RO107558B1 - Catalytic filling, for hydrogen and oxygene stoichiometric mixtures burning - Google Patents
Catalytic filling, for hydrogen and oxygene stoichiometric mixtures burning Download PDFInfo
- Publication number
- RO107558B1 RO107558B1 RO148717A RO14871791A RO107558B1 RO 107558 B1 RO107558 B1 RO 107558B1 RO 148717 A RO148717 A RO 148717A RO 14871791 A RO14871791 A RO 14871791A RO 107558 B1 RO107558 B1 RO 107558B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- catalytic
- platinum
- hydrogen
- stainless steel
- volume
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Invenția se referă la un tip de umplutură catalitică, mixtă, utilizată în procesul de ardere catalitică, a amestecurilor stoechiometrice, de hidrogen și oxigen, proces ce utilizează apa, ca agent de răcire, în contact direct cu umplutura. Umplutura se caracterizează prin aceea că este alcătuită dintr-o componentă puternic hidrofilă, constând din inele Raschig, din plasă de inox, activată termochimic, în proporție de 85 ... 95 % procente de volum (de preferat 90%) și o componentă catalitică în proporție de 5 ... 15% procente de volum (de preferat 10%), constând dintr-unul din următorii catalizatori hidrofobi: platină pe cărbune și teflon (Pt/C/PTFE); platină pe stiren divinii benzen și teflon Pt/S.D.B./PTFE sau platină pe stiren divinii benzen și polistiren (Pt/S.D.B./PS), sub formă de inele Raschig, întreaga suprafață externă, a fiecărui -inel, fiind acoperită cu plasă de inox, activată chimic.The invention relates to a type of mixed catalytic filler used in the process catalytic combustion, stoichiometric mixtures, hydrogen and oxygen, a process that uses water, like cooling agent in direct contact with the filler. Filling is characterized by being composed of a highly hydrophilic component, consisting of Raschig rings, stainless steel mesh, thermochimically activated, in the proportion of 85 ... 95% percent by volume (preferably 90%) and a component catalytic amount in the proportion of 5 to 15% percent by volume (preferably 10%), consisting of one of the following hydrophobic catalysts: platinum on Coal and Teflon (Pt / C / PTFE); platinum on styrene divinyl benzene and Pt / S.D.B. / PTFE or platinum teflon on styrene divinyl benzene and polystyrene (Pt / S.D.B. / PS) as Raschig rings, the entire external surface of each of them being coated with stainless steel mesh, chemically activated.
Description
Invenția se referă la un tip de umplutură catalitică, mixtă, utilizată în procesul de conversie a hidrogenului la apă, prin arderea catalitică a amestecului stoechiometric, de hidrogen și oxigen, utilizând apa ca agent de răcire, în contact direct cu catalizatorul.The invention relates to a type of mixed catalytic filling used in the process of converting hydrogen to water, by catalytic combustion of the stoichiometric mixture of hydrogen and oxygen, using water as a cooling agent, in direct contact with the catalyst.
Arderea stoechiometrică a hidrogenului cu oxigen:Stoichiometric combustion of hydrogen with oxygen:
H2(g)+O2”*2H2O (v) H=-57,79 Kcal/mol, este o reacție puternic exotermă și este utilizată, îndeosebi, în energetica nucleară, în scopul conversiei hidrogenului îmbogățit izotopic în deuteriu și tritiu din faza gazoasă la apă și în industria chimică, în scopul purificării gazelor de hidrogen sau oxigen.H 2 (g) + O 2 "* 2H 2 O (v) H = -57.79 Kcal / mol, is a highly exothermic reaction and is used, in particular, in nuclear energy, for the purpose of converting isotopically enriched hydrogen into deuterium and tritium from the gaseous phase in water and in the chemical industry, for the purpose of purifying hydrogen or oxygen gases.
Arderea hidrogenului cu oxigen se realizează în practică fie cu flacără de combustie caz în care prezintă dezavantajul unor nivele ridicate de impurități de oxizi de azot și al complexității procesului, fie catalitic utilizând catalizatori clasici, hidrofili de tipul metalelor sau oxizilor metalici pe suport, caz în care amestecurile de hidrogen și oxigen trebuie diluate cu gaze inerte (Ar, He), sub nivelul limitelor de inflamabilitate (4 ... 94%), pentru a preveni creșterea temperaturii de reacție, degradarea termică a catalizatorului și eventuale explozii.The combustion of hydrogen with oxygen is carried out in practice either with a flame of combustion, in which case it has the disadvantage of high levels of impurities of nitrogen oxides and of the complexity of the process, or catalyzed using conventional catalysts, hydrophilic of the type of metals or metal oxides on the substrate, in case that the hydrogen and oxygen mixtures should be diluted with inert gases (Ar, He), below the level of flammability (4 ... 94%), to prevent the increase of the reaction temperature, the thermal degradation of the catalyst and possible explosions.
