RU1782326C - Предохранительное устройство - Google Patents
Предохранительное устройствоInfo
- Publication number
- RU1782326C RU1782326C SU914894520A SU4894520A RU1782326C RU 1782326 C RU1782326 C RU 1782326C SU 914894520 A SU914894520 A SU 914894520A SU 4894520 A SU4894520 A SU 4894520A RU 1782326 C RU1782326 C RU 1782326C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sheet
- hydrogen
- catalyst
- sheet carrier
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 56
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 55
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 55
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 26
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 19
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 45
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 21
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- NHYCGSASNAIGLD-UHFFFAOYSA-N chlorine monoxide Inorganic materials Cl[O] NHYCGSASNAIGLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Inorganic materials S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 102100030441 Ubiquitin-conjugating enzyme E2 Z Human genes 0.000 description 1
- 101710192875 Ubiquitin-conjugating enzyme E2 Z Proteins 0.000 description 1
- XWROSHJVVFETLV-UHFFFAOYSA-N [B+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O Chemical class [B+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XWROSHJVVFETLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical class [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B5/00—Water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C5/00—Alloys based on noble metals
- C22C5/04—Alloys based on a platinum group metal
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
- G21C19/317—Recombination devices for radiolytic dissociation products
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
1
(21)4894520/26
(62)4356243/04
(23) 29.07 88
(22)210291
(46) 15,1292 Бюл №46
(31)Р 3725290 9
(32)30.07 87
(33)DE
(71)Форшунгсцентрум Юлих ГмбХ (DE)
(72)Карл-Хайнц Клатт, Ральф Конрад, Хель мут Венцл. Амийа Какраборти, Юрген Роде и Эдмунд Керстинг (DE)
(56) Патент США №4407774, кл. G 21 С 9/00, 1983.
За вка ФРГ №3604416, кл. В 01 D 53/22, 1986.
(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование1 изобретение относитс к химическому машиностроению и касаетс предохранительного устройства дл каталитического окислени водорода в содержащей водород и кисл ород атмосфере. Сплав, содержащий не менее 80 мае. % паллади , не более 19.9 мае. % никел и не более 10 мае % меди, используют в качестве катализатора окислени водорода в содержащей водород и кислород атмосфере в предохранительном устройстве, в котором катализатор расположен в герметичной катализаторной камере, открывающейс при наличии водорода в атмосфере, окружающей камеру и содержащей кислород. 3 з.п. ф-лы, 1 табл , 5 ил
(Л
Изобретение относитс к области химического машиностроени и касаетс предо- хранительного устройства дл каталитического окислени водорода в содержащей водород и кислород атмосфере.
Особенное значение имеет устранение водорода из взрывоопасной, содержащей водород и кислород атмосферы в случае аварий дерных реакторов. Такие газовые смеси могут получатьс прежде всего при авари х дерных расплавов реакторов на легкой воде.
Дл устранений водорода из атмосферы предохранительной емкости дерного реактора известно, что нужно газовую смесь отдувать и вне предохранительной емкости подвергать взаимодействию с оксидом меди СОа при 200°С. Этот способ назван одностадийным , так как образующуюс при реакции медь нужно замен ть Дополнительно предполагаетс , что дл отдувки водорода энерги поступает дл работы насосов . - Известно также, что необходимое воспламенение газбвб й смеси следует проводить и предохранительной емкости. Известно, что дл этдй цели нужно использовать в качестве катализатора платину дл того, чтобы воспламенение проходило в течение 20-400 секунд в зависимости, в частности , от концентрации водорода в газовой смеси, от скорости газа и температуры газа.
Однако вытекающие из этих мер последующие реакции и по вл ющиес нагрузки предохранительной емкости еще не достаточно четко объ снены. В частности, возникающа в результате турбулентности в газовой смеси и соответственно больше ожидаемой скорость распространени фронта пламени и таким образом указанна опасность детонации считаетс критической .
Ч 00
к
CJ Ю ON
GO
В выложенной предварительно за вке на патент ФРГ 36 04 416 описано используемое в предохранительной емкости устрой- дл устранени водорода, в случае которого дл удалени водорода используют металлы, которые обладают большой поглотительной способностью по отношению к водороду при малом парциальном давлении водорода в газовой смеси. Дл предотвращени окислени металлы покрыты водородпроницаемым защитным слоем. В качестве защитного сло также примен ют палладий. Покрытый слоем паллади ванадий оказалс катализатором дл эффективного превращени водорода до воды.
