RU210628U1 - Дожигатель водорода - Google Patents

Дожигатель водорода Download PDF

Info

Publication number
RU210628U1
RU210628U1 RU2022101842U RU2022101842U RU210628U1 RU 210628 U1 RU210628 U1 RU 210628U1 RU 2022101842 U RU2022101842 U RU 2022101842U RU 2022101842 U RU2022101842 U RU 2022101842U RU 210628 U1 RU210628 U1 RU 210628U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
afterburner
filler
reaction vessel
housing
Prior art date
Application number
RU2022101842U
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Алексеевич Алексеенко
Антон Алексеевич Амосов
Наталья Борисовна Вишнякова
Аркадий Иванович Горшков
Михаил Юрьевич Кирюшкин
Ольга Владиславовна Прохоркина
Евгений Егорович Щербаков
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова"
Priority to RU2022101842U priority Critical patent/RU210628U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU210628U1 publication Critical patent/RU210628U1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/04Means for suppressing fires ; Earthquake protection
    • G21C9/06Means for preventing accumulation of explosives gases, e.g. recombiners
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к устройствам очистки газовой среды от водорода, а именно к дожигателю водорода. Корпус дожигателя имеет отверстия для подвода и отвода газовой среды и, по меньшей мере, одну реакционную емкость. Емкость заполнена кислородсодержащим наполнителем, в качестве которого использован диоксид свинца. Наполнитель выполнен в виде спрессованных из порошка пористых блоков. Полезная модель позволяет повысить эффективности работы дожигателя за счет увеличения количества дожигаемого водорода в одном цикле работы устройства с одновременным снижением температуры дожигателя и массы наполнителя. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам очистки газовой среды от водорода, а именно к дожигателю водорода.
При эксплуатации ядерных реакторных установок с жидким металлическим теплоносителем на основе свинца или свинцово-висмутового сплава для поддержания требуемого примесного состава защитного газа (газовой среды), обычно представляющего собой инертный газ, требуется удаление из защитного газа водорода. Очистку защитного газа от водорода возможно осуществлять с помощью дожигателя водорода.
Известен дожигатель водорода (патент RU 2554115 (опубл. 27.06.2015), состоящий из корпуса, имеющего отверстия для подвода и отвода газовой среды, и наполнителя, содержащего оксид висмута Bi2O3 и/или оксид свинца, размещенного в корпусе. В корпусе размещена, по меньшей мере, одна реакционная емкость, в которой находится наполнитель, имеющий гранулированную форму. В корпусе может быть установлена распределительная труба, проходящая от отверстия для подвода газовой среды через, по меньшей мере, одну реакционную емкость, причем распределительная труба имеет отверстия в боковых стенках в местах прохождения через реакционные емкости. Реакционная емкость может иметь отверстия для подвода и отвода газовой среды, а корпус может быть снабжен нагревателем и иметь дно, крышки и боковую стенку, причем отверстие для подвода газовой среды может быть выполнено в крышке, отверстие для отвода газовой среды выполнено в дне, а нагреватель может быть установлен на боковой стенке корпуса.
Принцип действия дожигателя основан на химической реакции частичного восстановления оксида висмута Bi2O3 до BiO с образованием паров воды:
Bi2O3+H2→2BiO+H2O, (1)
Наполнитель в соответствии с техническим решением имеет гранулированную форму, например, в виде шариков, что, по мнению авторов решения, обеспечивает более высокую эффективность.
Недостатками ближайшего являются
малая емкость, т.е. малое количество дожигаемого водорода в одном цикле, так как реакция поглощения водорода происходит, в основном, на поверхности гранул, в виде которых выполнен наполнитель;
большая масса наполнителя при изготовлении его из оксида висмута Bi2O3;
засорение свинцового теплоносителя при использовании наполнителя, изготовленного из оксида висмута Bi2O3;
высокая температура (до 500°C), необходимая для осуществления высокой скорости реакции взаимодействия водорода с оксидом висмута Bi2O3.
Данные недостатки ведут к низкой эффективности работы устройства.
Указанные технические проблемы являются существенными и могут быть решены путем создания устройства, обеспечивающего значительное повышение эффективности работы дожигателя за счет увеличения количества дожигаемого водорода в одном цикле работы устройства с одновременным снижением температуры дожигателя и массы наполнителя. Указанные недостатки обуславливают необходимость в расширении арсенала технических средств определенного назначения путем создания устройства, лишенного указанных выше существенных недостатков.