In scopul arderii stoechiometrice a hidrogenului cu oxigen, se cunoaște un procedeu și un aparat pentru arderea catalitică a hidrogenului și oxigenului gazos în raport stoechiometric.For the purpose of stoichiometric combustion of hydrogen with oxygen, a process and apparatus for catalytic combustion of hydrogen and oxygen gas in stoichiometric ratio is known.
Procedeul respectiv se bazează pe utilizarea, într-un reactor catalitic, tip coloană, a unei umpluturi catalitice mixte, alcătuite dintr-o componentă hidrofilă constând din 75 procente de volum, sfere ceramice, inerte catalitic și o componentă catalitică, hidrofobă, constând din 25 procente de volum catalizator hidrofob de platină pe alumină și teflon, peste care curge apa de răcire, temperatura procesului de ardere fiind astfel menținută sub 100°C.The process is based on the use, in a column-type catalytic reactor, of a mixed catalytic filler, consisting of a hydrophilic component consisting of 75 percent by volume, ceramic spheres, catalytic inert and a catalytic, hydrophobic component, consisting of 25 Percentage of hydrophobic platinum catalyst volume on alumina and Teflon, over which the cooling water flows, the temperature of the combustion process being thus kept below 100 ° C.
Roiul componentei catalitice este acela al promovării reacției de conversie a hidrogenului la apă, caracterul hidrofob al acesteia asigurând accesul reactanților la centrii activi catalitic și împiedicînd pătrunderea apei de răcire în pori și blocarea activității catalitice, iar componenta hidrofilă inertă catalitic asigură distribuția apei de răcire, pe suprafața catalizatorului, acesta preluând căldura de reacție, degajată, temperatura procesului fiind menținută sub 100°C.The role of the catalytic component is that of promoting the reaction of hydrogen conversion to water, its hydrophobic character ensuring the access of the reactants to the catalytic active centers and preventing the cooling water entering the pores and blocking the catalytic activity, and the catalytic inert hydrophilic component ensures the distribution of water, on the surface of the catalyst, it takes on the reaction heat, released, the process temperature being kept below 100 ° C.
Acest tip de umplutură, datorită procentului ridicat de catalizator hidrofob, naturii componentei hidrofile, neuniformității structurii de goluri și caracterului hidrofob al componentei catalitice nu asigură o distribuție uniformă a apei de răcire, pe întreaga suprafață a catalizatorului existând pericolul de explozie, generat de punctele fierbinți de pe suprafețele neudate și pericolul degradării termice a catalizatorului, în cazul unor temperaturi locale, de peste 300°C.This type of filling, due to the high percentage of hydrophobic catalyst, the nature of the hydrophilic component, the unevenness of the hollow structure and the hydrophobic character of the catalytic component, does not ensure a uniform distribution of the cooling water, on the entire surface of the catalyst, with the danger of explosion, generated by the boiling points. from the uneven surfaces and the danger of thermal degradation of the catalyst, in case of local temperatures, above 300 ° C.
Creșterea debitului apei de răcire, chiar dacă ar asigura udarea tuturor pastilelor catalitice, datorită neuniformității distribuției va determina înecarea unora cu blocarea accesului reactanților, spre centrii activi catalitic, datorită solubilității scăzute a acestora în apă și deci, scăderea activității catalitice.Increasing the flow rate of the cooling water, even if it would ensure the watering of all the catalytic pills, due to the unevenness of the distribution, will cause the drowning of some with blocking the access of the reactants, to the catalytic active centers, due to their low solubility in water and thus the decrease of the catalytic activity.
Scopul invenției este acela de a realiza o umplutură catalitică, cu activitate și stabilitate ridicată, în procesul conversiei catalitice a hidrogenului la apă, prin arderea catalitică a amestecurilor stoechiometrice de hidrogen și oxigen, utilizând apa de răcire, în contact direct cu catalizatorul și care să asigure o distribuție uniformă a apei de răcire, pe întreaga suprafață a fiecărui inel catalitic.The object of the invention is to achieve a catalytic filling, with high activity and stability, in the process of catalytic conversion of hydrogen to water, by catalytic combustion of stoichiometric mixtures of hydrogen and oxygen, using cooling water, in direct contact with the catalyst and which ensures a uniform distribution of the cooling water, throughout the entire surface of each catalytic ring.
