RU2489209C1 - Catalyst element for conducting heterogeneous catalytic reactions - Google Patents

Catalyst element for conducting heterogeneous catalytic reactions Download PDF

Info

Publication number
RU2489209C1
RU2489209C1 RU2012135021/04A RU2012135021A RU2489209C1 RU 2489209 C1 RU2489209 C1 RU 2489209C1 RU 2012135021/04 A RU2012135021/04 A RU 2012135021/04A RU 2012135021 A RU2012135021 A RU 2012135021A RU 2489209 C1 RU2489209 C1 RU 2489209C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protrusions
protrusion
catalytic
circle
diameter
Prior art date
Application number
RU2012135021/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Валерианович Костюченко
Виктор Илларионович Ванчурин
Максим Александрович Половинкин
Данияр Шарафиевич Джумамухамедов
Владимир Васильевич Водолеев
Сергей Григорьевич Лавров
Равиль Амирович Сайфуллин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Техметалл-2002"
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 Закрытое акционерное общество "Техметалл-2002" filed Critical Закрытое акционерное общество "Техметалл-2002"
Priority to RU2012135021/04A priority Critical patent/RU2489209C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489209C1 publication Critical patent/RU2489209C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to catalysts designed for conducting heterogeneous catalytic reactions, e.g. oxidation of sulphur dioxide etc. Described is a catalyst element for conducting heterogeneous catalytic reactions with an internal opening; there are protrusions on the inner and outer surfaces of the element which are arranged into a circle with equal spacing from each other, wherein the shortest distance from the central axis of said circle to the point on the protrusion on the outer surface of the element that is furthest from said axis is the same for each protrusion, wherein the element has a shape which is elongated in the longitudinal direction; the wall of the element formed by the inner surface and the outer surface has the same thickness on the entire periphery of the element, wherein the thickness of the wall is equal to 0.1-0.25 times the diameter of an arbitrary circle passing in the cross-section of the element on protrusions on the outer surface of the element, and the height of each protrusion is equal to 0.15-0.35 times the diameter of said circle.
EFFECT: high degree of utilisation of the inner surface, ensuring uniform distribution of gas in the volume of the element, low flow resistance.
5 cl, 3 ex, 2 dwg

Description

Изобретение к катализаторам, предназначенным для осуществления гетерогенно-каталитических реакций, например, окисления диоксида серы и других.The invention to catalysts intended for the implementation of heterogeneous catalytic reactions, for example, the oxidation of sulfur dioxide and others.

Одними из основных требований, которые предъявляют к каталитическим элементам при эксплуатации в промышленных реакторах, является высокая степень использования внутренней поверхности, определяющая эффективность его использования в химическом процессе, и низкое гидравлическое сопротивление. Увеличение гидравлического сопротивления, снижающего каталитическую активность, будет иметь место при уменьшении размеров каталитического элемента. Кроме того, необходимо стремиться к тому, чтобы гидравлическое сопротивление было одинаковым в разных точках каталитического элемента для обеспечения равномерности распределения газа по объему каталитического элемента, т.е. для обеспечения равномерности каталитической активности по всему объеме каталитического элемента.One of the main requirements that are imposed on catalytic elements during operation in industrial reactors is a high degree of use of the internal surface, which determines the effectiveness of its use in a chemical process, and low hydraulic resistance. An increase in hydraulic resistance, which reduces catalytic activity, will take place with a decrease in the size of the catalytic element. In addition, it is necessary to strive to ensure that the hydraulic resistance is the same at different points of the catalytic element to ensure uniform distribution of gas over the volume of the catalytic element, i.e. to ensure uniform catalytic activity throughout the volume of the catalytic element.

Для процесса окисления диоксида серы известен каталитический элемент (патент DE 2922116, B01J 35/02, 1980) звездчатой формы с внутренним отверстием, в поперечном сечении представляющем собой окружность. Такой элемент обладает недостаточной степенью использования внутренней поверхности из-за разнотолщинности образующих его стенок. Разнотолщинность стенок каталитического элемента приводит к тому, что гидравлическое сопротивление в разных точках элемента разное, соответственно, газ по объему элемента распределен неравномерно, соответственно - эффективность каталитического элемента снижается. Кроме того, при загрузке (засыпке) элементов в реактор может наблюдается эффект "шестеренчатого" зацепления каталитических элементов, что приводит к снижению доли свободного объема слоя и росту его гидравлического сопротивленияFor the sulfur dioxide oxidation process, a star-shaped catalytic element (patent DE 2922116, B01J 35/02, 1980) with an inner hole in the cross-section representing a circle is known. Such an element has an insufficient degree of use of the inner surface due to the thickness variation of the walls forming it. The thickness variation of the walls of the catalytic element leads to the fact that the hydraulic resistance at different points of the element is different, respectively, the gas is distributed unevenly over the volume of the element, respectively - the efficiency of the catalytic element decreases. In addition, when loading (filling) elements into the reactor, the effect of “gearing” of catalytic elements may be observed, which leads to a decrease in the fraction of the free volume of the layer and an increase in its hydraulic resistance

