RU190066U1 - Каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакций - Google Patents
Каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакцийInfo
- Publication number
- RU190066U1 RU190066U1 RU2018135704U RU2018135704U RU190066U1 RU 190066 U1 RU190066 U1 RU 190066U1 RU 2018135704 U RU2018135704 U RU 2018135704U RU 2018135704 U RU2018135704 U RU 2018135704U RU 190066 U1 RU190066 U1 RU 190066U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalytic
- layers
- catalytic unit
- forming elements
- reactions
- Prior art date
Links
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
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к областям химии, химической, нефтехимической промышленности, защиты окружающей среды, а именно к устройствам и системам для проведения гетерогенных каталитических реакций и может применяться для производства ценных химических продуктов и реагентов, а также для очистки и нейтрализации вредных и опасных соединений в газовых и жидких выбросах. Описан каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакций в движущемся реакционном потоке, состоящий из попеременно чередующихся слоев гибкого микроволокнистого каталитического и слоев объемного структурообразующего элемента, которые в совокупности образуют призму, основание которой перпендикулярно направлению расположения слоев, на объемные структурообразующие элементы нанесены в виде полос термоиндикаторные краски, предназначенные для цветовой индикации при нагреве каталитического блока выше определенной температуры Технический результат -выявление и контроль температурного профиля в слое катализатора.
Description
Полезная модель относится к областям химии, химической, нефтехимической промышленности, защиты окружающей среды, а именно, к устройствам и системам для проведения гетерогенных каталитических реакций и может применяться для производства ценных химических продуктов и реагентов, а также для очистки и нейтрализации вредных и опасных соединений в газовых и жидких выбросах.
Известен каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций в движущемся реакционном потоке, состоящий из попеременно чередующихся слоев гибкого микроволокнистого каталитического материала в виде тканых плоских полотен и слоев объемных структурообразующих элементов, проницаемых для реакционного потока, образуя при этом в совокупности призму, основание которой перпендикулярно направлению расположения слоев. Этот каталитический блок содержит попеременно чередующиеся со слоями каталитического материала слои основных объемных структурообразующих элементов и вспомогательных объемных структурообразующих элементов так, что высота основного объемного структурообразующего элемента 3-20 мм, высота вспомогательного объемного структурообразующего элемента 1-3 мм. (Патент РФ №180314, B01J 8/00, 08.06.2018).
Наиболее близким является каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакций в движущемся реакционном потоке, состоящий из попеременно чередующихся слоев гибкого микроволокнистого каталитического материала, в виде тканых, либо плетеных либо прессованных плоских полотен, и слоев проницаемого для реакционного потока объемного структурообразующего элемента, 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 (Патент РФ №101652, B01J 8/00, 27.01.2011). При этом структурообразующий элемент выполнен в виде гибкой равномерно гофрированной ленты либо равномерно гофрированной сетки, либо гибкой сетки объемного плетения, основание образованной призмы имеет либо треугольную, либо квадратную, либо прямоугольную, либо ромбовидную, либо шестиугольную форму, микроволокнистый каталитический материал выполнен на основе стеклотканого носителя. Каталитическая система для осуществления гетерогенных реакций в движущемся реакционном потоке, может выполняться из таких каталитических блоков, плотно упакованных боковыми гранями друг к другу, и ориентированных относительно движущегося реакционного потока таким образом, чтобы он двигался внутри каждого каталитического блока в направлении, параллельном его боковым граням.
Основным недостатком вышеуказанных каталитических блоков является неоднородное распределение газового или жидкого потоков внутри блока, вызванное наличием структурообразующих элементов, выполненных в виде гибкой равномерно гофрированной ленты либо равномерно гофрированной сетки, либо гибкой сетки объемного плетения. Неоднородное распределение потока может вызвать существенные изменения структуры потока газа в транспортных каналах, образованных этими элементами, например, появление устойчивых областей с низкими линейными скоростями или даже застойных зон. Поэтому скорость протекания химической (каталитической) реакции на определенных участках внутри блока может лимитироваться процессами массопереноса, т.е. значительная часть слоя катализатора фактически не будет работать. В случае экзотермической реакции это будет приводить к значительной неоднородности по температуре, в частности образованию горячих зон в слое катализатора за счет снижения отвода выделяющегося тепла, что также может привести к ухудшению свойств катализатора. В конечном счете, это приведет к значительному снижению активности всего каталитического блока.