Umplutura catalitică, conform cu invenția, elimină dezavantajele menționate mai sus, prin aceea că folosește, drept componentă hidrofilă, inele Raschig, de plasa de oțel inoxidabil, cu dimensiunea ochiurilor, de până la 0,7/0,24 mm activată termochimic, în proporție de 85 ... 95% de preferință 90 procente în volum și o componentă catalitică, sub formă de inele Raschig, care constă dintrun catalizator hidrofob, ales dintre platină pe cărbune și teflon (Pt/C/PTFE), platină pe stirendivinil benzen și polistiren (Pt/S.D.B./P.S.) sau platină pe stirendivinil benzen și teflon (Pt/SDB/PTFE) în proporție de 5 ... 15 procente de volum, de preferință 10 procente volumare, sub formă de inele Raschig, având întreaga suprafață externă a fiecărui inel catalitic, acoperită cu plasă de oțel inoxidabil, cu dimensiunea ochiurilor de până la 0,7/0,24 mm, activată termochimic.The catalytic filling, according to the invention, eliminates the disadvantages mentioned above, by using, as a hydrophilic component, Raschig rings, of mesh size stainless steel mesh, up to 0.7 / 0.24 mm thermochemically activated, in 85 to 95% ratio preferably 90 percent by volume and a catalytic component, in the form of Raschig rings, consisting of a hydrophobic catalyst, selected from platinum on coal and Teflon (Pt / C / PTFE), platinum on stirendivinyl benzene and polystyrene (Pt / SDB / PS) or platinum on stirendivinyl benzene and Teflon (Pt / SDB / PTFE) in the proportion of 5 ... 15 percent by volume, preferably 10 percent by volume, in the form of Raschig rings, having the entire surface external of each catalytic ring, coated with stainless steel mesh, mesh size up to 0.7 / 0.24 mm, thermochemically activated.
Invenția prezintă următoarele avantaje:The invention has the following advantages:
- asigură o mai bună distribuție a apei de răcire, pe toată suprafața catalizatorului fapt ce conduce la eliminarea totală a punctelor fierbinți, evitându-se fenomenul de degradare termică a catalizatorului;- it ensures a better distribution of the cooling water, on the whole surface of the catalyst, which leads to the total elimination of the hot spots, avoiding the phenomenon of thermal degradation of the catalyst;
- crește stabilitatea și durata de utilizare a umpluturii catalitice;- increases the stability and durability of the catalytic filling;
- reduce consumul de catalizator;- reduces the consumption of catalyst;
- asigură o activitate catalitică ridicată.- ensures high catalytic activity.
Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției.The following is an example of an embodiment of the invention.
Se măsoară și se cântărește un volum de catalizator de 100 ml platină pe cărbune și teflon (Pt/C/PTFE), cu un conținut de metal activ de 0,4% Pt, aflat sub formă de inele Raschig, de dimensiunea 10 x 10 x 2 mm, volum astfel calculat, încât să reprezinte 10% din volumul total al întregii umpluturi.Measure and weigh a volume of 100 ml platinum catalyst on coal and Teflon (Pt / C / PTFE), with an active metal content of 0.4% Pt, in the form of 10 x 10 Raschig rings. x 2 mm, volume so calculated as to represent 10% of the total volume of the entire filling.
Se taie fâșii dreptunghiulare, de dimensiunea 10 x 19 mm din plasă de oțel inoxidabil, cu dimensiunea ochiurilor de până la 0,7/0,24 mm având deci suprafețele egale cu suprafața interioară a inelelor catalitice și prin roluire pe o baghetă metalică sau de sticlă, se confecționează inele de plasă inox.The rectangular strips, size 10 x 19 mm are cut from stainless steel mesh, with mesh size up to 0.7 / 0.24 mm, thus having the surfaces equal to the inner surface of the catalytic rings and by rolling them on a metal or steel rod. glass, stainless steel mesh rings are made.
Se taie fâșii dreptunghiulare, din același tip de plasă inox, cu dimensiunile 14 x 32 mm, având suprafața egală cu suprafața exterioară a inelelor catalitice.Cut the rectangular strips, of the same type of stainless steel mesh, with dimensions 14 x 32 mm, having the surface equal to the outer surface of the catalytic rings.