Задачей изобретени вл етс разработка предохранительного устройства дл каталитического окислени водорода в содержащей водород и кислород атмосфере Устройство содержит катализаторную камеру , в которой помещен катализатор.
Целью изобретени вл етс повышение надежности.
Устройство согласно изобретению отличаетс тем. что катализаторна камера выполнена из алюминиевых стенок, припа нных к крышке и друг к другу, а катализатор выполнен на основе сплава паллади и нанесен на лист или сетку из сплава на основе паллади или металлический лист- носитель.
Согласно изобретению лист или сетка, или листовой носитель в катализаторной камере могут быть сложены в виде жалюзи, отдельные листы которого соединены шар- нирно. а верхний лист скреплен с крышкой катализаторной камеры.
Кроме того, лист или сетка, или листовой носитель в катализаторной камере могут быть закручены роликом и предварительно напр жены с помощью спиральной или скрученной пружины,
Катализаторна камера заполнена инертным газом под давлением с содержанием 1-2 об. % водорода.
Используемые согласно изобретению катализаторы нечувствительны по отношению к таким катализаторным дам, как хлор, сера и оксид углерода в газовой смеси, Каталитическое взаимодействие должно быть также возможно при температурах около 100°С, чтобы избежать уверенно реакции гремучей смеси в предохранительной емкости ,j - - -- Сплав на основе паллади содержит по меньшей мере 80 вес. % паллади , и Максимально до 19.9 мае. % другого металла вось- мой группы периодической системы, в частности никел , и максимально 10 мае. % меди. На паллэдиевом сплаве такого типа
водород в присутствии кислорода окисл етс в газовой смеси при температуре около 100°С на поверхности сплава. Врем контакта до начала реакции составл ет в зависимости от заражени газовой атмосферы катализатсрными дами, как хлор, сера или оксид углерода, лишь несколько минут. Оказалось , что PdNiCu - сплавы значительно превосход т каталитическую активность чи0 стого паллади в атмосферах, которые должны быть реально при авари х реакторов. Сплавы должны содержать самые малые количества никел и меди, например никел 1 мае. % и дл меди 0,1 мае. %.
5 Предпочтительным палладиевые сплавы с минимально 89 вес. % паллади , максимально 10 вес. % никел и максимально 1 вес. % меди, пункт 2 формулы изобретени . В частности, выбирают сплав с 96 мае. %
0 паллади , 4 мае % никел и 1 мае. % меди. Сплавы такого типа катализируют окисление водорода в газовых смес х, которые содержат соединени хлора, серы, оксид углерода, с небольшим замедлением. Реак5 ции протекают надежно
Чтобы можно было отобрать и отвести возникающее при окислении водорода тепло предусмотрено нанесение палладиевогсь сплава на отбирающий реакционное тепло
0 листовой носитель с одной или с обеих сторон . В качестве материала дл листового носител пригоден предпочтительно алюминий , или алюминиевый сплав, или медь, или сплав меди
5 Дл использовани сплава паллади в предохранительном устройстве дл каталитического окислени водорода предусмотрена газонепроницаема закрыта катализаторна камера, котора содержит
0 лист, или сетку из сплава паллади , или металлический , покрытый сплавом паллади листовой носитель. Лист или сетка или листовой носитель расположены в катализаторной камере таким образом, чтобы после
5 открывани камеры в случае опасности, то есть тогда, когда в газовую атмосферу, окружающую катализаторную камеру, содержащую кислород, проникает водород, они контактировали с газовой атмосферой. Что0 бы предотвратить загорание газовой смеси при контакте с газовой атмосферой, всю катализаторную поверхность, имеющуюс в распор жении в случае опасности, располагают таким образом, чтобы лист, сетка или
5 листовой носитель при своем нагревании во врем реакции в результате отбора реакционного тепла не нагревались до такой степени , чтобы на катализаторной поверхности достигалась температура воспламенени газовой смеси. Устанавливают граничную
температуру дл катализаторной поверхности , котора лежит ниже температуры восп- ламенени , и необходима дл этого минимальна поверхность листа, сетки или листового носител определ етс с учетом, с одной стороны, ожидаемого количества водорода, которое максимально может проникнуть в газовую атмосферу и которое даст максимальное количество реакционного тепла, а также, с другой стороны, принимаетс во внимание возможна отдача тепла листом, сеткой или листовым носителем в окружающую среду, при этом решающим, в частности, вл етс теплообмен между поверхностью катализатора и газовой атмосферой .