Ближайшим аналогом (прототипом) по отношению к предлагаемому изобретению является катализатор для конверсии углеводородов на основе окиси никеля в виде гранул с отверстием (А.С. №526381, B01J 35/02, 1976). Для увеличения поверхности катализатора, повышения его механической прочности и термостойкости гранулы выполнены с профилированной внешней и внутренней поверхностью, причем шаг выступов профилированной внешней поверхности равен 0,5-0,4 высоты выступа, внутренней поверхности - 0,1-1,0 шага выступов внешней поверхности, выступы профилированных поверхностей имеют высоту, равную 0,1-0,3 диаметра гранулы и расположены под углом 1-85(к оси гранулы, длина гранулы равна 0,8-1,0 ее диаметра.The closest analogue (prototype) in relation to the invention is a catalyst for the conversion of hydrocarbons based on nickel oxide in the form of granules with a hole (A.S. No. 526381, B01J 35/02, 1976). To increase the surface of the catalyst, increase its mechanical strength and heat resistance, the granules are made with a profiled outer and inner surface, and the step of the protrusions of the profiled outer surface is 0.5-0.4 of the height of the protrusion, the inner surface is 0.1-1.0 pitch of the protrusions of the outer surfaces, protrusions of profiled surfaces have a height equal to 0.1-0.3 of the diameter of the granule and are located at an angle of 1-85 (to the axis of the granule, the length of the granule is 0.8-1.0 of its diameter.

Недостатками прототипа (ближайшего аналога) являются невысокая степень использования внутренней поверхности, разнотолщинность стенок гранул, обусловливающая неравномерность распределения газа по объему гранул, снижающие каталитическую активность гранул, недостатком также является повышенное гидравлическое сопротивление. В описании к А.С.№526381 отсутствуют прямые данные по гидравлическому сопротивлению прототипа. Для прототипа авторами экспериментально получены данные по гидравлическому сопротивлению в мм вод. ст., отнесенные к 1 м высоты слоя (удельное гидравлическое сопротивление) и при скорости газового потока 1 м/с. Удельное гидравлическое сопротивление составило 140 мм вод. ст/м. При испытании прототипа в реакции окисления SO2 при температуре 485°C степень использования внутренней поверхности составила 0,43.The disadvantages of the prototype (the closest analogue) are the low degree of use of the inner surface, the thickness variation of the walls of the granules, causing uneven distribution of gas over the volume of the granules, which reduce the catalytic activity of the granules, the disadvantage is also the increased hydraulic resistance. In the description of A.S. No. 526381 there are no direct data on the hydraulic resistance of the prototype. For the prototype, the authors experimentally obtained data on hydraulic resistance in mm of water. Art., referred to 1 m of the layer height (specific hydraulic resistance) and at a gas flow rate of 1 m / s. The specific hydraulic resistance amounted to 140 mm of water. st / m When testing the prototype in the oxidation reaction of SO 2 at a temperature of 485 ° C, the degree of use of the inner surface was 0.43.

Причина указанных недостатков прототипа, как указывалось выше, заключается в разнотолщинности стенок гранул. Кроме того, если выступы на профилированной внешней и внутренней поверхности неодинаково ориентированы к оси гранулы, т.е. разнона-правлены по отношению к продольной оси элемента, механическая прочность его заметно снижается, т.к. она зависит от минимального значения толщины стенки в этом элементе.The reason for these disadvantages of the prototype, as mentioned above, is the thickness variation of the walls of the granules. In addition, if the protrusions on the profiled outer and inner surfaces are not equally oriented towards the axis of the granule, i.e. are differently directed with respect to the longitudinal axis of the element, its mechanical strength is markedly reduced, because it depends on the minimum wall thickness in this element.