Se taie fâșii dreptunghiulare de plasă de inox, de același tip cu dimensiunile 10 x 10 mm și se confecționează inele de plasă de inox, prin roluirea plasei pe o baghetă metalică sau de sticlă, având diametrul egal cu diametrul exterior al inelelor catalitice urmată de tragerea inelului rezultat.Cut the rectangular strips of stainless steel mesh, of the same type with the dimensions 10 x 10 mm and make the stainless steel mesh rings, by rolling the mesh on a metal or glass rod, having the diameter equal to the outer diameter of the catalytic rings followed by the drawing. of the resulting ring.
Plasa de inox astfel tăiată, ca și inelele confecționate, se activează termochimic, pentru mărirea udabilității, în modul următor: se spală foarte bine, cu amestec degresant, inelele realizate și fâșiile tăiate, apoi se spală cu apă, după care se fierb timp de 2 h, în soluție de permanganat de potasiu de concentrație 1,5 % și se spală cu apă, până la îndepărtarea oricăror urme de permanganat de potasiu.The stainless steel mesh so cut, like the rings made, is activated thermochemically, to increase the wateriness, in the following way: it is washed very well, with a degreasing mixture, the rings made and the strips cut, then washed with water, after which they are boiled for a while. 2 h, in 1.5% potassium permanganate solution and wash with water, until any traces of potassium permanganate have been removed.
Se iau apoi inelele mici, de plasă de inox, realizate cu diametrul egal cu diametrul interior, al inelelor catalitice de Pt/C/PTFE și se introduc în interiorul fiecărui inel catalitic, acoperind astfel suprafața interioară a fiecărui inel în parte.The small stainless steel mesh rings, made with the diameter equal to the inner diameter, of the Pt / C / PTFE catalytic rings are then taken and inserted inside each catalytic ring, thus covering the inner surface of each ring separately.
Se iau apoi bucățile mari de plasă de inox și re roluiesc pe suprafața laterală a fiecărui inel catalitic, acoperind-o, după care marginile plasei, ce depășesc capetele inelului catalitic, se îndoaie acoperind astfel și capetele fiecărui inel de catalizator.Then take the large pieces of stainless steel mesh and roll them on the side surface of each catalytic ring, covering it, and then the edges of the mesh, which go over the ends of the catalytic ring, bend, thus covering the ends of each catalyst ring.
Rezultă astfel un inel de catalizator, în care întreaga sa suprafață externă este acoperită cu plasă de oțel inoxidabil, activată termochimic.This results in a catalyst ring, in which the entire outer surface is covered with stainless steel mesh, thermochemically activated.
Se măsoară apoi un volum de 900 ml inele de plasă de inox, activate termochimic și se amestecă manual, cu cele 100 ml inele de catalizator acoperit cu plasă de inox, până la omogenizarea umpluturii.Then, a volume of 900 ml stainless steel mesh rings, thermally activated and mixed manually, with the 100 ml stainless steel coated catalyst rings, until the filling is homogenized.
O astfel de umplutură a fost testată în procesul arderii amestecului stoechiometric de hidrogen și oxigen, timp de 65 zile, utilizând apa, ca agent de răcire, curgând direct peste umplutura catalitică, timp în care umplutura a dovedit o stabilitate bună și o activitate ridicată și constantă de 710 x 103 moli/g.h.Such filling was tested in the process of burning the stoichiometric mixture of hydrogen and oxygen, for 65 days, using water, as a cooling agent, flowing directly over the catalytic filling, during which the filling proved to have good stability and high activity and constant 710 x 10 3 moles / gh
Procedându-se în același mod, se pot utiliza catalizatori de Pt/S.D.B./P.T.F.E. sau Pt/S.D.B/P.S.Proceeding in the same way, Pt / S.D.B. / P.T.F.E catalysts can be used. or Pt / S.D.B / P.S.
