RU125094U1 - Каталитическая система для осуществления гетерогенных реакций - Google Patents
Каталитическая система для осуществления гетерогенных реакций Download PDFInfo
- Publication number
- RU125094U1 RU125094U1 RU2012134206/05U RU2012134206U RU125094U1 RU 125094 U1 RU125094 U1 RU 125094U1 RU 2012134206/05 U RU2012134206/05 U RU 2012134206/05U RU 2012134206 U RU2012134206 U RU 2012134206U RU 125094 U1 RU125094 U1 RU 125094U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalytic
- layers
- ring
- blocks
- symmetry
- Prior art date
Links
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 title claims abstract description 57
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking Effects 0.000 claims 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003472 neutralizing Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 8
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области химии, а именно к устройствам и системам для проведения гетерогенных каталитических реакций и может применяться для производства различных химических продуктов и реагентов, а также для очистки и обезвреживания газообразных и жидких выбросов. Описана каталитическая система для осуществления гетерогенных реакций в движущемся реакционном потоке, состоящая из множества каталитических блоков призматического сечения с попеременно чередующимися слоями гибкого микроволокнистого каталитического материала, в виде тканных, либо плетеных либо прессованных плоских полотен, и слоями проницаемого для реакционного потока объемных структурообразующих элементов, выполненная, по меньшей мере, из одного осесимметричного кольца из каталитических блоков, ориентированных таким образом, что плоскости слоев гибкого микроволокнистого каталитического материала и слоев объемных структурообразующих элементов в блоках расположены по радиальным линиям параллельно оси симметрии кольца, а также из, по меньшей мере, одной непроницаемой для реакционного потока перегородки, перекрывающей внутреннее сечение кольца из блоков, перекрывающей внутреннее сечение кольца из блоков в плоскости, перпендикулярной оси симметрии кольца. 1 н.п. ф-лы, 1 илл.
Description
Полезная модель относится к области химии, а именно к устройствам и системам для проведения гетерогенных каталитических реакций и может применяться для производства различных химических продуктов и реагентов, а также для очистки и обезвреживания газообразных и жидких выбросов.
Известен ряд каталитических систем, выполненных на основе гибких структурированных микроволокнистых носителей, в частности - стеклотканей, применение которых в ряде каталитических реакций является чрезвычайно перспективным. (Патенты РФ №2069584, B01J 23/38, 1996.11.27; №2289565, С07С 7/167, 2006.12.20; №2252208, С07С 19/01, 2005.05.20; №2250890, С07С 17/10, 2005.04.27; №2250891, С07С 21/06, 2005.04.27; №2252915, С01В 17/78, B01J 23/56, 2005.05.27).
В то же время, существует задача поиска оптимального способа расположения такого катализатора в реакционном объеме, обеспечивающего максимальную эффективность осуществления реакции (достижение высоких конверсии исходных реагентов и селективностей превращения) в движущемся газовом, жидкостном или газо-жидкостном реакционном потоке при минимальных габаритах контактного устройства (реактора) и минимальном гидравлическом сопротивлении реакционному потоку.
Известна каталитическая система с радиальным слоем стеклотканного материала, содержащая хотя бы один слой гибкого волокнистого катализатора и опорно-распределительное симметричное устройство, осевая линия которого либо совпадает с направлением движения потока реакционной смеси, либо отклоняется от него на угол не более 30°, где катализатор устанавливают на частично или полностью проницаемой для потока реакционной смеси боковой поверхности устройства (Пат. РФ №2200622, B01J 8/04, 2003.03.20). Система отличается низким гидравлическим сопротивлением и высокой эффективностью осуществления реакции.
Недостатками этой системы является возможность закупорки проходов в слоях катализатора механическими примесями, содержащимися в реакционном потоке, что может приводить к снижению эффективности работы системы вплоть до полной потери работоспособности, а также возможная осевая неоднородность распределения потока реакционной смеси.
Известен каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций в движущемся реакционном потоке, состоящий из попеременно чередующихся слоев гибкого микроволокнистого каталитического материала, в виде тканных, либо плетеных либо прессованных плоских полотен, и слоев проницаемого для реакционного потока объемного структурообразующего элемента, отличающаяся тем, что слои гибкого каталитического материала и структурообразующего элемента расположены относительно друг друга на расстоянии 1-20 мм, образуя при этом в совокупности призму, основание которой перпендикулярно направлению расположения слоев. (Пат. РФ на полезную модель №101652, B01J 8/00, 2011.01.27). Применение описанного блока обеспечивает возможность компактного и технологически простого формирования каталитических систем различной геометрии в каталитических реакторах различного масштаба при сохранении высокой эффективности протекания каталитических реакций, относительно низкое гидравлическое сопротивление каталитической системы потоку реакционной смеси и снижение риска закупорки проходов в слоях катализатора механическими примесями.
