DE4344535C2

DE4344535C2 - Reactor for catalytic gas phase reactions with a gas introduction area and use for the catalytic treatment of exhaust gas

Info

Publication number: DE4344535C2
Application number: DE19934344535
Authority: DE
Inventors: Michael Dopheide; Michael Immich; Christian Lynen; Gerald Schlepphorst
Original assignee: Degussa GmbH; Degussa Huels AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 2000-09-21
Anticipated expiration: 2013-12-25
Also published as: DE4344535A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für katalytische Gasphasen reaktionen, die aus einem Reaktor mit Gaseinleitungsbereich besteht, wobei letztere mit zwei Strömungsgleichrichtern ausgerüstet ist. Der Reaktor wird zur katalytischen Behandlung von Abgas verwendet.The invention relates to a device for catalytic gas phases reactions consisting of a reactor with a gas inlet area, the latter being equipped with two flow straighteners. The Reactor is used for the catalytic treatment of exhaust gas.

Reaktoren für eine Vielzahl von katalytischen Gasphasenreaktionen enthal ten den Katalysator beispielsweise als lose Schüttung oder als Wabenkör per in übereinander geschichteten Lagen. Zur Minimierung des Druckverlu stes in einem solchen Reaktor für katalytische Gasphasenreaktionen wird die Querschnittsfläche des Reaktors größer als die Querschnittsfläche des Gaseinleitungskanals ausgelegt. Der Gaseinleitungskanal geht dabei flie ßend in den Gaseinleitungsbereich über. Dieser zwischen Gaseinleitungska nal und Reaktor angeordnete Gaseinleitungsbereich kann verschiedenartig gestaltet werden. Die Richtungsumlenkung der Strömung aus dem Gaseinlei tungskanal in den Reaktor bewirkt in Verbindung mit der Querschnittser weiterung vom Gaseinleitungskanal zum Reaktor eine ungleichmäßige Gasge schwindigkeitsverteilung in der Reaktorquerschnittsfläche. Für die Aus legung eines Reaktors für eine katalytische Gasphasenreaktion wird jedoch eine definiert gleichmäßige Verteilung der Gasgeschwindigkeit über den Reaktorquerschnitt vor dem Katalysator vorausgesetzt. Zur Erzielung einer solchen gleichmäßigen Gasgeschwindigkeitsverteilung können daher strö mungstechnische Einbauten im Gaseinleitungskanal, im Gaseinleitungsbe reich und im Reaktor vorgesehen werden.Contain reactors for a variety of catalytic gas phase reactions ten the catalyst, for example as a loose bed or as a honeycomb per layered on top of each other. To minimize pressure loss stes in such a reactor for catalytic gas phase reactions the cross sectional area of the reactor is larger than the cross sectional area of the Gas inlet channel designed. The gas inlet channel is flowing ß in the gas inlet area. This between Gaseinleitungska nal and reactor arranged gas inlet area can be different be designed. The direction change of the flow from the gas inlet tion channel in the reactor in conjunction with the cross-section an uneven gas flow from the gas inlet channel to the reactor speed distribution in the reactor cross-sectional area. For the Aus However, laying a reactor for a catalytic gas phase reaction defines a uniform distribution of the gas velocity over the Reactor cross section provided in front of the catalyst. To achieve a such even gas velocity distribution can therefore flow Mung-technical installations in the gas inlet duct, in the gas inlet area rich and provided in the reactor.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieses Erfordernisses bei einem typischen Reaktor Strömungsleitbleche im Gaseinleitungsbereich und einen Strömungs gleichrichter im Reaktor einzubauen (Zeitschrift "Energie Spektrum", Jahrgang 1987, Heft Juni, Seiten 25 bis 48). Die Strömungsleitbleche wer den im Gaseinleitungsbereich derart angeordnet, daß eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Gasgeschwindigkeit vor dem Katalysator im Reaktor erzielt werden soll. Der Strömungsgleichrichter im Reaktor wird gleichzeitig quer zur Reaktorachse in Strömungsrichtung des Gases vor dem Katalysator eingebaut. Die an den im Gaseinleitungsbereich positionierten Leitblechen gebildeten Strömungswirbel sollen durch den Strömungsgleich richter ausgeglichen werden. Dabei ist ferner bekannt, daß ein derartiger Strömungsgleichrichter gitter- oder lamellenförmig ausgebildet sein kann. Der Strömungsgleichrichter kann die Gasströmung nur dann günstig beeinflussen, wenn die Höhe des Strömungsgleichrichters größer oder gleich dem größten Gitter- bzw. Lamellenabstand ist.It is known to meet this requirement in a typical Reactor flow baffles in the gas inlet area and a flow to install rectifier in the reactor (magazine "Energie Spektrum", Volume 1987, June issue, pages 25 to 48). The flow baffles who arranged in the gas inlet area so that a possible uniform distribution of the gas velocity in front of the catalyst Reactor is to be achieved. The flow straightener in the reactor will at the same time transversely to the reactor axis in the direction of flow of the gas before Catalyst installed. Those positioned in the gas inlet area Baffles formed flow vortices are supposed to flow through the flow be compensated for by the judge. It is also known that such Flow rectifiers can be designed in the form of a grid or lamella can. The flow straightener can only make the gas flow cheap affect if the height of the flow straightener is greater or is equal to the largest grid or lamella spacing.