Forma catalizatorului este în funcție de natura sa: inele pentru catalizatori deThe shape of the catalyst is according to its nature: rings for catalysts
Pt/C/P.T.F.E. și Pt/S.D.B./P.T.F.E. și sfere pentru catalizatorul de Pt/S.D.B./P.S., iar dimensiunile se aleg, în funcție de dimensiunile reactorului catalitic, respectânduse din considerente hidrodinamice un raport între diametrul reactorului și cel al inelelor, cuprins între 8 și 12.Pt / C / P.T.F.E. and Pt / S.D.B. / P.T.F.E. and spheres for the Pt / S.D.B. / P.S. catalyst, and the dimensions are chosen, depending on the dimensions of the catalytic reactor, having respected for hydrodynamic reasons a ratio between the diameter of the reactor and that of the rings, between 8 and 12.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO148717A RO107558B1 (en) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | Catalytic filling, for hydrogen and oxygene stoichiometric mixtures burning |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO148717A RO107558B1 (en) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | Catalytic filling, for hydrogen and oxygene stoichiometric mixtures burning |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO107558B1 true RO107558B1 (en) | 1993-12-30 |
Family
ID=20128961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO148717A RO107558B1 (en) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | Catalytic filling, for hydrogen and oxygene stoichiometric mixtures burning |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO107558B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1087649C (en) * | 1999-09-28 | 2002-07-17 | 无锡中新石油化工配件有限公司 | Process for preparing graphite Raschig ring |
| EP4194086A1 (en) | 2021-12-09 | 2023-06-14 | INCDTCI - ICSI Institutul National de Cercetare- Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice si Izotopice | Process for manufacture of a hydrophobic catalyst comprising platinum on carbon and ptfe, hydrophobic catalyst and use thereof |
-
1991
- 1991-11-11 RO RO148717A patent/RO107558B1/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1087649C (en) * | 1999-09-28 | 2002-07-17 | 无锡中新石油化工配件有限公司 | Process for preparing graphite Raschig ring |
| EP4194086A1 (en) | 2021-12-09 | 2023-06-14 | INCDTCI - ICSI Institutul National de Cercetare- Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice si Izotopice | Process for manufacture of a hydrophobic catalyst comprising platinum on carbon and ptfe, hydrophobic catalyst and use thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Andersen et al. | The catalytic treatment of nitric acid plant tail gas | |
| RU2010104936A (en) | CATALYST AND METHOD FOR PRODUCING CHLORINE BY OXIDATION OF HYDROGEN HYDROGEN IN A GAS PHASE | |
| DE60321136D1 (en) | PRESULFATED AND PRENITIZED CATALYST, CONTAINING PLATINUM ON CARRIER CONSISTING OF MAGNESIUM OXIDE AND CEROXIDE FOR REDUCING NO TO N2 WITH HYDROGEN UNDER NOX-OXIDATION CONDITIONS | |
| GB1330841A (en) | Catalytic reactions | |
| Baker et al. | Catalyzed nitric oxide reduction with carbon monoxide | |
| US3056646A (en) | Method of effecting the catalytic contact of gases containing oxygen and methane | |
| RO107558B1 (en) | Catalytic filling, for hydrogen and oxygene stoichiometric mixtures burning | |
| Yang et al. | Investigation of low concentration methane combustion in a fluidized bed with Pd/Al 2 O 3 as catalytic particles | |
| Veldsink et al. | Intrinsic kinetics of the oxidation of methane over an industrial copper (II) oxide catalyst on a γ-alumina support | |
| Wikstrom et al. | Catalytic dissociation of nitrogen dioxide | |
| JPS56161841A (en) | Manufacture of composite oxide catalyst | |
| Nicholas et al. | Oxidation of an automobile exhaust gas mixture by fiber catalysts | |
| US3705231A (en) | Selective removal of nitrogen dioxide from gases | |
| RU2104922C1 (en) | Method for thermochemical decomposition of nitrogen oxide | |
| Inui et al. | Low temperature oxidation of hydrogen enhanced by spillover on a nickel-based composite catalyst | |
| Xia et al. | Comparison of CO2/H2/H2O hydrate formation processes with different promoters | |
| Tanaka et al. | Intermediate oxygen species of homomolecular oxygen exchange and the oxidation of carbon monoxide over zinc oxide under illumination | |
| GB972683A (en) | Process and catalyst for eliminating combustible components from waste gases | |
| GB1123585A (en) | Process for the removal of hydrogen and/or oxygen from gaseous mixtures | |
| US3480384A (en) | Selective removal of oxygen from a hydrogen-ethylene stream | |
| JPS56108538A (en) | Catalyst for preparing methane and preparation thereof | |
| Golyashova et al. | INFLUENCE OF PARAMETRS OF GLASS-FIBER CATALYST PACKING ON ITS APPARENT ACTIVITY IN NO, CO, C | |
| LOVACHEV et al. | Kinetics of Hydrogen Oxidation—Part 4. Inhibition and Catalysis at High Degrees of Conversion | |
| Ionita et al. | Catalytic Mixed Packing for H2—O2 Recombination at Low Temperature | |
| IONITA et al. | CATALYTIC MIXED PACKING FOR H,-O, RECOMBINATION AT LOW TEMPERATURE |