Технический результат, достигаемый изобретением - повышение эффективности каталитического элемента за счет повышения степени использования внутренней поверхности, обеспечения равномерного распределения газа по объему элемента и снижение гидравлического сопротивления.The technical result achieved by the invention is to increase the efficiency of the catalytic element by increasing the degree of utilization of the inner surface, ensuring uniform distribution of gas over the volume of the element and reducing hydraulic resistance.

Поставленная задача решается за счет того, что в каталитическом элементе для осуществления гетерогенно-каталитических реакций с внутренним отверстием, на наружной и внутренней поверхности элемента выполнены выступы, расположенные по окружности с равным шагом по отношению друг к другу, при этом кратчайшее расстояние от центральной оси указанной окружности до наиболее удаленной от оси точки выступа на наружной поверхности элемента одинаковое для каждого выступа, согласно изобретению элемент имеет вытянутую в продольном направлении форму, стенка элемента образованная внутренней и внешней поверхностью имеет одинаковую толщину по всему периметру элемента, при этом толщина стенки составляет 0,1-0,25 от диаметра условной окружности, проходящей в поперечном сечении элемента по выступам на наружной поверхности элемента, а высота каждого выступа составляет 0,15-0,35 от диаметра вышеуказанной окружности.The problem is solved due to the fact that in the catalytic element for the implementation of heterogeneous catalytic reactions with an inner hole, protrusions are arranged on the outer and inner surfaces of the element, arranged in a circle with equal pitch with respect to each other, while the shortest distance from the central axis of the specified the circle to the point farthest from the axis of the protrusion on the outer surface of the element is the same for each protrusion, according to the invention, the element has an elongated longitudinal direction um, the wall of the element formed by the inner and outer surfaces has the same thickness along the entire perimeter of the element, while the wall thickness is 0.1-0.25 of the diameter of the conditional circle passing in the cross section of the element along the protrusions on the outer surface of the element, and the height of each protrusion is 0.15-0.35 of the diameter of the above circle.

Выступы могут быть выполнены плавными и плавно сопряжены друг с другом.The protrusions can be made smooth and seamlessly mated with each other.

Количество выступов на наружной и внутренней поверхности элемента может быть равным и составлять 5-7.The number of protrusions on the outer and inner surfaces of the element may be equal to 5-7.

В продольном направлении выступы могут быть расположены параллельно друг другу, при этом продольная направляющая каждого выступа расположена под углом относительно продольной оси элемента.In the longitudinal direction, the protrusions can be parallel to each other, while the longitudinal guide of each protrusion is at an angle relative to the longitudinal axis of the element.

Продольная направляющая каждого выступа может быть расположена под углом 1-85 (относительно продольной оси элемента.The longitudinal guide of each protrusion can be located at an angle of 1-85 (relative to the longitudinal axis of the element.

Заявляемый каталитический элемент получен методом экструдирования и представляет собой вытянутое вдоль продольной оси тело, наружная условная огибающая которого (по наиболее выступающим точкам выступов наружной поверхности) представляет собой цилиндр, и имеет специально спрофилированную внутреннюю и внешнюю поверхность.The inventive catalytic element is obtained by extrusion and is an elongated body along the longitudinal axis, the outer conditional envelope of which (at the most protruding points of the protrusions of the outer surface) is a cylinder, and has a specially profiled inner and outer surface.

В заявляемом изобретении внешняя и внутренняя поверхности образованы плавно сопряженными между собой выступами, расположенными по отношению друг к другу с равным шагом. Все выступы имеют плавную форму и плавно сопряжены друг с другом. Форма и число выступов на внешней поверхности и внутренней поверхности элемента одинаковые. При этом в любом поперечном сечении элемента контур его внутренней поверхности расположен вдоль контура наружной поверхности на равном удалении от наружной поверхности по всему периметру элемента. Т.е. внутренняя и внешняя поверхности каталитического элемента выполнены таким образом, что толщина элемента является одинаковой по всему наружному периметру элемента.In the claimed invention, the outer and inner surfaces are formed by smoothly conjugated protrusions located in relation to each other with equal pitch. All protrusions have a smooth shape and smoothly mate with each other. The shape and number of protrusions on the outer surface and the inner surface of the element are the same. Moreover, in any cross section of the element, the contour of its inner surface is located along the contour of the outer surface at an equal distance from the outer surface around the entire perimeter of the element. Those. the inner and outer surfaces of the catalytic element are made in such a way that the thickness of the element is the same along the entire outer perimeter of the element.

