PL130720B1 - Reactor for testing activity of catalysts - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest reaktor do badania aktywnosci katalizatorów, równoczesnie dla kilku próbek katalizatora, szczególnie katalizatorów do syntezy amoniaku, praoujacy w ukladzie reaktora rózniczkowego ze wstepnym kontaktowaniem* Znany jest reaktor przeplywowy do badania aktywnosci katalizatorów skonstruowany w ten sposób| ze wewnatrz plaszcza cisnieniowego w postaci grubosoiennej rury jest umieszczona rurka wewnetrzna, w której umieszcza sie badany katalizator. Reaktor posiada pokrywe /glowice/ z bocznym kanalem do wprowadzania reagentów do przestrzeni miedzy plaszczem a rurka wewnetrzna 1 kanalem do wyprowadzania gazów poreakcyjnych z rurki po przejsoiu przez katalizator* Reaktor jest dodatkowo wyposazony w termopare dla mierzenia temperatury w zlozu katalizatora* V reaktorze tym mozna badaó aktywnosc tylko Jednej próbki katalizatora w ukladzie reaktora calkowego* Celem wynalazku bylo skonstruowanie takiego reaktora* w którym mozna byloby równoczes¬ nie badaó aktywnosc kilku próbek katalizatora w ukladzie reaktora rózniczkowego ze wstep¬ nym kontaktowaniem, dajacego wyniki pomiarów o lepszej jakosci* Reaktor wedlug wynalazku, skladajacy sie z plaszcza cisnieniowego i glowicy, polaczo¬ nyoh ze soba rozlacznie, charakteryzuje sie tym, ze Jego glowica stanowi Jeden zwarty element, w którym znajduje sie jeden centralny kanal do doprowadzania reagentów, kilka kanalów do wyprowadzania gazów z komór reakoyjnych oraz krócce do wyprowadzania termo- par z tyoh kanalów, a ponadto glowica w górnej czesci posiada na przedluzeniu kanalów wyprowadzajacych gaz umocowane na stale rurki z pojemnikami na badany katalizator* Rurki te siegaja w glab plaszoza cisnieniowego* Górne odcinki rurek stanowia boczne sciany komór reakoyjnych, w których umieszcza sie badane próbki katalizatora* Komora2 130 720 reakcyjna Jest ograniczona od dolu koncówka termopary, Ujsoia kanalów "wyprowadzajacych gaz sa usytuowane na róznych poziomach glowicy i wychodza z glowicy w Jednym kierunku* Rurki sa rozmieszczone na glowicy obwodowo i wchodza do odpowiednich otworów nieprzelo¬ towych plaszcza, majacych bezposrednie polaczenie z kanalem doprowadzajacym reagenty* Plaszcz reaktora Jest ogrzewany z zewnatrz np. grzejnikiem elektrycznym. Dodatkowy grzejnik moze byc równiez nalozony na glowice.

Taka "budowa reaktora zapewnia utrzymywanie wszystkich doprowadzen i wyprowadzen gazu w podwyzszonej temperaturze, co zapobiega kondensacji skladników mieszaniny gazowej przed zaworami. Dodatkowym czynnikiem poprawiajacym stabilizacje i plynna regulacje temperatur gazów wylotowych Jest dostatecznie duza pojemnosc cieplna glowicy. Usytuowanie wyjsc kanalów wyprowadzajacych gaz poreakcyjny z Jednej strony glowicy umozliwia dostatecznie bliskie zamontowanie tablicy sterowniczej z zaworami, co ulatwia obsluge urzadzenia, a umiejscowienie kanalów wylotowych na róznych poziomach w glowicy pozwala zachowac praktycznie jednakowa dlugosc tych kanalów a przez to zachowanie odpowiedniej temperatury. Umieszczenie krócców w glowicy eliminuje ich demontaz przy wymianie próbek katalizatora.

Reaktor wedlug wynalazku jest szczególnie przydatny do badania aktywnosci katalizato¬ rów do syntezy amoniaku, V reaktorze mozna prowadzic badania w zakresie temperatur do 520°C i olsnienia do 30 MPa, W reaktorze mozna oznaczac aktywnosc katalizatora o malyoh rozmiarach ziarna rzedu 0,1 mm.

Przedmiot wynalazku Jest uwidoczniony w przykladzie wykonania reaktora do równoczesne¬ go badania aktywnosol szesciu próbek katalizatora do syntezy amoniaku. Na fig* 1 jest przedstawiony reaktor w przekroju podluznym, na fig, 2 przekrój A-A przez plaszcz reakto¬ ra z rozmieszczeniem komór reakcyjnyoh i termopar, a na fig, 3 - 5 «a pokazane przekroje przez kanaly wylotowe gazów poreakcyjnych na poszozególnych poziomach glowicy.