Лист или сетка, или листовой носитель предпочтительно расположены в катализаторной камере таким образом, чтобы они после открывани катализаторной камеры при развитии контактной поверхности выходили наружу. Это целесообразно осуществить под воздействием силы т жести, так что в случае опасности дл развити контактной поверхности нет необходимости в дополнительных устройствах. Дл этого лист, сетка или листовой носитель в катализаторной камере сложены в виде жалюзи и расположены таким образом, что они после открывани предохранительной емкости раскрываютс под действием силы т жести и быстро выдвигаютс в окружающее пространство .
Независимо от силы т жести лист или сетка, или листовой носитель также без дополнительного устройства автоматически могут выдвигатьс в окружающее пространство в том случае, если они внутри катализаторной камеры расположены в виде ролика и предварительно напр женными, так что они после открывани катализаторной камеры под действием силы пружины выкатываютс в окружающее пространство.
Изобретение и дополнительные частности изобретени подробнее по сн ютс нижеприведенными примерами выполнени , В частности показано:
На фиг. 1 дан график изменени (снижение ) давлени в реакционной камере при каталитическом окислении водорода на сплаве паллади , Pd 96 мае. %, Ni 4 мае, %, Си 1 мае. %, а также наблюдаемое при этом изменение (снижение) температуры в листовом носителе, покрытом с одной стороны сплавом паллади , из алюмини и изменение температуры вокруг листового носител ; на фиг. 2 - график изменени давлени и температуры, как на фиг. 1, при каталитическом окислении на сплаве паллади с Pd 90 мае. %. Ni 9,5 мае %, Си 0.5 мае. %; на
фиг. 3 - катализаторна камера со складчатым листом или листовым носителем; на фиг. 4 - катализаторна камера со скрученным в виде ролика листом или листовым 5 носителем; на фиг. 5 - минимальна катализаторна поверхность в зависимости от мак- симальной температуры в листе или листовом носителе.
Пример 1 (по изобретению). Иссле0 довали каталитическое действие сплава паллади , который содержит 95 мае. % Pd, 4 мае. % Ni, 1 мае. % Си и который был нанесен на одну сторону листового носител из алюмини , в реакционной камере, в
5 которую была пропущена газова смесь, составленна в реальных дл аварий реакторов соотношени х, В реакционной камере один или несколько листовых носителей с остающейс свободно нанесенной поверх0 ностью располагали соответственно таким образом, чтобы обе покрытые сло ми стороны были доступны дл получающейс в реакционной камере газовой смеси. Всего в примере 1 выполнени в реакционной каме5 ре с объемом 6,5 л находилось листового носител с общей поверхностью 240 см дл катализа.
На фиг. 1 изображено изменение давлени в реакционной камере (обозначенное
0 кривой I) после пропускани водорода в газовую атмосферу, котора содержит 1,3 бар воздуха, 1,6 бар пара, 0,007 бар СО. В эту газовую атмосферу было подано 0,4 бар водорода
5 Кроме того, на фиг. 1 изображено изменение температуры в листовом носителе с нанесенным слоем (обозначено пунктирной кривой II), а также изменение температуры вокруг листового носител с нанесенным
0 слоем в реакционной камере, то есть вновь указана комнатна температура (обозначено пунктирной кривой III).
После подачи водорода в газовую атмосферу в реакционной камере сначала со5 здаетс давление выше 3,3 бар. В результате возникающего каталитического окислени водорода давление затем падает в течение приблизительно первых 3,5 мин до давлени около 3,15 бар. Давление оста0 етс затем посто нным, из чего следует, что окислительна реакци за это врем в основном уже закончена и св занный водород существует уже в виде вод ного пара.
За тот же промежуток времени темпера5 тура в листовом носителе поднимаетс от 120°С в течение 1 мин до максимальной температуры 260бС. После достижени этой максимальной температуры она снова быстро падает. Через 4 мин листовой носитель снова имеет исходную температуру 120°С.
То, что выдел ющеес при катализе тепло может быть почти полностью поглощено листовым носителем и отведено, показывает незначительное изменение температуры вокруг листового носител с нанесенным слоем в реакционной камере: температура в реакционной камере поднимаетс от 120°С после подачи водорода во врем каталитической реакции максимально до 140°С. Эта максимальна температура была достигнута в течение 2 мин после начала реакции. Непосредственно после этого температура в реакционной камере вновь снижаетс до своего исходного значени .
Пример 2 (по изобретению). На фиг. 2 показано протекание реакции каталитического окислени водорода дл сплава паллади , который содержит 90 мае. % Pd, 9,5 мае. % N1, 0,5 мае. % Си, Сплав паллади был нанесен с обеих сторон на листовой носитель из алюмини Листовой носитель имеет толщину 0,1 мм. Вс каталитическа поверхность составл ет 80 см2.