Равнотолщинность стенок каталитического элемента обеспечивает равномерность распределения газа по объему элемента, а, следовательно, обеспечивает одинаковую каталитическую способность и эффективность элемента по всему объему.The uniform thickness of the walls of the catalytic element ensures uniform distribution of gas throughout the volume of the element, and, therefore, provides the same catalytic ability and efficiency of the element throughout the volume.

Оптимальное гидравлическое сопротивление заявляемого каталитического элемента достигнуто за счет обеспечения оптимальной - толщины стенки элемента. Толщина стенки заявляемого каталитического элемента должна составлять 0,1-0,25 от габаритного диаметра элемента (диаметра условной окружности поперечного сечения элемента, проходящей через наиболее удаленные от центра указанной окружности точки выступов). При толщине стенки менее 0,1 от габаритного диаметра элемента будет повышаться гидравлическое сопротивление элемента, а также будет снижаться его механическая прочность. Кроме того, при толщине стенки менее 0,1 от габаритного диаметра изготовление элемента будет затруднено. При толщине стенки более 0,25 от габаритного диаметра снижается общая полезная (эффективная) поверхность элемента на единицу объема катализатора, что будет приводить к снижению эффективности катализатора.The optimum hydraulic resistance of the inventive catalytic element is achieved by providing the optimal - the wall thickness of the element. The wall thickness of the inventive catalytic element should be 0.1-0.25 of the overall diameter of the element (the diameter of the conditional circumference of the cross section of the element passing through the points of the protrusions farthest from the center of the indicated circle). If the wall thickness is less than 0.1 of the overall diameter of the element, the hydraulic resistance of the element will increase, and its mechanical strength will also decrease. In addition, with a wall thickness of less than 0.1 of the overall diameter, the manufacture of the element will be difficult. When the wall thickness is more than 0.25 of the overall diameter, the total useful (effective) surface of the element per unit volume of catalyst decreases, which will lead to a decrease in the efficiency of the catalyst.

Экспериментально установлено оптимальное соотношение высоты каждого выступа и габаритного диаметра элемента. Отношение высоты выступа к габаритному диаметру должно составлять 0,15-0,35. При высоте выступа менее 0,15 от габаритного диаметра последствия такие же, как при увеличении толщины стенки элемента - снижение общей (эффективной) поверхности всех элементов в катализаторе, что приводит к снижению его эффективности. При соотношении высоты выступа г габаритному диаметру элемента более 0,35 снижается механическая прочность элемента.The optimum ratio of the height of each protrusion and the overall diameter of the element has been experimentally established. The ratio of the height of the protrusion to the overall diameter should be 0.15-0.35. When the height of the protrusion is less than 0.15 of the overall diameter, the consequences are the same as with an increase in the wall thickness of the element — a decrease in the total (effective) surface of all elements in the catalyst, which leads to a decrease in its efficiency. When the ratio of the height of the protrusion g to the overall diameter of the element is more than 0.35, the mechanical strength of the element decreases.

Число выступов необходимо выбирать в интервале 5-7. При количестве выступов менее 5 снижается степень развития поверхности, т.е. снижается общая (эффективная) поверхность каталитических элементов в объеме катализатора, соответственно, снижается каталитическая способность элемента. При числе выступов более 7 затрудняется процесс изготовления элементов, т.к. существенно возрастает общее трение (из которой изготавливают элементы) пасты при прохождении ее через формующие каналы прессформователя.The number of protrusions must be selected in the range of 5-7. When the number of protrusions is less than 5, the degree of surface development decreases, i.e. decreases the total (effective) surface of the catalytic elements in the volume of the catalyst, respectively, decreases the catalytic ability of the element. When the number of protrusions is more than 7, the manufacturing process of elements is hindered. significantly increases the total friction (from which the elements are made) of the paste when it passes through the forming channels of the mold.