Aus DE-U-19 55 723 ist eine Leitvorrichtng für Gase bekannt, die unter Umlenkung und Erweiterung auf einen größeren Querschnitt gleichmäßig verteilt werden müssen. Im erweiterten Querschnitt ist eine übliche Lochwand parallel zur ersten Lochwand in einem Abstand von 400 bis 600 mm vor dieser angeordnet. Am Ende des Eintrittskanals kann zur Umlenkung der Gase ein Leitschaufelgitter angeordnet sein. Die Leitvorrichtung wird vor Elektrofiltern zur Reinigung von mit Staub beladenen Abgasen eingesetzt.From DE-U-19 55 723 a Leitvorrichtng for gases is known, which under Redirection and expansion to a larger cross-section evenly must be distributed. In the enlarged cross section is a common one Perforated wall parallel to the first perforated wall at a distance of 400 to 600 mm arranged in front of this. At the end of the entry channel can be used to redirect a vane grille of the gases. The guidance device is used in front of electrostatic precipitators to clean dust-laden exhaust gases used.

In DE-OS-28 38 159 sind Einrichtungen zum Verteilen eines mit Schmutzpartikeln beladenen Gases entlang einem langgestreckten Einlaß einer Gasbehandlungsvorrichtung, wie einem Elektrofilter, beschrieben. Die Gaszufuhrleitung weist einen ersten Leitungswandbereich auf, der sich zu einem stromaufwärts der Gasströmung gelegenen Bereich des Einlasses der Gasbehandlungsvorrichtung erstreckt. Ein zweiter Leitungsbereich erstreckt sich im spitzen Winkel zur Strömungsrichtung zu einem stromabwärts gelegenen Bereich des Einlasses. Im zweiten Wandbereich ist nahe dem Einlaß eine Stauvorrichtung mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen vorhanden, die eine gleichmäßige Verteilung des Gasstromes über den Einlaß bewirkt.In DE-OS-28 38 159 are devices for distributing a Particles of contaminated gas along an elongated inlet a gas treatment device, such as an electrostatic precipitator. The gas supply line has a first line wall area which to an area of the gas stream located upstream of the gas flow Extends inlet of the gas treatment device. A second The pipe area extends at an acute angle to the direction of flow to a downstream area of the inlet. In the second Wall area near the inlet is a multiple stowage device of protrusions present, which even distribution of the Gas flow causes via the inlet.

Die Verwendung von Strömungsleitblechen zur Strömungsvergleichmäßigung bedingt allerdings den Einbau einer Vielzahl von Strömungsleitblechen im Gaseinleitungsbereich. In aufwendigen Berechnungen und/oder Experimenten muß eine Vielzahl von Parametern, nämlich Anzahl, Form, Größe, Positio nierung und Anstellwinkel der Strömungsleitbleche, ermittelt werden. Zu sätzlich besteht in staubbeladenen Rauchgasströmen die Gefahr, daß durch herabfallende Staubablagerungen von den Leitblechen eine Verstopfung des Katalysators im Reaktor hervorgerufen wird. The use of flow baffles for flow equalization however requires the installation of a large number of flow baffles in the Gas inlet area. In complex calculations and / or experiments must have a variety of parameters, namely number, shape, size, position nation and angle of attack of the flow baffles can be determined. To In addition, there is a risk in dust-laden flue gas flows that Falling dust deposits from the baffles clog the Catalyst is caused in the reactor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gasströmung vor dem Katalysator im Reaktor zu vergleichmäßigen. Bei staubbeladenen Strömen soll der Katalysator im Reaktor nicht durch Staubablagerungen verstopft werden.The invention is based, the gas flow before the task Uniformize catalyst in the reactor. With dust-laden currents the catalyst in the reactor should not be blocked by dust deposits become.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Reaktor für katalytische Gasphasenreaktionen mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.This task is solved by the catalytic reactor Gas phase reactions with the features of claim 1.

Die Lösung schließt die Verwendung des mit Katalysator gefüllten Reaktors gemäß Patentanspruch 10 ein.The solution excludes the use of the catalyst filled Reactor according to claim 10.

