DE3731988A1 - Reaktor fuer die behandlung eines gases mittels eines katalysators mit grosser anstroemflaeche - Google Patents
Reaktor fuer die behandlung eines gases mittels eines katalysators mit grosser anstroemflaecheInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Reaktor für die Behandlung
eines Gases mittels eines Katalysators mit großer
Anströmfläche, bei dem zwischen der Gaszufuhr zum Reaktor
und der Anströmfläche des Katalysators ein sich quer zur
Strömungsrichtung des Gases erstreckender und
Durchströmöffnungen aufweisender Druckverlusteinbau
vorgesehen ist, insbesondere Reaktor für die katalytische
Ammoniak-Oxidation mit Brennerhaube, einer in der
Brennerhaube angeordneten Lochplatte und dieser
nachgeschalteten Katalysatornetzen.
Aus Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4.
Aufl., Band 20 (1981), S. 315, Abb. 14 ist ein Reaktor für
die katalytische Ammoniak-Oxidation bekannt. Der Reaktor
weist eine abnehmbare Haube auf, in der eine Lochplatte
angeordnet ist, um eine über den Anströmquerschnitt der
als Katalysator wirkenden Platin-Netze gleichmäßige
Anströmgeschwindigkeit zu erreichen. Die Netze selbst
erstrecken sich quer zur Einlaßöffnung des
Behältergrundkörpers. Nur bei möglichst gleichmäßiger
Anströmung der Platin-Netze können die Umsatzraten bei der
Ammoniak-Oxidation optimiert werden. Zu diesem Zwecke sind
oberhalb der Lochbleche unter Umständen auch noch
Strömungsleiteinrichtungen vorgesehen.
Es wurde festgestellt, daß insbesondere das Lochblech
stromabwärts, d.h. vor den Platin-Netzen, zu
Ungleichmäßigkeiten bzw. Rezirkulationsgebieten führt, da
sich die Einzelstrahlen nach Durchströmen der einzelnen
Löcher ungleichmäßig zusammenschließen. Vergleichbare
Schwierigkeiten ergeben sich bei anderen Reaktoren, z.B.
beim Anströmen von bei der Rauchgasentstickung verwendeten
Katalysatoren.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Reaktor zu schaffen, bei dem Rezirkulationen und
Schieflagen hinsichtlich der Katalysatorbeaufschlagung
verringert und möglichst ganz vermieden werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in
Strömungsrichtung des Gases gesehen direkt nach dem sich
quer erstreckenden Druckverlusteinbau ein Kanalgitter mit
sich in Strömungsrichtung erstreckenden Kanälen angeordnet
ist, das mit jeder Kanaleintrittsöffnung eine vorgegebene
Anzahl von Durchströmöffnungen des Druckverlusteinbaus
überdeckt und dessen Kanallänge mindestens im Bereich der
Kanalweite liegt.
In der Beschreibung und in den Ansprüchen wird unter einem
Kanalgitter ein Gitter verstanden, dessen Kanallänge in
einem solchen Verhältnis zur Weite der Eintrittsöffnung
des einzelnen Kanals, d.h. der Gitterweite, steht, daß
eine Bündelung von in getrennten Kanälen eintretenden
Einzelstrahlen aus den Durchströmöffnungen des
Druckverlusteinbaus, insbesondere aus den Löchern der
Lochplatte, nicht mehr erfolgen kann. Die Kanallänge soll
mindestens im Bereich der Kanalweite liegen, kann aber
auch größer sein, wenn es die Anlagengeometrie zuläßt.
Die Gittergeometrie des Kanalgitters ist nicht auf
bestimmte Geometrien beschränkt; es kann z.B. ein
Sechseckgitter, ein Rechteckgitter, ein Kreisgitter oder
ein Dreieckgitter vorliegen. Im Extremfall könnte jeder
Durchströmöffnung in dem Druckverlusteinbau ein Kanal im
Kanalgitter zugeordnet werden. Es ist jedoch von Vorteil,
daß jede Kanaleintrittsöffnung mehrere Druchströmöffnungen
überdeckt.
Bei einem Reaktor für die katalytische Ammoniak-Oxidation
ist es von Vorteil, wenn das Kanalgitter ebenfalls in der
Brennerhaube angeordnet ist, so daß bei Abnahme der Haube
die als Katalysator wirkenden Platin-Netze weiterhin
leicht zugänglich bleiben.
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren
näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen bekannten Reaktor
für die katalytische Ammoniak-0xidation,
Fig. 2 einen Teilquerschnitt vergleichbar Fig. 1 durch
einen erfindungsgemäßen Reaktor,
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Lochplatte,
Fig. 4 einen Teillängsschnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig.