Недостатком таких систем являются недостаточно низкое гидравлическое сопротивление при больших расходах реакционной смеси, а также возможное наличие неоднородностей распределения реакционного потока по сечению каталитической системы, снижающих эффективность ее работы.
Полезная модель решает задачу разработки простой и удобной в эксплуатации каталитической системы для осуществления гетерогенных реакций, обеспечивающей низкое гидравлическое сопротивление при больших расходах реакционной смеси, а также минимизацию неоднородностей распределения реакционного потока по сечению каталитической системы.
Задача решается предложенной каталитической системой для осуществления гетерогенных реакций в движущемся реакционном потоке, которая состоит из множества каталитических блоков призматического сечения с попеременно чередующимися слоями гибкого микроволокнистого каталитического материала, в виде тканных, либо плетеных либо прессованных плоских полотен, и слоями проницаемого для реакционного потока объемных структурообразующих элементов, выполненная, по меньшей мере, из одного осесимметричного кольца из каталитических блоков, ориентированных таким образом, что плоскости слоев гибкого микроволокнистого каталитического материала и слоев объемных структурообразующих элементов в блоках расположены по радиальным линиям параллельно оси симметрии кольца, а также из, по меньшей мере, одной непроницаемой для реакционного потока перегородки, перекрывающей внутреннее сечение кольца из блоков, перекрывающей внутреннее сечение кольца из блоков в плоскости, перпендикулярной оси симметрии кольца. При этом объемный структурообразующий элемент может быть выполнен в виде металлической равномерно гофрированной сетки либо металлической сетки объемного плетения, а микроволокнистый каталитический материал может быть выполнен на основе стеклотканевого носителя. Каталитическая система может быть выполнена из двух и более осесимметричных колец из каталитических блоков, последовательно расположенных вдоль общей оси симметрии.
Технический результат полезной модели заключается в том, что радиальное расположение каталитических блоков позволяет формировать компактную каталитическую систему с большим сечением для прохода реакционного потока, что обеспечивает снижение скорости потока внутри блоков и соответствующее снижение гидравлического сопротивления каталитической системы потоку реакционной смеси. Ориентация плоскостей слоев гибкого микроволокнистого каталитического материала и слоев объемных структурообразующих элементов в блоках по радиальным линиям параллельно оси симметрии кольца обеспечивает перераспределение потоков внутри блоков по оси системы и, таким образом, позволяет минимизировать неоднородности распределения потока по объему каталитической системы даже при наличии существенной осевой неоднородности распределения потока по осевой координате системы.
Каталитическая система поясняется Фиг., на которой 1, 2, 3 - осесимметричные кольца из каталитических блоков, 4 - каталитические блоки, 5 - ось симметрии, 6 - непроницаемая перегородка, 7 - слои гибкого микроволокнистого каталитического материала, 8 - слои объемных структурообразующих элементов. Стрелками показаны линии движения реакционного потока.
Более подробно на Фиг. изображен пример каталитической системы, состоящей из трех горизонтально расположенных осесимметричных колец из каталитических блоков 1-3, каждое из которых состоит из восьми каталитических блоков прямоугольного сечения 4. Кольца расположены последовательно одно над другим вдоль общей вертикальной оси симметрии 5. Внутреннее сечение нижнего кольца в плоскости, перпендикулярной оси симметрии кольца, снизу перекрыто непроницаемой для реакционного потока перегородкой 6. Плоскости слоев гибкого микроволокнистого каталитического материала 7 и слоев объемных структурообразующих элементов 8 в блоках расположены вертикально, параллельно осевой линии, по радиальным линиям от оси симметрии к внешней части системы. Реакционный поток может подаваться сверху во внутреннюю часть системы, после чего он проходит в горизонтальном направлении сквозь каталитические блоки через проходы, образованные слоями проницаемого для реакционного потока объемных структурообразующих элементов, где поток контактирует с микроволокнистым катализатором. Прореагировавший поток выходит с внешней стороны системы.
