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 anstroemflaeche

Info

Publication number
DE3731988A1
DE3731988A1 DE19873731988 DE3731988A DE3731988A1 DE 3731988 A1 DE3731988 A1 DE 3731988A1 DE 19873731988 DE19873731988 DE 19873731988 DE 3731988 A DE3731988 A DE 3731988A DE 3731988 A1 DE3731988 A1 DE 3731988A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reactor
flow
channel
gas
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19873731988
Other languages
English (en)
Other versions
DE3731988C2 (de
DE3731988C3 (de
Inventor
Ulrich Premel
Walter Dr Ing Thielen
Alfons Kather
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Original Assignee
L&C Steinmueller GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by L&C Steinmueller GmbH filed Critical L&C Steinmueller GmbH
Priority to DE19873731988 priority Critical patent/DE3731988C3/de
Publication of DE3731988A1 publication Critical patent/DE3731988A1/de
Publication of DE3731988C2 publication Critical patent/DE3731988C2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3731988C3 publication Critical patent/DE3731988C3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053Details of the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/2495Net-type reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0278Feeding reactive fluids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
    • C01B21/28Apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823Mixing elements
    • B01J2208/00831Stationary elements
    • B01J2208/00849Stationary elements outside the bed, e.g. baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761Details of the reactor
    • B01J2219/00763Baffles
    • B01J2219/00765Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/00768Baffles attached to the reactor wall vertical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761Details of the reactor
    • B01J2219/00763Baffles
    • B01J2219/00765Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/00777Baffles attached to the reactor wall horizontal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

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.
DE19873731988 1987-09-23 1987-09-23 Reaktor für die Behandlung eines Gases Expired - Fee Related DE3731988C3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873731988 DE3731988C3 (de) 1987-09-23 1987-09-23 Reaktor für die Behandlung eines Gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873731988 DE3731988C3 (de) 1987-09-23 1987-09-23 Reaktor für die Behandlung eines Gases

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE3731988A1 true DE3731988A1 (de) 1989-04-06
DE3731988C2 DE3731988C2 (de) 1991-08-08
DE3731988C3 DE3731988C3 (de) 1994-07-28

Family

ID=6336655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873731988 Expired - Fee Related DE3731988C3 (de) 1987-09-23 1987-09-23 Reaktor für die Behandlung eines Gases

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3731988C3 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998057887A1 (en) * 1997-06-17 1998-12-23 Imperial Chemical Industries Plc Ammonia oxidation
WO2000040329A1 (en) * 1999-01-08 2000-07-13 Imperial Chemical Industries Plc Catalyst support
EP1023937A3 (de) * 1999-01-26 2000-10-18 BP Chemicals Limited Vorrichtung zum Einleiten von Flüssigkeit in einen Prozessstrom
WO2003031053A1 (de) * 2001-10-04 2003-04-17 Forschungszentrum Jülich GmbH Verteilerstruktur für betriebsmittel, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
EP1382382A1 (de) * 2002-07-19 2004-01-21 Conoco Phillips Company Gasverteiler mit einer Vielzahl von Kanälen und seine Verwendung in einem katalytischen Reaktor
WO2010133412A3 (de) * 2009-05-22 2011-03-10 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung von strömungscharakteristika in einem fluidstrom
WO2020052200A1 (zh) * 2018-09-14 2020-03-19 中国科学院过程工程研究所 内构件及包括该内构件的流化床反应器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1140560B (de) * 1961-06-28 1962-12-06 Hans J Zimmer Verfahrenstechni Reaktor zur kontinuierlichen Herstellung eines blausaeurehaltigen Gases
DE1667718A1 (de) * 1966-11-15 1971-07-22 Belge Produits Chimiques Sa Verfahren und Brenner zur Umwandlung von Ammoniak in Stickoxyde
DE2326884A1 (de) * 1972-06-05 1974-01-24 Ici Ltd Verfahren und vorrichtung zur katalytischen oxydation von ammoniak
DE3638115C1 (en) * 1986-11-10 1987-11-05 Steinmueller Gmbh L & C Apparatus for the combustion of NH3

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1140560B (de) * 1961-06-28 1962-12-06 Hans J Zimmer Verfahrenstechni Reaktor zur kontinuierlichen Herstellung eines blausaeurehaltigen Gases
DE1667718A1 (de) * 1966-11-15 1971-07-22 Belge Produits Chimiques Sa Verfahren und Brenner zur Umwandlung von Ammoniak in Stickoxyde
DE2326884A1 (de) * 1972-06-05 1974-01-24 Ici Ltd Verfahren und vorrichtung zur katalytischen oxydation von ammoniak
DE3638115C1 (en) * 1986-11-10 1987-11-05 Steinmueller Gmbh L & C Apparatus for the combustion of NH3

