Изобретение относится к конструкциям каталитических реакторов, обеспечивающих преобразование тепловой энергии и ее аккумулирование в виде энергии химических связей, и может быть использовано в химической технологии, системах теплоснабжения для термохимического преобразования сконцентрированной солнечной энергии. The invention relates to the design of catalytic reactors that provide the conversion of thermal energy and its accumulation in the form of energy of chemical bonds, and can be used in chemical technology, heat supply systems for thermochemical conversion of concentrated solar energy.
Целью изобретения является снижение гидравлического сопротивления и максимальное использование нагреваемой поверхности. The aim of the invention is to reduce hydraulic resistance and maximum use of the heated surface.
На чертеже изображена схема каталитического реактора. The drawing shows a diagram of a catalytic reactor.
Каталитический реактор для проведения эндотермических реакций содержит размещенные в корпусе 1 с изоляцией 2 противоточный теплообменник 3, подключенный к нему испаритель 4 воды и конверторный элемент с катализатором, выполненный в виде двух соосных обечаек 5 и 6, установленных с зазором 7 относительно корпуса 1, а между обечайками размещен катализатор 8. The catalytic reactor for carrying out endothermic reactions contains a countercurrent heat exchanger 3 located in the housing 1 with insulation 2, a water evaporator 4 connected to it and a converter element with a catalyst made in the form of two coaxial shells 5 and 6 installed with a gap 7 relative to the housing 1, and between shells placed catalyst 8.
Каталитический реактор для проведения эндотермических реакций работает следующим образом. A catalytic reactor for carrying out endothermic reactions works as follows.
Углеводородный газ смешивается с водой и поступает в теплообменник 3, где происходит нагрев смеси и частичное испарение воды за счет тепла выходящих газов. Затем в испарителе 4 происходит окончательное испарение воды и перегрев пара до температуры слоя катализатора 8. Парогазовая смесь поступает в слой катализатора 8, где происходит его конверсия, причем входящая парогазовая смесь движется сверху вниз по слою катализатора 8, продукты же конверсии (Н2,СО), которые на выходе конверторного элемента имеют температуру катализатора 8, движутся противоточно по зазору 7, окружающему всю боковую поверхность обечайки 5, улучшая изотермичность слоя катализатора 8. Далее продукты конверсии поступают в теплообменник 3, отдают тепло и выходят из корпуса 1.The hydrocarbon gas is mixed with water and enters the heat exchanger 3, where the mixture is heated and the water partially evaporates due to the heat of the exhaust gases. Then, in the evaporator 4, the final evaporation of water occurs and the steam overheats to the temperature of the catalyst layer 8. The vapor-gas mixture enters the catalyst layer 8, where it is converted, and the incoming vapor-gas mixture moves from top to bottom along the catalyst layer 8, the products of conversion (Н 2 , СО ), which at the outlet of the converter element have a catalyst temperature of 8, move countercurrently along the gap 7 surrounding the entire side surface of the shell 5, improving the isothermality of the catalyst layer 8. Next, the conversion products enter exchanger 3, and transfer heat out of the housing 1.
Полученная в результате испытаний реактора высокая эффективность преобразования энергии позволяет рекомендовать его для практического использования в качестве основных узлов термохимических преобразователей потоков энергии высокой плотности, в частности концентрированной солнечной энергии. The high energy conversion efficiency obtained as a result of tests of the reactor allows us to recommend it for practical use as the main components of thermochemical converters of high-density energy flows, in particular concentrated solar energy.