Die abhängigen Ansprüche richten sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims are directed to preferred embodiments the invention.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß durch Installation von zwei in Strömungsrichtung des Gases vor dem Katalysator befindlichen Strö mungsgleichrichtern, wobei der in Strömungsrichtung des Gases erste Strö mungsgleichrichter (1) im Gaseinleitungsbereich (3) und der in Strö mungsrichtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) am Eingang des Reaktors (4) angeordnet ist, die Gasströmung hervorragend vergleichmäßigt wird, so daß auch bei staubbeladener Gasströmung praktisch keine Staub ablagerungen auf dem Katalysator im Reaktor auftreten (s. Abb. 1). Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich für eine Vielzahl von katalyti schen Gasphasenreaktionen, wie z. B. Entfernung von Stickstoffoxiden aus Abgasen, Entfernung von Dioxinen aus Abgasen, katalytische Nachverbren nung (CO-Oxidation), Hydrierungen, Dehydrierungen oder Synthesegaskonver tierung. Surprisingly, it has now been found that by installing two flow rectifiers in the direction of flow of the gas in front of the catalyst, the first flow rectifier ( 1 ) in the gas flow direction in the gas introduction region ( 3 ) and the second flow rectifier ( 2 ) in the gas flow direction is arranged at the inlet of the reactor ( 4 ), the gas flow is excellently homogenized, so that practically no dust deposits occur on the catalyst in the reactor even with dust-laden gas flow (see Fig. 1). The device according to the invention is suitable for a variety of catalytic gas phase reactions, such as. B. Removal of nitrogen oxides from exhaust gases, removal of dioxins from exhaust gases, catalytic afterburning (CO oxidation), hydrogenation, dehydrogenation or synthesis gas conversion.

Dabei setzt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung aus dem Gaseinlei tungsbereich und dem eigentlichen Reaktor zusammen (s. Abb. 1).The device according to the invention is composed of the gas inlet line and the actual reactor (see FIG. 1).

Ein solcher Reaktor für katalytische Gasphasenreaktionen enthält Kataly satormaterial. Dieser Katalysator kann beispielsweise als lose Schüttung oder als Wabenkörper in übereinander geschichteten Lagen angeordnet sein.Such a reactor for catalytic gas phase reactions contains kataly sator material. This catalyst can be used, for example, as a loose bed or be arranged as a honeycomb body in layers stacked on top of each other.

Zur Minimierung des Druckverlustes erfolgt im Gaseinleitungsbereich eine Erweiterung der Querschnittsfläche vom Gaseinleitungskanal zum Reaktor. Der Gaseinleitungskanal (6) geht dabei fließend in den Gaseinleitungsbe reich (3) über, wobei der Gaseinleitungsbereich (3) bereits vor der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich in einem Ab stand vom 0,5-fachen des Querschnitts (D) des Gaseinleitungskanals ent gegen der Strömungsrichtung des Gases beginnen soll (s. Abb. 1). Die Re aktorachse verläuft parallel zu der über den Querschnitt einheitlichen Strömungsrichtung des Gases im Reaktor, und die Achse des Gaseinlei tungskanals verläuft parallel zu der über den Querschnitt einheitlichen Strömungsrichtung des Gases im Gaseinleitungskanal. Je nach Anordnung von Reaktor und Gaseinleitungskanal zueinander trifft die Achse des Gasein leitungskanals in einem bestimmten Winkel auf die Reaktorachse.In order to minimize the pressure loss in the gas inlet area, the cross-sectional area is expanded from the gas inlet channel to the reactor. The gas inlet channel ( 6 ) flows smoothly into the Gaseinleitungsbe area ( 3 ), the gas inlet area ( 3 ) even before the intersection between the reactor ( 4 ) and gas inlet area was at a distance of 0.5 times the cross-section (D) of the Gas inlet channel should start against the direction of flow of the gas (see Fig. 1). The reactor axis runs parallel to the cross-sectional flow direction of the gas in the reactor, and the axis of the gas inlet conduit runs parallel to the cross-sectional flow direction of the gas in the gas introduction channel. Depending on the arrangement of the reactor and gas inlet channel to each other, the axis of the gas inlet channel meets the reactor axis at a certain angle.

Falls Reaktor und Gaseinleitungsbereich einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, können die Strömungsgleichrichter (1) und (2) so angeordnet werden, daß sie auf einem Teil der Schnittlinie zwischen Reaktor und Gas einleitungsbereich zusammentreffen (s. Abb. 1). Wenn Reaktor und Gasein leitungsbereich einen runden Querschnitt aufweisen, können die Strömungs gleichrichter (1) und (2) so angeordnet werden, daß sie nur auf einem Punkt der Schnittlinie zwischen Reaktor und Gaseinleitungsbereich zusam mentreffen.If the reactor and gas inlet area have a rectangular cross section, the flow straighteners ( 1 ) and ( 2 ) can be arranged so that they meet on part of the line of intersection between the reactor and gas inlet area (see Fig. 1). If the reactor and Gasein line area have a round cross-section, the flow rectifiers ( 1 ) and ( 2 ) can be arranged so that they meet only at one point on the line of intersection between the reactor and gas inlet area.