Заявляемый каталитический элемент выполнен таким образом, чтобы исключить сцепление (шестеренчатое сцепление) элементов между собой и сохранить необходимый рабочий объем катализатора. Для этого каждый выступ элемента в продольном направлении расположен под углом а к продольной центральной оси элемента (продольная направляющая каждого выступа расположена под углом к продольной центральной оси элемента). При этом все выступы расположены в продольном направлении параллельно друг другу. Т.е. если выполнить два поперечных сечения элемента, то выступ в поперечном сечении, более удаленном от торца элемента, будет смещен по отношению к выступу поперечного сечения более близкого к этому же торцу элемента на угол а. Величина угла а не имеет значения, она выбирается из удобства изготовления элемента и имеющегося для этого оборудования. Экспериментально авторами установлено, что данный угол может составлять от 1 до 85°. Выполнение каждого выступа вышеуказанным способом снизит вероятность сцепления между собой двух (или более) каталитических элементов.The inventive catalytic element is designed in such a way as to exclude adhesion (gear clutch) of the elements together and to maintain the required working volume of the catalyst. For this, each protrusion of the element in the longitudinal direction is located at an angle a to the longitudinal central axis of the element (the longitudinal guide of each protrusion is located at an angle to the longitudinal central axis of the element). Moreover, all the protrusions are located in the longitudinal direction parallel to each other. Those. if two cross sections of the element are made, then the protrusion in the cross section farther from the end of the element will be offset relative to the protrusion of the cross section closer to the same end of the element by an angle a. The value of the angle a does not matter, it is selected from the convenience of manufacturing the element and the equipment available for this. The authors experimentally established that this angle can be from 1 to 85 °. The implementation of each protrusion in the above manner will reduce the likelihood of adhesion between each other two (or more) catalytic elements.

Таким образом, заявляемый каталитический элемент является эффективным с точки зрения его активной поверхности, гидравлического сопротивления, а также позволяет сохранить общий эффективный объем всех элементов при их эксплуатации (снижается вероятность сцепления элементов между собой).Thus, the inventive catalytic element is effective in terms of its active surface, hydraulic resistance, and also allows you to save the total effective volume of all elements during their operation (reduces the likelihood of adhesion of the elements to each other).

Заявляемое изобретение поясняется фигурой 1, на которой изображен заявляемый каталитический элемент с пятью и шестью выступами.The invention is illustrated by figure 1, which depicts the inventive catalytic element with five and six protrusions.

На фигуре 2 изображена гранула (каталитический элемент), изготовленная согласно прототипу.The figure 2 shows a granule (catalytic element) made according to the prototype.

Эффективность заявляемого изобретения была проверена на следующих примерах.The effectiveness of the claimed invention was verified by the following examples.

Пример 1 (реализовали прототип). Катализаторную пасту, содержащую 8 мас.% V2O5, оксид (сульфат, пиросульфат) калия при мольном отношении K2O/V2O5, остальное - диатомит, формуют на шнековом прессформователе в виде полых экструдатов с профилированной внешней и внутренней поверхностью в соответствии с фиг.2 и углом подъема винтовой поверхности 25°. Гранулы сушат при 110°C и прокаливают при 500°C. Получают каталитический элемент для окисления диоксида серы в производстве серной кислоты с формой по фиг.2 а, при этом толщина стенки элемента в разных областях сечения различна, отношение минимальной толщины 2,8 мм к максимальной 5,6 мм составляет 0,5. Эффективность каталитического элемента (степень использования внутренней поверхности) в реакции окисления диоксида серы при температуре 485°C имеет значение 0,43. Удельное гидравлическое сопротивление при скорости газового потока 1 м/с равно 140 мм вод. ст/м.Example 1 (implemented the prototype). A catalyst paste containing 8 wt.% V 2 O 5 , potassium oxide (sulfate, pyrosulphate) at a molar ratio of K 2 O / V 2 O 5 , the rest is diatomaceous earth, molded on a screw molding machine in the form of hollow extrudates with a profiled outer and inner surface in accordance with figure 2 and the angle of elevation of the helical surface 25 °. The granules are dried at 110 ° C and calcined at 500 ° C. Get a catalytic element for the oxidation of sulfur dioxide in the production of sulfuric acid with the form of figure 2 a, while the wall thickness of the element in different areas of the cross section is different, the ratio of the minimum thickness of 2.8 mm to a maximum of 5.6 mm is 0.5. The efficiency of the catalytic element (the degree of utilization of the inner surface) in the oxidation of sulfur dioxide at a temperature of 485 ° C is 0.43. The specific hydraulic resistance at a gas flow rate of 1 m / s is equal to 140 mm of water. st / m