Расположение каталитических блоков в несколько слоев в форме радиальных колец позволяет сформировать каталитическую систему с большим боковым сечением для прохода реакционного потока, что обеспечивает снижение скорости потока внутри блоков и соответствующее снижение гидравлического сопротивления каталитической системы потоку реакционной смеси. Известно, что гидравлическое сопротивление каталитических блоков потоку, движущемуся в любом направлении вдоль поверхности объемных структурообразующих элементов является относительно невысоким по сравнению с сопротивлением при течении потока сквозь слои структурообразующих элементов и слои катализатора. По этой причине, вертикальное расположение указанных слоев по радиальным направляющим обеспечивает не только горизонтальное течение потока сквозь каталитический блок с минимальным гидравлическим сопротивлением, но также и возможность вертикального перераспределения потока внутри блоков при наличии вертикальной неоднородности потока на входе в блоки, типичной для радиальных каталитических систем, с соответствующим повышением однородности распределения потока по объему каталитической системы и общему повышению эффективности работы каталитической системы. При этом отсутствие неоднородности распределения потока по радиальным направляющим обеспечивается общей осевой симметричностью системы.
Применение описанной системы обеспечивает проведение гетерогенных каталитических реакций с высокой эффективностью, с минимальным гидравлическим сопротивлением и минимальным риском снижения работоспособности системы в результате закупорки проходов в слоях катализатора.
Claims (4)
1. Каталитическая система для осуществления гетерогенных реакций в движущемся реакционном потоке, состоящая из множества каталитических блоков призматического сечения с попеременно чередующимися слоями гибкого микроволокнистого каталитического материала, в виде тканных, либо плетеных, либо прессованных плоских полотен, и слоями проницаемого для реакционного потока объемных структурообразующих элементов, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, одно осесимметричное кольцо из каталитических блоков, ориентированных таким образом, что плоскости слоев гибкого микроволокнистого каталитического материала и слоев объемных структурообразующих элементов в блоках расположены по радиальным линиям параллельно оси симметрии кольца, а также содержит, по меньшей мере, одну непроницаемую для реакционного потока перегородку, перекрывающую внутреннее сечение кольца из блоков в плоскости, перпендикулярной оси симметрии кольца.
2. Каталитическая система по п.1, отличающаяся тем, что объемный структурообразующий элемент выполнен в виде металлической равномерно гофрированной сетки либо металлической сетки объемного плетения.
3. Каталитическая система по п.1, отличающаяся тем, что микроволокнистый каталитический материал выполнен на основе стеклотканевого носителя.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU125094U1 true RU125094U1 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1302842C (zh) | 用于生产光气的反应器和方法 | |
RU101652U1 (ru) | Каталитический блок и каталитическая система для осуществления гетерогенно-каталитических реакций | |
JP6073236B2 (ja) | 粒子用保持装置としてニットワイヤーメッシュを有する化学反応器 | |
US7749467B2 (en) | Optimizer hydraulic enhancement using milled plate | |
CN1898152A (zh) | 借助气相氧化氯化氢的制备氯气的方法 | |
TW201603881A (zh) | 多管徑向床反應器 | |
RU66975U1 (ru) | Каталитическая система для осуществления гетерогенных реакций | |
RU180314U1 (ru) | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций | |
CN105582857B (zh) | 一种气液固三相反应器及其应用方法 | |
RU2013143310A (ru) | Способ получения этиленгликоля | |
RU125094U1 (ru) | Каталитическая система для осуществления гетерогенных реакций | |
Lopatin et al. | Structured woven glass-fiber IC-12-S111 catalyst for the deep oxidation of organic compounds | |
RU145037U1 (ru) | Каталитический картридж для осуществления гетерогенных каталитических реакций | |
CN109437100B (zh) | 一种氢碘酸分解制氢用反应器及其制氢方法 | |
RU124925U1 (ru) | Каталитическая система для очистки выхлопных газов дизельных двигателей | |
CN203184019U (zh) | 开窗导流式催化剂填料 | |
CN104607135B (zh) | 一种枣核形格栅式规整填料 | |
CN105935576B (zh) | 用于径向反应器的气态流体的收集器组件 | |
CN103191693A (zh) | 开窗导流式催化剂填料 | |
RU177270U1 (ru) | Блок для осуществления каталитических гетерогенных реакций | |
RU176547U1 (ru) | Блок для осуществления каталитических гетерогенных реакций | |
RU101653U1 (ru) | Каталитический блок и каталитическая система для дожига вредных органических примесей в отходящих газах | |
JP6045404B2 (ja) | 連続式固定床触媒反応装置及びこれを用いた触媒反応方法 | |
RU180450U1 (ru) | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций | |
US8071047B2 (en) | Centerpipe design for radial flow reactor |