На фиг. 2 изображено изменение давлени в реакционном камере, а также изменение температуры в листовом носителе таким же образом, как и на фиг. 1: изменение давлени в реакционной камере изображено кривой 1. снижение температуры в листовом носителе изображено кривой II. На фиг. 2 изменение температуры вокруг Листового носител не показано, так как тепловое изменение в реакционной камере здесь очень незначительное. Выдел ющеес при катализе тепло поглощаетс и отводитс листовым носителем.
В случае примера выполнени согласно фиг. 2 в реакционной камере газова атмосфера содержит следующие количества газов: (указаны парциальные давлени ) 1,3 бар воздуха, 1,6 бар вод ного пара, 0,005 бар СО. В газовую атмосферу подают 0,4 бар водорода.
Как и в примере выполнени согласно фиг. 1. в случае используемого здесь сплава паллади каталитическа реакци начинаетс непосредственно noc/ie подачи водорода в газовую атмосферу. С увеличением давлени в реакционной камере при добавлении водорода температура в листовом но- сителе также увеличиваетс . Каталитическое окисление водорода приводит к снижению давлени , давление в реакционной камере снижаетс приблизительно от 3,4 до 3,1 бар. Температура в листовом носителе быстро поднимаетс от 120°С в течение 1 мин до максимально 240°С. После этого она снова падает и достигает уже через 3 мин снова исходного значени 120°С.
Водород полностью переходит в вод ной пар.
На основании этих исследований дл подход щих сплавов было установлено
5 только лишь начало реакции окислени , то есть врем , при котором в результате поглощени реакционного тепла использовали увеличение температуры в листовом носителе ,
0 ПримерЗ (по изобретению). Использовали сплав паллади с 90 мае. % Pd, 9,5 мае. % Ni, 0,5 мае. % Си в виде листа (вальцованна пленка). Особого листового носител не примен ли Размеры листа
5 следующие: 200x20x0,1 мм3. В реакционной камере объемом 6,5 л вс каталитическа поверхность составл ла 80 см2,
В реакционной камере находилась газова смесь с 1,3 бар воздуха, 0,005 бар СО,
0 1,6 бар вод ного пара. В газовую атмосферу были добавлены, кроме того, примеси хлора , водорастворимых аэрозолей (нитратов серебра и борнитратов) и масла, чтобы создать наиболее неблагопри тную дл ката5 литической реакции газовую атмосферу, котора может возникнуть в случае аварии реактора в предохранительной емкости реактора Исходна температура в листе со ставл ла 120°С
0 В реакционную камеру подавали 0,4 бар На. Каталитическое действие сплава паллади про вл лось без замедлени , увеличение температуры в листе было спонтанным. Температура в листе паллади поднималась
5 максимально до 500°С.
Пример 4 (по изобретению). Указанный в примере 3 сплав паллади с 90 мае. % Pd, 9,5 мае. % Ni, 0,5 мае. % Си наносили на листовой носитель из алюмини .
0 В реакционной камере использовали листовой носитель с каталитической общей поверхностью 120 см2, Газова смесь содержала 1,6 бар воздуха, 0,005 бар СО. В эту газовую смесь было добавлено 0,4 бар водо5 рода Исходна температура в листовом носителе составл ла 120°С
Понижение давлени и увеличение температуры происходило через 1 мин. Температура , в листовом носителе поднималась
0 максимально до 325°С.
Пример 5 (по изобретению). Сплав паллади с 94 мае. % Pd, 5 мае. % Ni и 1 мае. % Си с обеих сторон напыл ли на листовой носитель из алюмини . Толщина сплава
5 паллади на обеих сторонах листового носител составила 3000 А. Листовой носитель имел следующие размеры: 200x30x0,1 мм3. Вс каталитическа поверхность в реакционной камере составила 240 см2. Само со- бой разумеетс , что каталитическа реакци
развиваетс тем быстрее, чем больше каталитическа поверхность в реакционной камере используетс . Существенным дл определени каталитической поверхности вл етс однако ее максимально допустимое нагревание вплоть до вышеуказанной температурной границы, лежащей ниже температуры взрывоопасности газовой смеси . Так как при этом отдача тепла из листа или листового носител в окружающую среду вл етс решающим моментом прин ты также указанные удельный переход тепла (коэффициент теплопередачи в Дж/м .кгс). Чтобы обеспечить высокую надежность, стрем тс создать дл газовой атмосферы в предохранительной реакторной емкости в случае аварии возможно большую каталитическую поверхность и ввести ее в действие по возможности быстро.