Der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungsgleichrichter (1) ist von dem ihm nächstliegenden Punkt auf der Schnittfläche zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) das bis zu 0,1 fache des Querschnittes (D) des Gaseinleitungskanals in entgegengesetzter Strömungsrichtung des Gases angeordnet und der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) ist das bis zu 0,1 fache des Reaktorquerschnittes (d) in Strömungsrichtung des Gases von dem ihm am nächsten liegenden Punkt auf der Schnittlinie zwischen Reaktor und Gaseinlei tungsbereich entfernt angeordnet (s. Abb. 3).The first flow straightener ( 1 ) in the flow direction of the gas is arranged from the point closest to it on the interface between the reactor ( 4 ) and the gas inlet area ( 3 ) up to 0.1 times the cross section (D) of the gas inlet channel in the opposite flow direction of the gas and the second flow straightener ( 2 ) in the direction of flow of the gas is arranged up to 0.1 times the reactor cross-section (d) in the direction of flow of the gas from the point closest to it on the intersection between the reactor and the gas introduction area (see Fig. 3 ).

Vorzugsweise bilden die in Strömungsrichtung des Gases vor dem Katalysa tor angeordneten Strömungsgleichrichter (1, 2) dabei einen Winkel von 50°-90°(s. Abb. 1-3). Weiterhin ist der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) vorzugsweise senkrecht zur Reaktorachse angeordnet.The flow straighteners ( 1 , 2 ) arranged in front of the catalyst in the flow direction of the gas preferably form an angle of 50 ° -90 ° (see Fig. 1-3). Furthermore, the second flow straightener ( 2 ) in the flow direction of the gas is preferably arranged perpendicular to the reactor axis.

Abb. 4 zeigt mögliche Gestaltungsformen der Strömungsgleichrichter in der Draufsicht. Die Strömungsrichtung des Gases ist durch die Pfeile in Abb. 4 deutlich gemacht. Neben der gitterförmigen Ausbildung (1) können auch lamellenförmige Strömungsgleichrichter (2) eingesetzt werden. Dabei sind die Lamellen quer zur Strömungsrichtung des Gases angeordnet. Fig. 4 shows a possible top view of possible flow straighteners. The direction of flow of the gas is shown by the arrows in Fig. 4. In addition to the grid-shaped design ( 1 ), lamellar flow straighteners ( 2 ) can also be used. The fins are arranged transversely to the direction of flow of the gas.

Vorzugsweise bildet der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungsgleichrichter (1) mit dem in Strömungsrichtung des Gases zweiten Strömungsgleichrichter (2) einen Winkel von 50-90°. Bevorzugt ist der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) senkrecht zur Reaktorachse ange ordnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgebildet, daß der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungsgleichrichter (1) von dem ihm am nächsten liegenden Punkt (5) auf der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) in entgegengesetzter Strömungs richtung des Gases das bis zu 0,1-fache des Querschnitts des Gaseinlei tungskanals (6) entfernt angeordnet ist und der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) von dem ihm am nächsten liegenden Punkt (7) auf der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungs bereich (3) in Strömungsrichtung des Gases das bis zu 0,1-fache des Reak torquerschnitts entfernt angeordnet ist (s. Abb. 3). Vorzugsweise kann die Ebene des in Strömungsrichtung des Gases ersten Strömungsgleichrich ters (1) mit der Ebene des in Strömungsrichtung des Gases zweiten Strö mungsgleichrichters (2) auf einem Punkt (5) der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) zusammentreffen. Besonders vor zugsweise treffen der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungs gleichrichter (1) und der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strö mungsgleichrichter (2) auf einem Punkt der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) zusammen. Der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungsgleichrichter (1) und/oder der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) können gitterförmig ausgebil det sein (s. Abb. 4). Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungs gleichrichter (1) und/oder der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) lamellenförmig ausgebildet sind, wobei die Lamellen quer zur Strömungsrichtung des Gases angeordnet sind (s. Abb. 4). Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungsgleichrichter (1) den Querschnitt des Gaseinlei tungsbereiches (3) und/oder der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) den Reaktorquerschnitt teilweise ausfüllen (s. Abb. 2). Vorzugsweise füllt der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungsgleichrichter (1) den gesamten Querschnitt des Gaseinleitungs bereiches (3) und/oder der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strö mungsgleichrichter (2) den gesamten Reaktorquerschnitt aus (s. Abb. 1, 3).The first flow straightener ( 1 ) in the flow direction of the gas preferably forms an angle of 50-90 ° with the second flow straightener ( 2 ) in the flow direction of the gas. Preferably, the second flow straightener ( 2 ) is arranged perpendicular to the reactor axis in the flow direction of the gas. The inventive device is designed so that the first in the flow direction of the gas flow rectifier (1) of the his closest point (5) on the cut line between the reactor (4) and a gas inlet zone (3) in the opposite direction of flow of the gas containing up to 0.1 times the cross section of the gas inlet conduit ( 6 ) is arranged away and the second flow straightener ( 2 ) in the direction of flow of the gas from the point ( 7 ) closest to it on the line of intersection between the reactor ( 4 ) and the gas inlet region ( 3rd ) is arranged up to 0.1 times the reactor cross-section in the direction of flow of the gas (see Fig. 3). The plane of the first flow rectifier ( 1 ) in the flow direction of the gas can preferably meet the plane of the second flow rectifier ( 2 ) in the flow direction of the gas at a point ( 5 ) of the line of intersection between the reactor ( 4 ) and the gas introduction region ( 3 ). Especially before preferably meet in the flow direction of the gas flow rectifier ( 1 ) and in the flow direction of the gas flow rectifier ( 2 ) meet at a point on the line of intersection between the reactor ( 4 ) and the gas inlet area ( 3 ). The first flow straightener ( 1 ) in the flow direction of the gas and / or the second flow straightener ( 2 ) in the flow direction of the gas can be designed in the form of a grid (see FIG. 4). Another embodiment of the device according to the invention is that the first flow straightener ( 1 ) in the flow direction of the gas and / or the second flow straightener ( 2 ) in the flow direction of the gas are lamellar, the slats being arranged transversely to the flow direction of the gas (see FIG. Fig. 4). In the device according to the invention, the first flow straightener ( 1 ) in the flow direction of the gas can partially fill the cross section of the gas inlet line region ( 3 ) and / or the second flow straightener ( 2 ) in the flow direction of the gas can fill the reactor cross section (see FIG. 2). Preferably, the first flow straightener ( 1 ) in the flow direction of the gas fills the entire cross section of the gas inlet area ( 3 ) and / or the flow straightener ( 2 ) in the flow direction of the gas fills the entire reactor cross section (see Fig. 1, 3).