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VDI-Richtlinien VDI 2040 Blatt 1, Entwurf Oktober 1971 mit Seiten 13 u. 14 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998057887A1 (en) * 1997-06-17 1998-12-23 Imperial Chemical Industries Plc Ammonia oxidation
WO2000040329A1 (en) * 1999-01-08 2000-07-13 Imperial Chemical Industries Plc Catalyst support
US6878351B1 (en) 1999-01-08 2005-04-12 Imperial Chemical Industries Plc Catalyst support
EP1023937A3 (de) * 1999-01-26 2000-10-18 BP Chemicals Limited Vorrichtung zum Einleiten von Flüssigkeit in einen Prozessstrom
US6288269B1 (en) 1999-01-26 2001-09-11 Bp Chemicals Limited Apparatus for introducing fluid into a process stream
SG87872A1 (en) * 1999-01-26 2002-04-16 Bp Chem Int Ltd Apparatus for introducing fluid into a process stream
WO2003031053A1 (de) * 2001-10-04 2003-04-17 Forschungszentrum Jülich GmbH Verteilerstruktur für betriebsmittel, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
EP1382382A1 (de) * 2002-07-19 2004-01-21 Conoco Phillips Company Gasverteiler mit einer Vielzahl von Kanälen und seine Verwendung in einem katalytischen Reaktor
US7097787B2 (en) 2002-07-19 2006-08-29 Conocophillips Company Utilization of micro-channel gas distributor to distribute unreacted feed gas into reactors
WO2010133412A3 (de) * 2009-05-22 2011-03-10 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung von strömungscharakteristika in einem fluidstrom
WO2020052200A1 (zh) * 2018-09-14 2020-03-19 中国科学院过程工程研究所 内构件及包括该内构件的流化床反应器

Also Published As

Publication number Publication date
DE3731988C2 (de) 1991-08-08
DE3731988C3 (de) 1994-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69615141T2 (de) Verbesserter Flüssigkeitsverteiler für Füllkörperkolonnen
EP0317706B1 (de) Rauchgaskanal zur Behandlung eines Rauchgases
DE102007002981A1 (de) Statischer Mischer für eine Abgasanlage eines brennkraftmaschinenbetriebenen Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs
DE3103842A1 (de) Wirbelkammerfilter zum ausscheiden von feststoffen aus einem gasstrom
DE3111760A1 (de) Wasserverschlusseinrichtung
DE3731988A1 (de) Reaktor fuer die behandlung eines gases mittels eines katalysators mit grosser anstroemflaeche
EP0502443B1 (de) Regenerativ-Vorwärmer und Verfahren zum Betrieb desselben
EP0751820B1 (de) Kombinierte einbring- und mischvorrichtung
DE3541599A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum beimischen einer zerstaeubten fluessigkeit in einen gasstrom
DE3815209C2 (de)
DE102010020728A1 (de) Abgasnachbehandlungsanlage
DE3829408A1 (de) Vorrichtung zur hinterlueftung von daechern
DE69820597T2 (de) Offener kontaktreaktor
EP0273191B1 (de) Flüssigkeitsverteiler für Stoff- und Wärmeaustauschkolonnen
DE3627086C2 (de)
DE2559110A1 (de) Katalysatorbehaelter fuer eine abgassammelleitung
AT392529B (de) Verfahren zum verteilen eines brennstoff-luft- gemisches im brennraum eines brennerbeheizten geraetes und brenner zur durchfuehrung des verfahrens
DE3612218C1 (en) Apparatus for uniformly impinging a catalyst bed with an exhaust gas to be purified
DE4412517C2 (de) Ausblaseschalldämpfer
EP0473870B1 (de) Reformer, insbesondere autothermer Sekundärreformer
DE3107897A1 (de) Auspuffanlage eines mehrzylindrigen verbrennungsmotors
DE4236893A1 (en) Exhaust gas system for internal combustion engines - has exhaust pipes leading from cylinder head exhaust duct and catalytic converter arrangement
DE2344220A1 (de) Gasbrenner
EP0364617B2 (de) Vorrichtung zum Entsticken von Kraftwerksabgasen
DE2222986A1 (de) Luftverteilungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8366 Restricted maintained after opposition proceedings
8305 Restricted maintenance of patent after opposition
D4 Patent maintained restricted
8339 Ceased/non-payment of the annual fee