Пример 2. Готовят каталитический элемент, для этого катализаторную пасту, содержащую 8 мас.% V2O5, оксид (сульфат, пиросульфат) калия при мольном отношении K2O/V2O 5, остальное - диатомит, формуют на шнековом прессформователе в виде полых экструдатов с профилированной внешней и внутренней поверхностью в соответствии с фиг.1 (пять выступов) при условии соблюдения равнотолщинности стенок, с профилированной внешней и внутренней поверхностью при одинаковым числе и симметричном расположении выступов, выступы на профилированной внутренней поверхности закруглены и продвинуты к выступам на внешней поверхности, сами выступы на внешней и внутренней поверхности расположены с равномерным шагом и расположенные под углом 25° к его продольной оси. Количество выступов на внешней и внутренней поверхности равно 5. Толщина стенок элемента одинакова во всем сечении и составляет 2,8 мм. Отношение высоты выступа к диаметру описанной окружности равно 0,32. Эффективности каталитического элемента (степень использования внутренней поверхности) в реакции окисления диоксида серы при температуре 485°C имеет значение 0,52 (увеличение на 21% по сравнению с прототипом). Удельное гидравлическое сопротивление при скорости газового потока 1 м/с составило 121 мм вод. ст/м. т.е ниже на 13% по сравнению с известным каталитическим элементом.Example 2. A catalytic element is prepared, for this a catalyst paste containing 8 wt.% V 2 O 5 , potassium oxide (sulfate, pyrosulfate) at a molar ratio of K 2 O / V 2 O 5, the rest is diatomaceous earth, molded on a screw mold in in the form of hollow extrudates with a profiled outer and inner surface in accordance with Fig. 1 (five protrusions), subject to equal wall thickness, with a profiled outer and inner surface with the same number and symmetrical arrangement of the protrusions, protrusions on the profiled inner rounded spine and advanced to the projections on the outer surface of the protrusions themselves on the outer and inner surfaces are evenly spaced and disposed at an angle of 25 ° to its longitudinal axis. The number of protrusions on the outer and inner surfaces is 5. The wall thickness of the element is the same throughout the section and is 2.8 mm. The ratio of the height of the protrusion to the diameter of the circumscribed circle is 0.32. The effectiveness of the catalytic element (the degree of use of the inner surface) in the oxidation reaction of sulfur dioxide at a temperature of 485 ° C is 0.52 (an increase of 21% compared with the prototype). The specific hydraulic resistance at a gas flow rate of 1 m / s was 121 mm of water. st / m i.e. 13% lower than the known catalytic element.

Пример 3. Готовят каталитический элемент, для этого катализаторную пасту, содержащую 8 мас.% V2O5, оксид (сульфат, пиросульфат) калия при мольном отношении K2O/V2O 5, остальное - диатомит, формуют на шнековом прессформователе в виде полых экструдатов с профилированной внешней и внутренней поверхностью в соответствии с фиг.1 (шесть выступов) при условии соблюдения равнотолщинности стенок, с профилированной внешней и внутренней поверхностью при одинаковым числе и симметричном расположении выступов, выступы на профилированной внутренней поверхности закруглены и продвинуты к выступам на внешней поверхности, сами выступы на внешней и внутренней поверхности расположены с равномерным шагом и равнонаправлены под одним углом 45° к его продольной оси. Количество выступов на внешней и внутренней поверхности равно 6. Толщина стенок элемента составляет 2,8 мм. Отношение высоты выступа к диаметру описанной окружности равно 0,3. Коэффициент эффективности каталитического элемента в реакции окисления диоксида серы при температуре 485°C имеет значение 0,49 (увеличение на 14% по сравнению с прототипом). Удельное гидравлическое сопротивление при скорости газового потока 1 м/с составило 113 мм вод. ст/м., т.е ниже на 19% по сравнению с известным каталитическим элементом.Example 3. A catalytic element is prepared, for this a catalyst paste containing 8 wt.% V 2 O 5 , potassium oxide (sulfate, pyrosulphate) at a molar ratio of K 2 O / V 2 O 5, the rest is diatomaceous earth, molded on a screw mold in in the form of hollow extrudates with a profiled external and internal surface in accordance with Fig. 1 (six protrusions), subject to equal wall thickness, with a profiled external and internal surface with the same number and symmetrical arrangement of the protrusions, protrusions on the profiled inner surface NOSTA rounded and advanced to the projections on the outer surface of the protrusions themselves on the outer and inner surfaces are arranged with a uniform pitch and ravnonapravleny one angle of 45 ° to its longitudinal axis. The number of protrusions on the outer and inner surfaces is 6. The wall thickness of the element is 2.8 mm. The ratio of the height of the protrusion to the diameter of the circumscribed circle is 0.3. The efficiency coefficient of the catalytic element in the oxidation reaction of sulfur dioxide at a temperature of 485 ° C is 0.49 (an increase of 14% compared with the prototype). The specific hydraulic resistance at a gas flow rate of 1 m / s was 113 mm of water. st / m., i.e. lower by 19% compared with the known catalytic element.