Известно, что для выявления температурного профиля используются устройства, состоящие из множества термопар, расположенных в разных точках каталитического реактора (Кленов О.П., Матрос Ю.Ш., Луговской В.И., Лахмостов B.C. Локальные неоднородности в неподвижном зернистом слое катализатора, Теоретические основы химической технологии, 1983, Т. 17, №3, с. 337-341). Однако даже в случае выявления двухмерного температурного профиля по сечению каталитического слоя требуется специальная конструкция реактора и сложная система коммутации термопар. Применение тепловизионной техники для изучения температурного профиля в каталитическом блоке затруднено из-за использования слоев металлических структурообразующих элементов, перемежающихся гибким микроволокнистым каталитическим материалом. Наиболее простым и удобным способом для контроля за температурным профилем является применение термоиндикаторных красок (Абрамович Б.Г. Термоиндикаторы и их применение. - М.: Энергия, 1972. - 224 с. ), который не требует специальной конструкции реактора и использования дополнительного оборудования.
Полезная модель решает задачу повышения эффективности работы каталитического блока.
Технический результат - выявление и контроль температурного профиля в слое катализатора, что позволяет косвенно выявлять степень однородности газового потока внутри каталитического блока, в котором осуществляется гетерогенно-каталитическая реакция, протекающая с выделение или поглощением тепла, в движущемся реакционном потоке.
Для осуществления гетерогенно-каталитических реакций в движущемся реакционном потоке конструируется каталитический блок, который состоит из попеременно чередующихся слоев гибкого микроволокнистого каталитического материала и слоев объемного структурообразующего элемента, на которые нанесены термоиндикаторные краски, предназначенные для цветовой индикации при нагреве выше определенной температуры. Термоиндикаторную краску наносят в виде полос на структурообразующие элементы, которые расположены в непосредственной близости от гибкого микроволокнистого каталитического материала, где протекает экзотермическая или эндотермическая реакция.
Микроволокнистый каталитический материал выполнен на основе стеклотканого носителя.
Структурообразующие элементы, на которые нанесены термоиндикаторные краски могут быть выполнены на основе равномерно гофрированной ленты или на основе равномерно гофрированной сетки, или на основе гибкой сетки объемного плетения.
Можно использовать многопереходные термоиндикаторные краски, которые могут показать несколько цветовых переходов для различных температур, либо несколько термоиндикаторных красок, имеющих различные температуры, при которых происходит изменение их окраски. Термоиндикаторные краски выбирают таким образом, чтобы температуры, при которых происходят изменения цветовой индикации, находились в исследуемой области температур и отличались между собой на 10-100°С. При повышении температуры в какой-либо зоне каталитического блока выше определенного значения происходит изменение цвета краски в этой зоне. После проведения каталитической реакции, каталитический блок разбирается и качественно (визуально) воссоздается профиль распределения температуры по всему каталитическому блоку. Наблюдаемая 3-х мерная карта неоднородности температур указывает, на каких участках реакция протекает более интенсивно, а на каких менее интенсивно, т.е. можно косвенно оценить неоднородности распределения реакционного газового потока в каталитическом блоке.
Для цветовой индикации температур используются термоиндикаторные краски (например, производства ЗАО «НПФ «Люминофор», либо ООО «ЭЛ-СКАДА») наносимые на структурообразующие элементы, которые при нагреве катализатора выше определенной температуры изменяют цвет. Термоиндикаторную краску наносят методом пневматического распыления в один слой толщиной от 20 до 30 мкм. Для достижения эффективной визуализации профиля температуры термоиндикаторные краски подбираются индивидуально и наносятся в виде полос по длине структурообразующих элементов. При этом используют термоиндикаторные краски с различной температурой изменения цвета T1, Т2, Т3, Т4 и т.д., так, чтобы разница каждой последующей температуры с предыдущей составляла от 10°С до 100°С, либо используют многопереходную термоиндикаторную краску, обладающую несколькими цветовыми переходами в исследуемой области температур. Ширина полос термоиндикаторных красок подбирается экспериментально и составляет не менее 5 мм.
Claims (5)
1. Каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакций в движущемся реакционном потоке, состоящий из попеременно чередующихся слоев гибкого микроволокнистого каталитического и слоев объемного структурообразующего элемента, которые в совокупности образуют призму, основание которой перпендикулярно направлению расположения слоев, отличающийся тем, что на объемные структурообразующие элементы нанесены в виде полос термоиндикаторные краски, предназначенные для цветовой индикации при нагреве каталитического блока.