Имеюща с в реакционной камере газова атмосфера имела следующий состав парциальных давлений: воздуха 1,3 бар, пара 1,6 бар, СО 0,007 бар. Исходна температура в листовом носителе составл ла 120°С. В реакционную камеру было пропущено 0,4 бар Н2.
Каталитическа реакци прошла без замедлени , максимальна температура составила в листовом носителе 280°С.
Пример 6 (по изобретению). Сплав паллади , содержащий 94 мае. % Pd, 5 мае. % Ni, 1 мае. % Си наносили с обеих сторон на листовой носитель из алюмини с размерами 145x28x0,1 мм . В реакционной камере находилс листовой носитель с каталитической поверхнссль.и в общей сложности 180см . Имеюща с в реакционной камере газова атмосфера имела следующий состав газа, выраженный в парциальных давлени х: 1,3 бар воздуха, 1,6 бар вод ного пара, 0,006 бар СО. Начальна температура в листовом носителе составл ла 120°С. Было подано 0,4 бар водорода.
Реакци началась спонтанно, максимальна температура в листовом носителе составила 305°С.
Пример 1. Сплав паллади с 95 мае. % Pd. 4 мае. % Ni и 1 мае. % Си напыл ли с обеих сторон на листовой носитель из меди. В реакционной камере катализаторна поверхность составила 240 см2. В атмосфере воздуха (1,9 бар), наход щуюс в камере, подавали 0,08 бар водорода (4 об. %). Начальна температура в листовом носителе составила приблизительно 100°С.
Несмотр на незначительную концентрацию водорода, реакци развилась непосредственно после пропускани водорода,
максимальна температура составила в листовом носителе 130°С.
Самые важные данные вышеуказанных примеров 1-7 приведены в таблице. 5На фиг. 3 схематично изображена газонепроницаема закрыта катализаторна камера 1 со сложенным в виде жалюзи листовым носителем 2, который покрыт сплавом паллади . Катализаторна камера
0 подвешена своей крышкой 3 к держателю 4. У крышки 3 в двух раздельных промежуточной стенкой 5 пространствах камеры 1а. 1Ь соответственно сама верхн часть листа 2а листового носител прикреплена к краю
5 6. Держатель 4 прикрепл етс , например, к крышке предохранительной емкости реактора таким образом, чтобы под катализатор- ной камерой 1 оставалось свободное пространство дл распространени листо0 вого носител 2 после открывани катализа- торной камеры
Катализаторна камера 1 состоит из алюминиевых стенок 7, которые легко припа ны к крышке 3 и друг с другом. Легкий
5 сплав выбирают потому, что катализаторна камера при по влении вышеуказанной температуры в случае аварии при расправлении соединительных швов с алюминиевыми стенками и друг с другом раскрывает стенки
0 и освобождаетс листовой носитель 2. Листовой носитель затем под действием собственного веса выдвигаетс в пространство под катализаторной камерой 1, Поверхность катализатора приходит в контакт с
5 газовой атмосферой.
В примере выполнени листовой носитель 2 только сложенным используетс в 3 гализаторной камере. Если же нужно получить по возможности плоскую, быстро рас0 правл ющуюс поверхность,
целесообразно отдельные листовые носители у краев соедин ть друг с другом с помощью шарниров, так чтобы соединенные друге другом листовые носители были легко
5 подвижны по отношению друг к другу. Соединенные шарнирами листовые носители не изображены на фиг. 3.
На фиг. 4 изображена бочкообразна катализаторна камера 8, в которой покры0 тый слоем палладиевого сплава листовой носитель 9 накручен в виде ролика на предварительно закрученной в виде спиральной пружины вал 10. После открывани заслонки 11 в днище, котора легко сварена таким
5 же образом, как в примере выполнени согласно фиг. 3 в бочкообразной катализаторной камере 8, листовой носитель 9 под действием пружины выкатываетс в окружающее пространство и освобождает катали- заторную поверхность дл контакта с
возникшей в предохранительной емкости реактора газовой атмосферой. Каталитическое окисление водорода проходит затем в течение нескольких минут.
Обе катализаторные камеры 1 и 8 заполнены в закрытом состо нии инертным газом , например аргоном. Инертный газ находитс под давлением дл предотвращени проникновени иного газа из внешнего пространства. Чтобы обеспечить каталитическое качество сплава паллади в течение длительного времени, в инертной атмосферы содержитс 1-2 об. % водорода.