Таким образом, предлагаемый каталитический элемент специальной формы обеспечивает повышение эффективности химического процесса, выражаемое в увеличении степени использования внутренней поверхности на 14-21% и снижение гидравлического сопротивления на 13-19%. Использование предлагаемого каталитического элемента с улучшенными качественными показателями будет способствовать увеличению производительности промышленных установок.Thus, the proposed catalytic element of a special form provides an increase in the efficiency of the chemical process, expressed in an increase in the degree of use of the inner surface by 14-21% and a decrease in hydraulic resistance by 13-19%. The use of the proposed catalytic element with improved quality indicators will help increase the productivity of industrial plants.

Claims (5)

1. Каталитический элемент для осуществления гетерогенно-каталитических реакций с внутренним отверстием, на наружной и внутренней поверхности элемента выполнены выступы, расположенные по окружности с равным шагом по отношению друг к другу, при этом кратчайшее расстояние от центральной оси указанной окружности до наиболее удаленной от оси точки выступа на наружной поверхности элемента одинаковое для каждого выступа, отличающийся тем, что элемент имеет вытянутую в продольном направлении форму, стенка элемента, образованная внутренней и внешней поверхностью, имеет одинаковую толщину по всему периметру элемента, при этом толщина стенки составляет 0,1-0,25 от диаметра условной окружности, проходящей в поперечном сечении элемента по выступам на наружной поверхности элемента, а высота каждого выступа составляет 0,15-0,35 от диаметра вышеуказанной окружности.1. The catalytic element for the implementation of heterogeneous catalytic reactions with an internal hole, on the outer and inner surfaces of the element are protrusions located on a circle with an equal pitch with respect to each other, while the shortest distance from the central axis of the specified circle to the point farthest from the axis the protrusion on the outer surface of the element is the same for each protrusion, characterized in that the element has a longitudinally elongated shape, the element wall formed by the inner and the outer surface has the same thickness along the entire perimeter of the element, while the wall thickness is 0.1-0.25 of the diameter of the conditional circle passing in the cross section of the element along the protrusions on the outer surface of the element, and the height of each protrusion is 0.15-0 , 35 from the diameter of the above circle. 2. Каталитический элемент по п.1, отличающийся тем, что выступы выполнены плавными и плавно сопряжены друг с другом.2. The catalytic element according to claim 1, characterized in that the protrusions are made smooth and smoothly mated with each other. 3. Каталитический элемент по п.1, отличающийся тем, что количество выступов на наружной и внутренней поверхности элемента является равным и составляет 5-7.3. The catalytic element according to claim 1, characterized in that the number of protrusions on the outer and inner surfaces of the element is equal to 5-7. 4. Каталитический элемент по п.1, отличающийся тем, что в продольном направлении выступы расположены параллельно друг другу, при этом продольная направляющая каждого выступа расположена под углом относительно продольной оси элемента.4. The catalytic element according to claim 1, characterized in that in the longitudinal direction, the protrusions are parallel to each other, while the longitudinal guide of each protrusion is at an angle relative to the longitudinal axis of the element. 5. Каталитический элемент по п.4, отличающийся тем, что продольная направляющая каждого выступа расположена под углом 1-85° относительно продольной оси элемента. 5. The catalytic element according to claim 4, characterized in that the longitudinal guide of each protrusion is located at an angle of 1-85 ° relative to the longitudinal axis of the element.
RU2012135021/04A 2012-08-15 2012-08-15 Catalyst element for conducting heterogeneous catalytic reactions RU2489209C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135021/04A RU2489209C1 (en) 2012-08-15 2012-08-15 Catalyst element for conducting heterogeneous catalytic reactions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135021/04A RU2489209C1 (en) 2012-08-15 2012-08-15 Catalyst element for conducting heterogeneous catalytic reactions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2489209C1 true RU2489209C1 (en) 2013-08-10

Family

ID=49159414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012135021/04A RU2489209C1 (en) 2012-08-15 2012-08-15 Catalyst element for conducting heterogeneous catalytic reactions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489209C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753669C1 (en) * 2020-11-17 2021-08-19 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Catalyst for heterogeneous reactions with reduced hydraulic resistance of the layer