Техническим результатом полезной модели является расширение арсенала технических средств дожигания водорода, используемых в ядерных реакторных установках с жидким металлическим теплоносителем на основе свинца или свинцово-висмутового сплава, путем разработки варианта устройства, позволяющего значительно повысить эффективность его работы.
Технический результат достигается тем, что разработан дожигатель водорода, который состоит из корпуса, имеющего отверстия для подвода и отвода газовой среды и, по меньшей мере, одной реакционной емкости, размещенной в корпусе и заполненной кислородсодержащим наполнителем. В качестве наполнителя использован диоксид свинца, причем наполнитель выполнен в виде спрессованных из порошка пористых блоков.
При этом, дополнительно, реакционная емкость сверху и снизу закрыта сетками, которые могут быть выполнены, например, тканными с ячейками микронных размеров. Наличие сеток способствует беспрепятственному прохождению газа и интенсификации процесса дожигания, что повышает эффективность предлагаемого устройства; кроме того, сетки дополнительно выполняет функцию надежного удержания наполнителя в реакционной емкости.
Помимо этого, для предотвращения выноса шлама и пыли с газовой смесью из дожигателя после реакционной емкости на выходе газового потока установлена предохранительная ловушка.
Помимо этого, для поддержания температуры с целью стабильности работы дожигателя корпус снабжен нагревателем.
Предлагаемое конструктивное решение устройства позволяет получить технический результат - повышение эффективности работы дожигателя за счет увеличения количества дожигаемого водорода в одном цикле работы устройства с одновременным снижением температуры дожигателя и массы наполнителя. Причинно-следственная связь между отличительными признаками полезной модели и указанным техническим результатом заключается в том, что в качестве наполнителя использован диоксида свинца, выполненный в виде пористых блоков. В этом случае принцип действия дожигателя основывается на химических реакциях частичного восстановления диоксида свинца при температуре (250-300)°C сначала до свинцового сурика Pb3O4:
3PbO2+2H2=Pb3O4+2H2O (2),
а затем до оксида свинца (PbO):
Pb3O4+H2=3PbO+H2O (3), (3).
На фигуре приведена схема предлагаемого дожигателя водорода.
Дожигатель состоит из корпуса 1 и крышки 2, в крышке выполнено отверстие 3 для подачи газовой смеси, содержащей водород, снизу корпуса выполнено отверстие 4 для отвода газа. В корпусе установлены реакционные емкости (кассеты) 5, в которых размещены пористые таблетки 6, спрессованные из порошка диоксида свинца. Кассеты сверху и снизу закрыты ткаными сетками микроплетения 7 с ячейками микронных размеров. Предпочтительно, для использования дожигателя без его перезагрузки в одном цикле работы реактора устанавливать до трех кассет. Под кассетами установлена предохранительная ловушка в виде полого конуса 8 для сбора шлама и пыли. Снаружи корпуса установлен кольцевой электронагреватель 9.
Устройство работает следующим образом.
Дожигатель подключают к линии газовой смеси (на фигуре не показана), содержащей водород, включают нагреватель 9, и после установления заданной температуры (250-300)°C пропускают газовую смесь с заданным расходом. Экспериментально было установлено, что при использовании в качестве наполнителя диоксида свинца в виде пористых блоков не только увеличивается количество удаляемого водорода в одном цикле работы устройства, но и снижается масса наполнителя: так для поглощения 1 моля водорода необходимо 359 г диоксида свинца при протекании реакции (2) и 239 г диоксида свинца при протекании реакций (2) и (3) по сравнению с 466 г оксида висмута Bi2O3, который реагирует по реакции (1). Увеличение количества удаляемого водорода в одном цикле в свою очередь повышает время работы дожигателя без перегрузки или регенерации наполнителя. Кроме того, использование диоксида свинца в качестве наполнителя значительно снижает температуру дожигателя с 500°C до (250-300)°C, что также сказывается на эффективности его работы.
Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокой эффективностью: применение в качестве наполнителя пористых блоков из диоксида свинца позволяет увеличить количество дожигаемого водорода в одном цикле работы дожигателя, при этом масса используемого наполнителя значительно меньше, чем при использовании оксида висмута и, кроме того, не происходит перегрев устройства. Повышению эффективности предлагаемого дожигателя дополнительно способствует наличие сеток, размещенных снизу и сверху реакционной емкости с наполнителем, а также наличие ловушки, позволяющей предотвратить вынос с газовой смесью частиц и пыли из дожигателя.