В представленных на фиг. 3 и 4 катали- заторных камерах вместо покрытых палла- диевыми сплавами листовых носителей использованы также листы или сетки из пал- лздиевых сплавов, в соответствующем случае вальцованных в пленки. Если используют пленки, дл распределени которой в окружающем пространстве, например , прикреплением планки с пленкой к внешнему краю пленки, котора при открывании катализаторной камеры сначала опускаетс . На фиг. 4 изображена така планка 12.
На фиг 5 указана дл предохранительной емкости реактора с общим газовым объемом 80000 м3 необходима катализа- торна поверхность при следующих услови х:
в предохранительную емкость реактора в случае аварии в течение 1000 с (16,6 мин) поступает 800 кг водорода;
катализаторна поверхность при давлении 3 бара в предохранительной емкости реактора не позвол ет достигнуть взрывоопасной температуры водорода и кислорода полученной газовой смеси 600°С.
Принима во внимание выдел ющеес при полном взаимодействии водорода реакционное тепло и принима во внимание экс- периментальноопределенный
коэффициент теплопередачи листового носител с нанесенным слоем, было рассчитано развитие тепла в листовом носителе во врем каталитического окислени . При этом исходили из того, что реакционное тепло экзотермической реакции полностью поглощалось листовым носителем Это тепло затем снова должно было переходить в атмосферу предохранительной емкости реактора Поскольку таким же образом, как при приеме вход щего в предохранительную емкость реактора количества водорода, исходили от неблагопри тных предпосылок при аварии реактора.
На фиг. 5 через минимальную поверхность дл катализаторной поверхности в м2 нанесено температурное увеличение в К, которое наступает максимально в листовом носителе при указанном вторжении водорода . Температурное развитие в листовом носителе определ ют в результате термического равновеси между развитием тепла в результате реакции окислени и отдачей тепла листовым носителем в окружающее пространство. При величине
поверхности 5000 м максимальное температурное повышение остаетс ниже 300 К, т.е. при исходной температуре 120°С температура поднимаетс в листовом носителе приблизительно до 400°С. Эта температура
лежит значительно ниже взрывоопасной температуры и при реальных услови х обеспечивает достаточную предохранительную дистанцию до температуры взрыва.
Claims (4)
1.Предохранительное устройство дл каталитического окислени водорода в содержащей водород и кислород атмосфере, содержащее катализаторную камеру и помещенный в ней катализатор, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности, катализаторна камера выполнена из алюминиевых стенок, припа нных к крышке и одна к другой, катализатор выполнен на основе сплава паллади и нанесен на лист или сетку из сплава на основе паллади или металлический листовой носитель.
2.Устройство по п. 1, отличающее- u с тем, что лист или сетка, или листовой
носитель в катализаторной камере сложены в виде жалюзи, отдельные листы которого соединены шарнирно, верхний лист которого скреплен с крышкой катализаторной камеры .
3. Устройство по п. 1, отличающее- с тем, что лист или сетка, или листовой носитель в катализаторной камере закручены роликом и предварительно напр жены с помощью спиральной или скрученной пружины .
4. Устройство по п. 1, отличающее- с тем, что катализаторна камера заполнена инертным газом под давлением с содержанием 1-2 об. % водорода.
Zeil --
Врем Фиг./
10 min 12
&U$.;
ФШ-3
Ј
г°
°ъ
9SC58a
поверхности ,л хзс&7г0/э% . . .