Reaktor posiada cisnieniowy plaszcz 1, ogrzewany z zewnatrz np, grzejnikiem elektryoz- nym, nie pokazanym na rysunku. Plaszcz cisnieniowy Jest stalowym walcem z nawierconymi z Jednej strony szescioma nieprzelotowymi otworami 10, Otwory te sa nawiercone wzdluz na pewna glebokosc, obwodowe i symetrycznie wokól srodka /przekrój A^A/ waloa. Plaszcz 1 jest polaczony rozlacznie z glowica 6, Obie czesci sa uszczelnione miedzy soba za pomoca soczewkowej uszczelki 5» Glowice> zawiera jeden centralny kanal 9 do doprowadzania reagentów, szesc kanalów 7 do wyprowadzania gazów poreakcyjnych z poszozególnych komór reakcyjnyoh 2 z badanymi próbkami katalizatora 1 krócce 8 z wyprowadzeniami termopar plaszczowych 3, V górnej czesci glowicy, na przedluzeniu kanalów 7 wyprowadzajacych gaz, sa trwale umooowane rurki h w ilosci szesc sztuk. Górna czesc wnetrza kazdej rurki k stanowi komora reakcyjna 2, ograniczona od dolu konoówka termopary plaszczowej 3» Górna czesc rurki k jest tak skonstruowana, aby stanowila pojemnik na badany katalizator. Rur¬ ki k sa rozmieszczone na glowicy obwodówo i symetrycznie, ale posiadaja mniejsza sredni-* cee niz otwory 10 w plaszczu. Po polaozeniu glowicy z plaszczem rurki 4 wchodza swobod¬ nie w otwory 10 plaszoza, a szczeliny wytworzone miedzy nimi maja polaczenie z kanalem 4 doprowadzajacym reagenty. Ujscia kanalów 7 wyprowadzajaoyoh gazy poreakoyjne sa usytuowa- ne na trzech poziomach, a dlugosc tych kanalów Jest praktycznie Jednakowa, oo jest poka¬ zane na przekrojach S-B, C-C i D-D /fig» 3-5A UJsoia kanalów 7 sa skierowane w Jedna strone w kierunku tablicy sterowniczej z zaworami, nie uwidocznionymi na rysunkach.

Zasada dzialania reaktora Jest nastepujaca: do komór reakcyjnych 2 zawierajacych badane próbki katalizatora do syntezy amoniaku doprowadza sie przewodem 9 mieszanine reagentów /gaz azotowo-w odórowy o pewnym stopniu przereagowania w reaktorze wstepnego kontaktu/. Reagenty szczelina miedzy otworami 10 w plaszczu a rurkami k przedostaja sie na katalizator. Gaz po przejsoiu przez katalizator jest odprowadzany kanalami 7 do tablicy sterowniczej i analitycznego oznaczania przyrostu zawartosci amoniaku w gazie np, metoda interferometryczna. Po skonczonym oznaczeniu odlacza sie plaszcz 1 od glowicy 6 i wyjmuje badane próbki katalizatora.130 720 3 Z a s t r e * e n 1 a patentowe 1# Reaktor do badania aktywnosci katalizatorów równoczesnie dla kilku próbek, sklada¬ jacy sie z plaszcza cisnieniowego i glowicy z kanalami, polaczonych ze soba rozlacznie, znamienny tym, ze glowica /6/ stanowi Jeden zwarty element, zawierajacy centralny kanal /9/ do doprowadzania reagentów, kanaly /7/ do wyprowadzania gazów poreak¬ cyjnych oraz krócce /8/ do wyprowadzania termopar /3/ z kanalów /7/# a w górnej czesci glowica posiada na przedluzeniu kanalów wyprowadzajacych gaz na trwale umocowane rurki/'*/ z pojemnikami na badany katalizator i rurki te siegaja w glab plaszcza cisnieniowego /1/« 2. Reaktor wedlug zaatrz, 1, znamienny tym, ze górne odcinki rurek /b/ stanowia boczne s0iany komór reakcyjnych /Z/ z próbkami katalizatora a koncówki biegna¬ cych wewnatrz tych rurek termopar /3/ stanowia dolne ograniczenie komory /2/# 3#* Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ujscia kanalów /7/ sa usytuowane na róznych poziomach i wychodza z glowicy w Jednym-kierunku* b* Reaktor wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze rurki /b/ raa rozmieszczone obwodówo w odpowiednich otworaoh /10/ nieprzelotowych plaszcza /1/» 5. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kanal /9/ ma polaczenie bezposrednie z otworami /10/ plaszcza /!/• Fig.1130 720 A-A Fig.2 Fig. 3 -kl Fig. A Fig. 5 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz.

Cena 100 zl