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU526381A1 (en) * 1975-02-17 1976-08-30 Предприятие П/Я Р-6603 Hydrocarbon Conversion Catalyst
RU2084761C1 (en) * 1995-05-30 1997-07-20 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Method of conducting exothermic reactions
US20070186537A1 (en) * 2006-02-14 2007-08-16 Shane Elwart System and method to operate fuel cell in the exhaust of an internal combustion engine
RU2318596C1 (en) * 2006-11-03 2008-03-10 Александр Анатольевич Кирчанов Catalytic element for heterogeneous high-temperature reactions
RU79451U1 (en) * 2008-03-19 2009-01-10 Александр Геннадьевич Тарарыкин CATALYTIC ELEMENT
RU2414300C1 (en) * 2009-08-04 2011-03-20 Инфра Текнолоджиз Лтд. Exothermic process catalyst support and catalyst based on said support
US8192877B2 (en) * 2006-02-14 2012-06-05 Ford Global Technologies, Llc System and method to operate fuel cell in the exhaust of an internal combustion engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU526381A1 (en) * 1975-02-17 1976-08-30 Предприятие П/Я Р-6603 Hydrocarbon Conversion Catalyst
RU2084761C1 (en) * 1995-05-30 1997-07-20 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Method of conducting exothermic reactions
US20070186537A1 (en) * 2006-02-14 2007-08-16 Shane Elwart System and method to operate fuel cell in the exhaust of an internal combustion engine
US8192877B2 (en) * 2006-02-14 2012-06-05 Ford Global Technologies, Llc System and method to operate fuel cell in the exhaust of an internal combustion engine
RU2318596C1 (en) * 2006-11-03 2008-03-10 Александр Анатольевич Кирчанов Catalytic element for heterogeneous high-temperature reactions
RU79451U1 (en) * 2008-03-19 2009-01-10 Александр Геннадьевич Тарарыкин CATALYTIC ELEMENT
RU2414300C1 (en) * 2009-08-04 2011-03-20 Инфра Текнолоджиз Лтд. Exothermic process catalyst support and catalyst based on said support

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753669C1 (en) * 2020-11-17 2021-08-19 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Catalyst for heterogeneous reactions with reduced hydraulic resistance of the layer
WO2022108478A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-27 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Catalyst for heterogeneous reactions with reduced catalyst bed flow resistance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE502005008533D1 (en) PIPE-BREAKER REACTOR WITH A HELIX-DIMENSIONAL CROSS-SECTION
CN102149465B (en) Shaped heterogeneous catalysts
RU2489209C1 (en) Catalyst element for conducting heterogeneous catalytic reactions
KR20110057228A (en) Shaped heterogeneous catalysts
EA201270126A1 (en) MULTI-STRONG CORD, IN WHICH THE MAIN THREADS ARE REPRESENTED BY THE DOUBLE-LAYER CORD THREADS RUBBERED ON THE PLACE
CN106573214A (en) Low pressure drop packing material structures
RU125887U1 (en) CATALYTIC ELEMENT FOR IMPLEMENTATION OF HETEROGENEO-CATALYTIC REACTIONS
CN103708994A (en) Method for preparing m-dichlorobenzene through catalysis of nano ZSM-5 molecular sieve and isomerization of p-dichlorobenzene
CN201815312U (en) Ceramic filler for gear ring
CN107879889A (en) A kind of method of dehydrogenating low-carbon alkane reaction
EP2402080A3 (en) Method for making heterogeneous catalysts
CN206688708U (en) The cylindric catalyst carrier for hydrgenating of inner core
WO2009023050A3 (en) Catalytic isobutane alkylation
US2644800A (en) Shaped catalyst for packed catalytic reactor
CN204182395U (en) A kind of extrusion die
CN203862223U (en) Distribution plate for propylene epoxidation reaction
EA201390522A1 (en) CATALYTIC REACTOR AND CATALYST STRUCTURAL ELEMENT
JPH01254250A (en) Manufacture of sulfur dioxide oxidation catalyst of parallel gas flow type
CN211546452U (en) Iron oxide desulfurizer
JPS5889946A (en) Vanadium pentoxide catalyst and production thereof
WO2013151108A1 (en) Multi-tubular reactor and multi-tubular reactor design and fabrication method
KR20160068778A (en) Reaction tube and method for producing hydrogen cyanide
CN203425828U (en) Honeycomb multidimensional propping agent
CN203862250U (en) Ceramic saddle ring packing with corrugated surface
CN102068973A (en) Carbonyl sulfide hydrolysis catalyst and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20180910

PD4A Correction of name of patent owner