Фаг-S.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873725290 DE3725290A1 (de) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | Palladiumlegierung als katalysator zur oxidation von wasserstoff in wasserstoff und sauerstoff enthaltender atmosphaere |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1782326C true RU1782326C (ru) | 1992-12-15 |
Family
ID=6332725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914894520A RU1782326C (ru) | 1987-07-30 | 1991-02-21 | Предохранительное устройство |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0301536B1 (ru) |
JP (1) | JP2723544B2 (ru) |
CA (1) | CA1314277C (ru) |
DE (2) | DE3725290A1 (ru) |
RU (1) | RU1782326C (ru) |
SU (1) | SU1757445A3 (ru) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3826503A1 (de) * | 1988-08-04 | 1990-02-08 | Kernforschungsanlage Juelich | Metallschichtsystem zur beseitigung von wasserstoff aus einem gasgemisch |
DE3909540A1 (de) * | 1989-03-22 | 1990-09-27 | Nis Ingenieurgesellschaft Mbh | Vorrichtung zur rekombination von wasserstoff aus einem wasserstoffhaltigen gasgemisch |
DE58908947D1 (de) * | 1989-09-04 | 1995-03-09 | Grs Ges Reaktorsicherheit | Vorrichtung zur Entfernung von Wasserstoff und Auflösung von Sperrschichten. |
DE4003833A1 (de) * | 1990-01-08 | 1991-07-11 | Grs Ges Fuer Reaktorsicherheit | Vorrichtung zur entfernung von wasserstoff aus einem wasserstoff, sauerstoff, dampf und aerosole enthaltenden gasgemisch |
DE4015228A1 (de) * | 1990-05-11 | 1991-11-14 | Siemens Ag | Vorrichtung fuer die rekombination von wasserstoff und sauerstoff sowie verwendung der vorrichtung |
EP0467110B1 (de) * | 1990-07-12 | 1994-11-23 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Katalysator zur Beseitigung von Wasserstoff aus einer Wasserstoff, Sauerstoff und Dampf enthaltenden Atmosphäre |
FR2666030B1 (fr) * | 1990-08-27 | 1993-06-04 | Commissariat Energie Atomique | Procede d'humidification d'un gaz et dispositif pour sa mise en óoeuvre. |
FI93316C (fi) * | 1993-02-10 | 1995-03-27 | Kemira Oy | Vetyperoksidiprosessissa käytettävä hydrauskatalyytti ja menetelmä sen valmistamiseksi |
DE4319973A1 (de) * | 1993-06-17 | 1995-02-16 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Katalysatoren zur Beseitigung von Wasserstoff aus einer Wasserstoff, Luft und Dampf enthaltenden Atmosphäre |
EP0670183B1 (de) * | 1993-11-11 | 1996-07-17 | GESELLSCHAFT FÜR ANLAGEN- UND REAKTORSICHERHEIT ( GRS) mbH | Verfahren zur Herstellung einer hochporösen Katalysatorschicht aus einer Palladium- oder Platinlegierung |
DE59300692D1 (de) * | 1993-12-13 | 1995-11-16 | Anlagen Und Reaktorsicherheit | Vorrichtung zur Entfernung von freiem Wasserstoff aus einem Wasserstoff und Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch. |
DE19636557B4 (de) * | 1996-09-09 | 2005-02-03 | Framatome Anp Gmbh | Verwendung eines Katalysatorsystems und Rekombinationseinrichtung zur Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff, insbesondere für ein Kernkraftwerk |
DE19636555C1 (de) * | 1996-09-09 | 1998-01-15 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Einleitung einer Wasserstoff-Sauerstoff-Reaktion in einem Reaktor-Sicherheitsbehälter |
JP2000098075A (ja) * | 1998-07-23 | 2000-04-07 | Toshiba Corp | 可燃性ガス除去装置 |
DE19852953C1 (de) | 1998-11-17 | 2000-03-30 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Katalysatorelement für einen Rekombinator zum effektiven Beseitigen von Wasserstoff aus Störfallatmosphären |
DE19914814C1 (de) | 1999-03-31 | 2000-12-14 | Siemens Ag | Rekombinationseinrichtung und Verfahren zur katalytischen Rekombination von Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid mit Sauerstoff in einem Gasgemisch |
DE10223328A1 (de) * | 2002-05-25 | 2003-12-11 | Chemical Consulting Dornseiffe | Gaskonverter mit aktivitätsangepasstem Katalysatorsystem |
DE102004052542B4 (de) * | 2004-11-13 | 2007-02-08 | Hauptmanns, Ulrich, Prof. Dr.-Ing. | Fahrzeugkomponente und Beschichtungsmaterial für eine Fahrzeugkomponente |
CN100457935C (zh) * | 2005-11-09 | 2009-02-04 | 贵研铂业股份有限公司 | 回收铂催化剂用钯基合金及回收网 |
DE102012220159B4 (de) * | 2012-11-06 | 2019-06-27 | Ersa Gmbh | Verfahren und Reinigungssystem zur Reinigung des Prozessgases in Lötanlagen und Lötabsaugsystemen |
KR20150045032A (ko) | 2013-10-17 | 2015-04-28 | 한국원자력연구원 | 가연성 기체 연소 제어기 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2847284A (en) * | 1955-03-10 | 1958-08-12 | Harold M Busey | Apparatus for catalytically combining gases |