Des weiteren ist der Gegenstand der Erfindung die Verwendung des speziell ausgebildeten Reaktors zur katalytischen Entfernung von Stickstoffoxyden aus Abgasen. Hierbei können die Abgase auch Rauchgase aus Großfeuerungsanlagen sein.Furthermore, the object of the invention is the use of specially designed reactor for the catalytic removal of Nitrogen oxides from exhaust gases. The exhaust gases can also be flue gases from large combustion plants.

Darüber hinaus ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung des speziell ausgebildeten Reaktors zu katalytischen Entfernung von Stickstoffoxiden aus Abgasen. In addition, the subject of the present invention is the Use of the specially designed catalytic reactor Removal of nitrogen oxides from exhaust gases.

Ferner ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung des speziell gestalteten Reaktors zur katalytischen Entfernung von polychlorierten Dibenzodioxinen und polychlorierten Dibenzufuranen aus Abgasen. Hierbei können die Abgase auch Rauchgase von Müllverbrennungs anlagen sein.Furthermore, the object of the present invention is the use of specially designed reactor for the catalytic removal of polychlorinated dibenzodioxins and polychlorinated dibenzufurans Exhaust. The exhaust gases can also be flue gases from waste incineration plants.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß statt ei ner Vielzahl von Strömungsleitblechen im Gaseinleitungsbereich, welche mit einer aufwendigen Stützkonstruktion statisch gesichert werden müssen, eine weitgehend selbsttragende Konstruktion eines Strömungsgleichrichters eingesetzt wird. Die für eine optimale Nutzung des Katalysators erforder liche Vergleichmäßigung der Gasströmung in Strömungsrichtung des Gases vor dem Katalysator kann schnell und einfach erzielt werden, da der Win kel zwischen den in Strömungsrichtung des Gases vor dem Katalysator be findlichen Strömungsgleichrichtern (1, 2) einzige Variable ist, wogegen die Strömungsleitbleche in Anzahl, Form, Größe, Anstellwinkel und Posi tion bestimmt werden müssen.The advantages that can be achieved with the invention are that a largely self-supporting construction of a flow straightener is used instead of a plurality of flow baffles in the gas inlet area, which must be statically secured with an elaborate support structure. The required equalization of the gas flow in the flow direction of the gas upstream of the catalyst for optimal use of the catalyst can be achieved quickly and easily since the angle between the flow rectifiers ( 1 , 2 ) in the flow direction of the gas upstream of the catalyst is the only variable , whereas the flow baffles must be determined in number, shape, size, angle of attack and position.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Strömungs gleichrichtern gegenüber dem Einsatz von Strömungsleitblechen gemäß dem Stand der Technik zeigt sich bei staubbeladenen Abgasströmen. Hier bilden sich erfahrungsgemäß Staubablagerungen in der Strömungstotzone auf der der Strömungsrichtung des Gases abgewandten Seite des Strömungsleit blechs. Diese Staubablagerungen lösen sich dann schlagartig von dem Strö mungsleitblech und verstopfen den in Strömungsrichtung des Gases hinter den Leitblechen angeordneten Katalysator. Aufgrund der andersartigen Geo metrie des Strömungsgleichrichters, gekennzeichnet z. B. durch eine La mellen- oder Gitterstruktur mit gegenüber Strömungsleitblechen stark ver minderter Ausdehnung in Strömungsrichtung des Gases, wird die Bildung großer, zusammenhängender Staubablagerungen verhindert. Zudem wird die Bildung der Staubablagerungen durch die im Wirkungsprinzip des Strö mungsgleichrichters begründete schonende Strömungsumlenkung (Gleich druckumlenkung) weitgehend unterdrückt.Another advantage of the device according to the invention with flow rectifiers compared to the use of flow baffles according to State of the art is evident in dust-laden exhaust gas flows. Form here experience shows that dust deposits in the current dead zone on the the direction of flow of the gas facing away from the flow guide tin. These dust deposits then suddenly detach from the stream guide baffle and clog behind in the direction of flow of the gas the catalyst arranged catalyst. Because of the different geo metrie of the flow rectifier, marked z. B. by a La Mell or lattice structure with ver strongly compared to flow baffles reduced expansion in the direction of flow of the gas, the formation large, coherent dust deposits prevented. In addition, the Formation of dust deposits through the principle of action of the stream rectifier justified gentle flow deflection (equ pressure deflection) largely suppressed.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, wobei die Beispiele in den folgenden Abbildungen dargestellt sind:The invention is illustrated by the following examples, wherein the examples are shown in the following figures:

Es zeigenShow it

Abb. 1: eine typische Anwendungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fig. 1: a typical application form of the device according to the invention

Abb. 2: eine weitere Anwendungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2: another application of the device according to the invention and

Abb. 3: noch eine weitere Anwendungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 3: yet another application of the device according to the invention.

example 1

Abb. 1 zeigt eine typische Anwendungsform der erfindungsgemäßen Vor richtung. Diese besteht aus dem Gaseinleitungsbereich (3) und dem Reaktor (4). Die Abgrenzungen von Gaseinleitungskanal (6) und Gaseinleitungsbe reich (3) sowie von Gaseinleitungsbereich (3) und Reaktor (4) sind durch die eingezeichneten Trennlinien (8) verdeutlicht. Der Gaseinleitungsbe reich (3) beginnt bereits in einem Abstand vom 0,5-fachen des Quer schnitts (D) des Gaseinleitungskanals (6) entgegen der Strömungsrichtung des Gases, wobei der Abstand von der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) aus gerechnet wird. Die Strömungsgleich richter (1, 2) im Gaseinleitungsbereich (3) bzw. im Reaktor (4) bilden einen Winkel von 75° und sind so angeordnet, daß sie auf einem Teil der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) zusammen treffen. Dabei ist der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strömungs gleichrichter (2) im Reaktor (4) senkrecht zur Reaktorachse angeordnet. Der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungsgleichrichter (1) füllt den gesamten Querschnitt des Gaseinleitungsbereichs (3) und der in Strö mungsrichtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) füllt den ge samten Querschnitt des Reaktors (4) aus. Fig. 1 shows a typical application of the device according to the invention. This consists of the gas inlet area ( 3 ) and the reactor ( 4 ). The boundaries of the gas inlet channel ( 6 ) and the gas inlet area ( 3 ) and the gas inlet area ( 3 ) and the reactor ( 4 ) are illustrated by the dividing lines ( 8 ). The gas inlet area ( 3 ) begins at a distance of 0.5 times the cross section (D) of the gas inlet channel ( 6 ) against the flow direction of the gas, the distance from the intersection between the reactor ( 4 ) and the gas inlet area ( 3 ) is calculated. The flow straighteners ( 1 , 2 ) in the gas inlet area ( 3 ) or in the reactor ( 4 ) form an angle of 75 ° and are arranged so that they meet on part of the line of intersection between the reactor ( 4 ) and gas inlet area ( 3 ) . The second flow rectifier ( 2 ) in the flow direction of the gas is arranged in the reactor ( 4 ) perpendicular to the reactor axis. The first flow straightener ( 1 ) in the direction of flow of the gas fills the entire cross section of the gas inlet area ( 3 ) and the second flow straightener ( 2 ) in the flow direction of the gas fills the entire cross section of the reactor ( 4 ).