Claims (6)

1. Дожигатель водорода, состоящий из корпуса, имеющего отверстия для подвода и отвода газовой среды и, по меньшей мере, одну реакционную емкость, размещенную в корпусе и заполненную кислородсодержащим наполнителем, отличающийся тем, что в качестве наполнителя использован диоксид свинца, причем наполнитель выполнен в виде спрессованных из порошка пористых блоков.
2. Дожигатель водорода по п. 1, отличающийся тем, что реакционная емкость сверху и снизу закрыта сетками микроплетения.
3. Дожигатель водорода по п. 2, отличающийся тем, что сетки микроплетения могут быть выполнены ткаными с ячейками микронных размеров.
4. Дожигатель водорода по п. 1, отличающийся тем, что под реакционной емкостью установлена предохранительная ловушка для сбора шлама и пыли.
5. Дожигатель водорода по п. 4, отличающийся тем, что ловушка может быть выполнена, например, в виде полого конуса.
6. Дожигатель водорода по п. 1, отличающийся тем, что корпус снабжен нагревателем.
RU2022101842U 2022-01-25 2022-01-25 Дожигатель водорода RU210628U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022101842U RU210628U1 (ru) 2022-01-25 2022-01-25 Дожигатель водорода

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022101842U RU210628U1 (ru) 2022-01-25 2022-01-25 Дожигатель водорода

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU210628U1 true RU210628U1 (ru) 2022-04-22

Family

ID=81306522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2022101842U RU210628U1 (ru) 2022-01-25 2022-01-25 Дожигатель водорода

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU210628U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6524534B1 (en) * 1998-07-23 2003-02-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus for removing flammable gas
RU2253915C2 (ru) * 2003-06-26 2005-06-10 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Установка для определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана
RU2550147C1 (ru) * 2013-11-26 2015-05-10 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Система очистки газовой среды от водорода, способ эксплуатации такой системы и реакторная установка с такой системой
RU2554115C1 (ru) * 2013-12-10 2015-06-27 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Дожигатель водорода и реакторная установка, имеющая такой дожигатель
EA038468B1 (ru) * 2013-11-26 2021-09-01 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Система очистки газовой среды от водорода и способ ее эксплуатации

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6524534B1 (en) * 1998-07-23 2003-02-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus for removing flammable gas
RU2253915C2 (ru) * 2003-06-26 2005-06-10 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Установка для определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана
RU2550147C1 (ru) * 2013-11-26 2015-05-10 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Система очистки газовой среды от водорода, способ эксплуатации такой системы и реакторная установка с такой системой
EA038468B1 (ru) * 2013-11-26 2021-09-01 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Система очистки газовой среды от водорода и способ ее эксплуатации
RU2554115C1 (ru) * 2013-12-10 2015-06-27 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Дожигатель водорода и реакторная установка, имеющая такой дожигатель

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2239899C2 (ru) Способ обработки радиоактивного графита
US20180030576A1 (en) Uranium hexafluoride off-gas treatment system and method
EP3076400A1 (en) System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
CN201505494U (zh) 一种三氯氢硅生产中产生的合成气体的除尘装置
RU210628U1 (ru) Дожигатель водорода
WO1998030493A2 (en) Hydrogen gas generation
US4421662A (en) Nonaqueous purification of mixed nitrate heat transfer media
RU90063U1 (ru) Устройство для получения легированных оксидов урана
CN111187902B (zh) 一种铝基体汞催化技术溶解系统
CN107875824A (zh) 一种脱硫脱硝除尘一体化湿法超净处理烟气的装置
CN114860009A (zh) 一种热电一体化处理系统及方法
JPS59197258A (ja) 人工呼吸装置
CN104689702B (zh) 一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫系统及方法
EP0160648A1 (en) Means and procedure for removal of carbon dioxide
CN207483391U (zh) 一种用于水处理的催化反应罐
JP3507658B2 (ja) リン酸型燃料電池発電装置及びリン酸型燃料電池における排熱回収方法
CN221192084U (zh) 乙炔发生器
CN209652254U (zh) 一种流化床排渣系统
JPH06168732A (ja) 燃料電池発電装置の生成水回収装置
RU2550147C1 (ru) Система очистки газовой среды от водорода, способ эксплуатации такой системы и реакторная установка с такой системой
JPH1053419A (ja) 六フッ化ウランを含む排ガスの処理方法
KR102092600B1 (ko) 재생장치 일체형 방사성 금속 산화물의 환원장치 및 방법
RU2548412C2 (ru) Устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред
SU589999A1 (ru) Способ обработки сорбента в контактных ионнообменных аппаратах
JP2004168883A (ja) 廃棄物からの可燃性ガス回収方法及び装置