prvního perforovaného prstencovitého dílu /5/ tvoří v rozvinuté ploše pravoúhlý rovnoběžník se vzájemně střídavě uspořádanými perforovanými pásky /6a/ a neperforovanými pásky /6b/, které jsou uspořádány podél tvořící křivky prstencovitého dílu /6/, přičemž oblast prstencovitého dílu /6/ s neperforovanými pásky /5b/ přiléhá ke stěně /17/ kanálu /16/ tak, že tvoří pokračování této stěny /17/ ve směru pohybu proudu média.Apparatus for carrying out the catalytic process in a granular layer according to Claims 2 and 4 or 2 and 5, characterized in that the surface of the first perforated annular part (5) forms a rectangular parallelogram in the deployed area with perforated strips (6a) alternatingly arranged with each other. and non-perforated strips (6b), which are arranged along the forming curve of the annular panel (6), wherein the region of the annular panel (6) with the non-perforated strip (5b) adjoins the wall (17) of the channel (16) so as to 17 / in the direction of movement of the fluid stream. 9. Přístroj k provádění katalytického procesu v zrnité vrstvě, podle bodu 2ř vyznačující se t í m, že v každém kanálu /42/ je uspořádán spirálovitý hřeben /54, 55/,. který je po délce pevně připevněn vždy k jedné z dělících stěn /39, 40/ a tvoří labyrintové těsnění se stěnami /43/ kanálu' /42/. ,9. An apparatus for performing a process in the granular layer, in point 2 of characterized in that in each channel / 42 / is arranged in a spiral ridge / 54, 55 / ,. which is fixed along its length to one of the dividing walls (39, 40) and forms a labyrinth seal with the walls (43) of the channel (42). ,
CS913713A 1991-12-06 1991-12-06 Apparatus for carrying out a catalytic process in grained layer CZ371391A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS913713A CZ371391A3 (en) 1991-12-06 1991-12-06 Apparatus for carrying out a catalytic process in grained layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS913713A CZ371391A3 (en) 1991-12-06 1991-12-06 Apparatus for carrying out a catalytic process in grained layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ371391A3 true CZ371391A3 (en) 1994-01-19

Family

ID=5377997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS913713A CZ371391A3 (en) 1991-12-06 1991-12-06 Apparatus for carrying out a catalytic process in grained layer

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ371391A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2265480C2 (en) Reactor for realization of the exothermic or endothermic heterogeneous reactions and a method of its production
US5405586A (en) Radial flow heat exchanging reactor
US7780925B2 (en) Fixed-bed catalytic reactor
US6190624B1 (en) Simplified plate channel reactor arrangement
US4769220A (en) Converter for heterogeneous synthesis more particularly for ammonia, methanol and higher alcohols
US20080128655A1 (en) Process and apparatus for production of hydrogen using the water gas shift reaction
EP2249954B1 (en) Catalytic reactor
EP1904230A2 (en) Thermally coupled monolith reactor
EP0073150B1 (en) Catalyst devices
RU2003122211A (en) MULTILAYER MONOLITHIC REACTOR AND METHOD
EA005643B1 (en) A reaction apparatus for contacting reactants with a catalyst in a reaction zone while indirectly cooling the reactants by indirect heat exchange with a heat exchange fluid
US9120068B2 (en) Isothermal chemical reactor with plate heat exchanger
RU2372572C2 (en) Heat-exchange apparatus (versions)
JPH05501379A (en) Apparatus for carrying out catalysis in granular beds
EP3621725B1 (en) Multi-bed catalytic converter with inter-bed cooling
CZ371391A3 (en) Apparatus for carrying out a catalytic process in grained layer
JP2020131164A (en) Reaction apparatus
US4880603A (en) Device for achieving a uniform distribution of the gas flowing radially through a catalyst bed
JP2024522111A (en) Process for the production of nitric acid with secondary reduction treatment
US3440021A (en) High pressure reactor
CN106582468B (en) A kind of axial direction microchannel coupled reactor and application
JP2008266055A (en) Fuel treating apparatus
US9409138B2 (en) Reactor for the catalytic conversion of reaction media
JPS6351962B2 (en)
RU85221U1 (en) HEAT EXCHANGE DEVICE (OPTIONS)