Example 2

Abb. 2 zeigt eine weitere Anwendungsform der erfindungsgemäßen Vor richtung. Diese besteht aus dem Gaseinleitungsbereich (3) und dem Reaktor (4). Die Abgrenzungen von Gaseinleitungskanal (6) und Gaseinleitungsbe reich (3) sowie von Gaseinleitungsbereich (3) und Reaktor (4) sind durch die eingezeichneten Trennlinien (8) verdeutlicht. Der Gaseinleitungsbe reich (3) beginnt bereits in einem Abstand vom 0,5-fachen des Quer schnitts (D) des Gaseinleitungskanals (6) entgegen der Strömungsrichtung des Gases, wobei der Abstand von der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) aus gerechnet wird. Die Strömungsgleich richter (1, 2) im Gaseinleitungsbereich (3) bzw. im Reaktor (4) bilden einen Winkel von 75° und sind so angeordnet, daß sie auf einem Teil der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) zusammen treffen. Dabei ist der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strömungs gleichrichter (2) im Reaktor (4) senkrecht zur Reaktorachse angeordnet und füllt nur einen Teil des Reaktorquerschnitts aus. Der in Strömungs richtung des Gases erste Strömungsgleichrichter (1) füllt dagegen den gesamten Querschnitt des Gaseinleitungsbereichs (3) aus. Fig. 2 shows a further application of the device according to the invention. This consists of the gas inlet area ( 3 ) and the reactor ( 4 ). The boundaries of the gas inlet channel ( 6 ) and the gas inlet area ( 3 ) and the gas inlet area ( 3 ) and the reactor ( 4 ) are illustrated by the dividing lines ( 8 ). The gas inlet area ( 3 ) begins at a distance of 0.5 times the cross section (D) of the gas inlet channel ( 6 ) against the flow direction of the gas, the distance from the intersection between the reactor ( 4 ) and the gas inlet area ( 3 ) is calculated. The flow straighteners ( 1 , 2 ) in the gas inlet area ( 3 ) or in the reactor ( 4 ) form an angle of 75 ° and are arranged so that they meet on part of the line of intersection between the reactor ( 4 ) and gas inlet area ( 3 ) . The second flow rectifier ( 2 ) in the flow direction of the gas is arranged in the reactor ( 4 ) perpendicular to the reactor axis and fills only part of the reactor cross section. In contrast, the first flow straightener ( 1 ) in the direction of flow of the gas fills the entire cross section of the gas introduction region ( 3 ).

Example 3

Abb. 3 zeigt noch eine weitere Anwendungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese besteht aus dem Gaseinleitungsbereich (3) und dem Re aktor (4). Die Abgrenzungen von Gaseinleitungskanal (6) und Gaseinlei tungsbereich (3) sowie von Gaseinleitungsbereich (3) und Reaktor (4) sind durch die eingezeichneten Trennlinien (8) verdeutlicht. Der Gaseinlei tungsbereich (3) beginnt bereits in einem Abstand vom 0,5-fachen des Querschnitts (D) des Gaseinleitungskanals (6) entgegen der Strömungsrich tung des Gases, wobei der Abstand von der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) aus gerechnet wird. Die Strömungs gleichrichter (1, 2) im Gaseinleitungsbereich (3) bzw. im Reaktor (4) bil den einen Winkel von 60°. Dabei ist der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungsgleichrichter (1) mit einem Teil der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) bündig und der in Strömungs richtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) im Abstand vom 0,05- fachen des Reaktorquerschnitts (d) in Strömungsrichtung des Gases von der Schnittlinie zwischen Reaktor (4) und Gaseinleitungsbereich (3) angeord net. Weiterhin ist der in Strömungsrichtung des Gases zweite Strömungs gleichrichter (2) senkrecht zur Reaktorachse angeordnet. Außerdem füllen der in Strömungsrichtung des Gases erste Strömungsgleichrichter (1) den gesamten Querschnitt des Gaseinleitungsbereichs (3) und der in Strö mungsrichtung des Gases zweite Strömungsgleichrichter (2) den gesamten Querschnitt des Reaktors (4) aus. Fig. 3 shows yet another application of the device according to the invention. This consists of the gas inlet area ( 3 ) and the re actuator ( 4 ). The boundaries between the gas inlet channel ( 6 ) and the gas inlet area ( 3 ) and the gas inlet area ( 3 ) and the reactor ( 4 ) are illustrated by the dividing lines ( 8 ). The gas inlet area ( 3 ) begins at a distance of 0.5 times the cross section (D) of the gas inlet channel ( 6 ) against the direction of flow of the gas, the distance from the intersection between the reactor ( 4 ) and the gas inlet area ( 3 ) is calculated. The flow rectifiers ( 1 , 2 ) in the gas inlet area ( 3 ) or in the reactor ( 4 ) form an angle of 60 °. Here, the first in the flow direction of the gas flow rectifier (1) is flush with a portion of the intersection line between the reactor (4) and a gas inlet zone (3) and the direction in flow of the gas second flow rectifier (2) at a distance of from 0.05 times the reactor cross-section (d) net in the flow direction of the gas from the intersection between the reactor ( 4 ) and the gas inlet area ( 3 ). Furthermore, the second flow rectifier ( 2 ) is arranged perpendicular to the reactor axis in the flow direction of the gas. In addition, the first flow straightener ( 1 ) in the flow direction of the gas fill the entire cross section of the gas introduction region ( 3 ) and the second flow straightener ( 2 ) flow direction of the gas fill the entire cross section of the reactor ( 4 ).