3 und
Fig. 5 und 6 weitere Kanalgitterkonfigurationen.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, strömt das Gas (G) von
oben über eine Zuleitung (1) relativ geringen Querschnitts
in den Reaktor (2) ein, der aus einer von einem
Ringflansch abnehmbaren Haube (3) und dem
Reaktorgrundkörper (4) besteht. Zur gleichmäßigen
Verteilung des Gases über die Anströmfläche der sich quer
über die Eintrittsöffnung des Behältergrundkörpers
erstreckenden Platin-Netze (5) ist in der abnehmbaren
Haube ein Lochblech (6) vorgesehen. Wie aus der Fig.1
ersichtlich, bilden sich stromabwärts der
Lochplatte (6) Ungleichmäßigkeiten in der Anströmung der
Platin-Netze (5), wobei es auch zu Rezirkulationsgebieten
kommt, da sich die Einzelstrahlen nach dem Durchströmen
der Löcher (6 a) der Lochplatte (6) ungleichmäßig
zusammenschließen können.
Diese Störungen werden durch die Nachschaltung eines
Kanalgitters (7) gemäß Fig. 2 wesentlich verringert. Das
Kanalgitter (7) kann unter Umständen an der Unterseite des
Lochblechs (6) anliegen oder mit einem solchen Abstand
nachfolgen, daß der Eintritt der Strahlen in die Kanäle
(8) erfolgt, ehe die Einzelstrahlen ihrer Neigung zum
Zusammenschluß folgen können. Bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 3 und 4 überdeckt jeder Kanal (8) vier Löcher
(6 a) der Lochplatte (6). Zur Vermeidung von
Rezirkulationen und Ungleichmäßigkeiten ist es bei der
Vielzahl von Löchern (6 a) in der Lochplatte (6) nicht
erforderlich, jedem dieser Löcher einen Kanal (8)
zuzuordnen, sondern jede Kanaleintrittsöffnung kann eine
Vielzahl von Löchern (6 a) überdecken. Wie aus der Fig. 4
ersichtlich ist, muß die Kanallänge (d) mindestens im
Bereich der Gitterweite (a) liegen. Größere Kanallängen
sind denkbar.
Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 ein
Rechteckgitter (7) verwendet wird, weist die
Ausführungsform gemäß Fig. 5 ein Dreieckgitter (9) auf,
dessen Eintrittsöffnung ebenfalls vier Löcher (6 a)
überdeckt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist ein Kreisgitter
(10) der Lochplatte (6) nachgeschaltet, wobei jede
Kanalöffnung wiederum vier Löcher der Lochplatte (6)
überdeckt.
Zusammenfassend kommt es für die vorliegende Erfindung
darauf an, daß dem Druckverlusteinbau ein Kanalgitter
nachgeschaltet wird, dessen Kanäle eine gegebenfalls durch
Versuche zu ermittelnden Anzahl der Durchströmöffnungen im
Druckverlusteinbau überdecken und deren Kanallänge von der
so bestimmten Gitterweite abhängig ist. Das Kanalgitter
ist so auszulegen, daß der weite Anströmquerschnitt des
Katalysators im wesentlichen gleichmäßig angeströmt wird
und Rezirkulationszonen weitgehend vermieden werden.
Claims (2)
1. Reaktor für die Behandlung eines Gases mittels eines
Katalysators mit großer Anströmfläche, bei dem zwischen
der Gaszufuhr zum Reaktor und der Anströmfläche des
Katalysators ein sich quer zur Strömungsrichtung des
Gases erstreckender und Durchströmöffnungen
aufweisender Druckverlusteinbau vorgesehen ist,
insbesondere Reaktor für die katalytische
Ammoniakoxidation mit Brennerhaube, in der Brennerhaube
angeordneter Lochplatte und diesem nachgeschalteten
Katalysator, dadurch gekenn
zeichnet, daß in Strömungsrichtung des Gases (G)
gesehen direkt nach dem sich quer erstreckenden
Druckverlusteinbau (6) ein Kanalgitter (7) mit sich in
Strömungsrichtung erstreckenden Kanälen (8) angeordnet
ist, das mit jeder Kanaleintrittsöffnung eine
vorgegebene Anzahl von Durchströmöffnungen (6 a) des
Druckverlusteinbaus (6) überdeckt und dessen Kanallänge
(d) mindestens im Bereich der Kanalweite (a) liegt.
2. Reaktor für die katalytische Ammoniak-Oxidation nach
Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Kanalgitter (7) ebenfalls in
der Brennerhaube (3) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
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DE19873731988 DE3731988C3 (de) | 1987-09-23 | 1987-09-23 | Reaktor für die Behandlung eines Gases |
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DE3731988C3 DE3731988C3 (de) | 1994-07-28 |
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Country | Link |
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- 1987-09-23 DE DE19873731988 patent/DE3731988C3/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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