2. Каталитический блок по п. 1, отличающийся тем, что микроволокнистый каталитический материал выполнен на основе стеклотканого носителя.
3. Каталитический блок по п. 1, отличающийся тем, что структурообразующие элементы, на которые нанесены термоиндикаторные краски, выполнены на основе равномерно гофрированной ленты
4. Каталитический блок по п. 1, отличающийся тем, что структурообразующие элементы, на которые нанесены термоиндикаторные краски, выполнены на основе равномерно гофрированной сетки.
5. Каталитический блок по п. 1, отличающийся тем, что структурообразующие элементы, на которые нанесены термоиндикаторные краски, выполнены на основе гибкой сетки объемного плетения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018135704U RU190066U1 (ru) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | Каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакций |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018135704U RU190066U1 (ru) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | Каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакций |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU190066U1 true RU190066U1 (ru) | 2019-06-17 |
Family
ID=66948079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018135704U RU190066U1 (ru) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | Каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакций |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU190066U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU66975U1 (ru) * | 2007-04-12 | 2007-10-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Каталитическая система для осуществления гетерогенных реакций |
| RU101652U1 (ru) * | 2010-08-02 | 2011-01-27 | Учреждение Российской академии наук Институт катализа им.Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук | Каталитический блок и каталитическая система для осуществления гетерогенно-каталитических реакций |
| RU174588U1 (ru) * | 2017-05-10 | 2017-10-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций |
| RU180314U1 (ru) * | 2018-03-07 | 2018-06-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций |
-
2018
- 2018-10-08 RU RU2018135704U patent/RU190066U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU66975U1 (ru) * | 2007-04-12 | 2007-10-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Каталитическая система для осуществления гетерогенных реакций |
| RU101652U1 (ru) * | 2010-08-02 | 2011-01-27 | Учреждение Российской академии наук Институт катализа им.Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук | Каталитический блок и каталитическая система для осуществления гетерогенно-каталитических реакций |
| RU174588U1 (ru) * | 2017-05-10 | 2017-10-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций |
| RU180314U1 (ru) * | 2018-03-07 | 2018-06-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bachok et al. | On the stagnation-point flow towards a stretching sheet with homogeneous–heterogeneous reactions effects | |
| US10286375B2 (en) | Reaction apparatus | |
| Guettel et al. | Assessment of micro-structured fixed-bed reactors for highly exothermic gas-phase reactions | |
| RU101652U1 (ru) | Каталитический блок и каталитическая система для осуществления гетерогенно-каталитических реакций | |
| US10213760B2 (en) | Catalytic reactors comprising distributed temperature sensors | |
| RU190066U1 (ru) | Каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакций | |
| RU189030U1 (ru) | Каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакций | |
| RU190064U1 (ru) | Каталитический блок для осуществления гетерогенно-каталитических реакций | |
| RU180314U1 (ru) | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций | |
| RU174588U1 (ru) | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций | |
| Iwaniszyn et al. | Experimental and CFD investigation of heat transfer and flow resistance in woven wire gauzes | |
| Winterbottom et al. | The palladium catalysed hydrogenation of 2-butyne-1, 4-diol in a monolith bubble column reactor | |
| Kolaczkowski et al. | Catalytic combustion of methane in a monolith reactor: heat and mass transfer under laminar flow and pseudo-steady-state reaction conditions | |
| RU145037U1 (ru) | Каталитический картридж для осуществления гетерогенных каталитических реакций | |
| Kołodziej et al. | An experimental study of the pressure drop in fluid flows through wire gauzes | |
| CN103596676A (zh) | 用于连续流反应器的放大的系统与方法 | |
| RU177270U1 (ru) | Блок для осуществления каталитических гетерогенных реакций | |
| RU194584U1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
| RU176547U1 (ru) | Блок для осуществления каталитических гетерогенных реакций | |
| US20050158217A1 (en) | Monitoring, control and/or regulation of reactions of a fluid reaction mixture in a reactor having thermoplates | |
| RU124925U1 (ru) | Каталитическая система для очистки выхлопных газов дизельных двигателей | |
| RU182286U1 (ru) | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций | |
| RU182285U1 (ru) | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций | |
| RU180450U1 (ru) | Каталитический блок для осуществления гетерогенных реакций | |
| Chutichairattanaphum et al. | Effects of Raschig ring packing patterns on pressure drop, heat transfer, methane conversion, and coke deposition on a semi-pilot-scale packed bed reformer |