GB1123585A (en) * | 1964-09-03 | 1968-08-14 | Engelhard Min & Chem | Process for the removal of hydrogen and/or oxygen from gaseous mixtures |
DE1533234B1 (de) * | 1966-12-09 | 1970-06-11 | Degussa | Verwendung einer Palladium-Chrom-Legierung als Werkstoff zur Reinigung und Abscheidung von Wasserstoff oder fuer Brennstoffzellenelektroden |
US3740313A (en) * | 1968-10-29 | 1973-06-19 | Gen Electric | Burner-flame arrester for burning offgas from a boiling water reactorpower plant |
DE2226697A1 (de) * | 1971-05-26 | 1973-01-04 | North American Rockwell | Verfahren und vorrichtung zur wasserstoff-sauerstoff-kombination |
DE2633113C2 (de) * | 1976-07-23 | 1984-08-30 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur Vermeidung von Gefahren, die bei Störfällen an wassergekühlten Kernreaktoren entstehen |
LU76107A1 (ru) * | 1976-10-29 | 1978-05-16 | ||
DE2710277C3 (de) * | 1977-03-09 | 1981-01-08 | Institut Neftechimitscheskogo Sinteza Imeni A.V. Toptschieva Akademii Nauk Ssr | Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffdurchlässigen Membrankatalysators auf der Basis von Palladium oder dessen Legierungen zur Hydrierung ungesättigter organischer Verbindungen |
DE3604416A1 (de) * | 1986-02-12 | 1987-08-13 | Grs Ges Fuer Reaktorsicherheit | Vorrichtung zur beseitigung von wasserstoff |
-
1987
- 1987-07-30 DE DE19873725290 patent/DE3725290A1/de active Granted
-
1988
- 1988-07-28 DE DE3856023T patent/DE3856023D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-28 EP EP88112214A patent/EP0301536B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-29 CA CA000573405A patent/CA1314277C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-29 SU SU884356243A patent/SU1757445A3/ru active
- 1988-07-29 JP JP63188527A patent/JP2723544B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-02-21 RU SU914894520A patent/RU1782326C/ru active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3725290A1 (de) | 1989-02-16 |
EP0301536A2 (de) | 1989-02-01 |
CA1314277C (en) | 1993-03-09 |
EP0301536B1 (de) | 1997-09-10 |
DE3725290C2 (ru) | 1990-09-27 |
DE3856023D1 (de) | 1997-10-16 |
JPH01176045A (ja) | 1989-07-12 |
JP2723544B2 (ja) | 1998-03-09 |
SU1757445A3 (ru) | 1992-08-23 |
EP0301536A3 (de) | 1993-07-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU1782326C (ru) | Предохранительное устройство | |
JP2534249B2 (ja) | 水素を除去する装置 | |
CA2061430C (en) | Device for recombination of hydrogen and oxygen | |
CA2082627A1 (en) | Device for the recombination of hydrogen and oxygen and the use of said device | |
US5495511A (en) | Device for passively inerting the gas mixture in the reactor containment of a nuclear power plant | |
US8029738B2 (en) | Method and device for removing inflammable gases in a closed chamber and chamber equipped with such a device | |
US5499279A (en) | Apparatus for removing free hydrogen from a gas mixture containing hydrogen and oxygen | |
US6475454B1 (en) | Thermally limited selective oxidation methods and apparatus | |
Hertl et al. | Mechanism of carbon monoxide and hydrocarbon oxidation on copper chromite | |
CA1129392A (en) | Safety catalyst system | |
JP2930644B2 (ja) | 放射性廃棄物を有する容器に付いている内部圧力を低下させる装置 | |
CA1228217A (en) | Deoxygenation process and catalyst | |
JP2583655B2 (ja) | 二酸化炭素を生成するための低温触媒複合体 | |
JP3566303B2 (ja) | 原子炉のコンテインメント内における水素と酸素との反応開始方法及び装置 | |
US3287174A (en) | Prevention of pressure build-up in electrochemical cells | |
JPS6283301A (ja) | 酸素水素再結合器 | |
Oesterreicher et al. | Catalytic activity of metal hydrides | |
WO1995000957A1 (de) | Katalysatoren zur beseitigung von wasserstoff aus einer wasserstoff, luft und dampf enthaltenden atmosphäre | |
Ananthasivan et al. | Reprocessing of carbide fuels: Conversion of carbide to nitride as a head end step | |
Onischak et al. | Development of a prototype regenerable carbon dioxide absorber for portable life support systems | |
Skowroński | Study of active carbon nickel catalysts in presence of air by modified DTA curves | |
Charcosset | Study of the Platinum--Hydrogen Interaction. II--Temperature Programmed Desorption of Hydrogen from Supported Platinum Catalysts | |
Rozenkevich et al. | Removal of Tritium from Gas Flows from Working Areas of Nuclear Facilities | |
JPH01298001A (ja) | 水素及び水素同位体の回収装置 | |
JPS6044020A (ja) | 高温・高圧水蒸気中の水素ガスを除去する装置 |