Claims

1. Reactor ( 4 ) for catalytic gas phase reactions with a gas inlet area ( 3 ) at the inlet of the reactor ( 4 ) and an adjoining gas inlet channel ( 6 ) with a cross-sectional area (D) which flows smoothly into the gas inlet area ( 3 ), wherein the cross-sectional area of the gas inlet channel ( 6 ) in the gas inlet area ( 3 ) is expanded compared to the cross-sectional area (D) in front of the gas inlet area ( 3 ) and straighten with two flow equalizers arranged transversely to the flow direction of the gas ( 1 , 2 ), the in the flow direction of the gas first flow straightener ( 1 ) in the gas inlet area ( 3 ) from the point ( 5 ) closest to it on the interface between the reactor ( 4 ) and gas inlet area ( 3 ) in the opposite flow direction of the gas up to 0.1 times the cross section (D. ) of the gas inlet channel ( 6 ) is arranged away and the second flow in the flow direction of the gas Rectifier ( 2 ) at the inlet of the reactor ( 4 ) from the point ( 7 ) closest to it on the section line between the reactor ( 4 ) and the gas inlet area ( 3 ) in the direction of flow of the gas up to 0.1 times the reactor cross-section is arranged.

2. Reactor ( 4 ) according to claim 1, characterized in that the first flow straightener ( 1 ) in the flow direction of the gas with the flow straightener second flow straightener ( 2 ) forms an angle of 50 ° to 90 °.

3. Reactor ( 4 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the second flow rectifier ( 2 ) is arranged perpendicular to the reactor axis in the flow direction of the gas.

4. Reactor ( 4 ) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the plane of the flow rectifier in the flow direction of the gas flow rectifier ( 1 ) with the plane of the flow flow gas second flow rectifier ( 2 ) at a point of the cutting line meets between the reactor ( 4 ) and the gas inlet area ( 3 ).

5. Reactor ( 4 ) according to claim 4, characterized in that the first flow straightener ( 1 ) in the flow direction of the gas and the second flow straightener ( 2 ) in the flow direction of the gas at a point on the line of intersection between the reactor ( 4 ) and the gas introduction region ( 3 ) meet.

6. Reactor ( 4 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first flow rectifier in the flow direction of the gas rectifier ( 1 ) and / or the flow rectifier in the flow direction of the gas second flow rectifier ( 2 ) are grid-shaped.

7. Reactor ( 4 ) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the first flow rectifier in the flow direction of the gas rectifier ( 1 ) and / or the flow rectifier in the flow direction of the gas second flow rectifier ( 2 ) are lamellar, the fins are arranged transversely to the direction of flow of the gas.

8. Reactor ( 4 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first flow rectifier in the flow direction of the gas rectifier ( 1 ) the entire cross section of the gas introduction region ( 3 ) and / or the second flow rectifier in the flow direction of the gas ( 2 ) Fill out the entire reactor cross-section.

9. Reactor ( 4 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first flow rectifier in the flow direction of the gas rectifier ( 1 ) in cross section of the gas introduction region ( 3 ) and / or the second flow rectifier in the flow direction of the gas ( 2nd ) partially fill the reactor cross-section.

10. Use of a catalyst-containing reactor ( 4 ) which has a gas inlet area ( 3 ) at the entrance and an adjoining gas inlet channel ( 6 ) with a cross-sectional area (D) which flows smoothly into the gas inlet area ( 3 ), the cross-sectional area the Gaseinleitungska nals ( 6 ) in the gas inlet area ( 3 ) compared to the cross-sectional area (D) in front of the gas inlet area ( 3 ) is expanded and with two flow rectifiers arranged transversely to the flow direction of the gas ( 1 , 2 ), the flow direction of the gas he Most flow rectifier ( 1 ) in the gas inlet area ( 3 ) from the point ( 5 ) closest to it on the interface between the reactor ( 4 ) and gas inlet area ( 3 ) in the opposite direction of flow of the gas up to 0.1 times the cross Section (D) of the gas inlet channel ( 6 ) is arranged away and the second in the flow direction of the gas e Flow rectifier ( 2 ) at the inlet of the reactor ( 4 ) from the point ( 7 ) closest to it on the section line between the reactor ( 4 ) and Ga seinleitungsbereich ( 3 ) in the flow direction of the gas up to 0.1 times of the reactor cross section is arranged for the catalytic treatment of exhaust gas.

11. Use according to claim 10 for the catalytic removal of Nitrogen oxides from exhaust gas.

12. Use according to claim 10 for the catalytic removal of poly chlorinated dibenzodioxins and polychlorinated dibenzofurans Exhaust gas.

13. Use according to one of claims 10 to 12 for the treatment of Exhaust gas from large combustion plants or waste incineration plants.