RU2548412C2 - Apparatus for extracting hydrogen from oxygenless gas media - Google Patents

Apparatus for extracting hydrogen from oxygenless gas media Download PDF

Info

Publication number
RU2548412C2
RU2548412C2 RU2013139259/05A RU2013139259A RU2548412C2 RU 2548412 C2 RU2548412 C2 RU 2548412C2 RU 2013139259/05 A RU2013139259/05 A RU 2013139259/05A RU 2013139259 A RU2013139259 A RU 2013139259A RU 2548412 C2 RU2548412 C2 RU 2548412C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxygen
reaction chamber
gas medium
hydrogen
pipe
Prior art date
Application number
RU2013139259/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013139259A (en
Inventor
Петр Никифорович Мартынов
Радомир Шамильевич Асхадуллин
Константин Дмитриевич Иванов
Саид-Али Сабирович Ниязов
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг"
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 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг"
Priority to RU2013139259/05A priority Critical patent/RU2548412C2/en
Publication of RU2013139259A publication Critical patent/RU2013139259A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2548412C2 publication Critical patent/RU2548412C2/en

Links

Classifications

    • 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

  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

FIELD: physics, atomic power.
SUBSTANCE: invention relates to means of providing safe operation of heat-transfer loops of liquid metal cooled nuclear reactors. The apparatus for extracting hydrogen from oxygenless gas media includes a housing 1, a reaction chamber 3 placed inside said housing, encircling a distribution pipe 2 and having at least one perforated section 4 filled with granules 5 of an oxygen-containing material, a pipe 7 for feeding an oxygenless gas medium containing hydrogen into the reaction chamber and a pipe 8 for feeding an oxygen-containing gas medium into the housing for restoring oxidative properties of the oxygen-containing material, connected to an inlet pipe 2, an outlet pipe 9 for outlet of spent gas medium from the reaction chamber and an operating mode switching system comprising three shut-off valves, the first 10 of which is installed on the pipe 7 for feeding the hydrogen-containing oxygenless gas medium, the second 11 - on the pipe 8 for feeding the oxygen-containing gas medium and the third 12 - on the outlet pipe 9.
EFFECT: invention improves the efficiency of removing gaseous hydrogen from an oxygenless hydrogen-containing gas medium in liquid metal cooled nuclear reactors.
15 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам обеспечения безопасной работы газовых контуров ядерной реакторной установки с жидкометаллическим теплоносителем.The invention relates to mechanical engineering, in particular to means for ensuring the safe operation of the gas circuits of a nuclear reactor installation with a liquid metal coolant.

Уровень техникиState of the art

Одной из проблем обеспечения безопасной работы ядерного реактора является выведение из газовых контуров ядерного реактора газообразного водорода, поскольку накопление газообразного водорода может привести к образованию в контуре опасной концентрации газообразного водорода, а это может вызвать нежелательное взаимодействие водорода с конструкционными материалами, что приведет к деградации свойств этих материалов (прежде всего защитной оксидной пленки на внешней поверхности элементов контура). Кроме того, накопление водорода в газовых контурах создает предпосылки к образованию взрывоопасных концентраций газообразного водорода.One of the problems of ensuring safe operation of a nuclear reactor is the removal of hydrogen gas from the gas circuits of a nuclear reactor, since the accumulation of hydrogen gas can lead to the formation of a dangerous concentration of hydrogen gas in the circuit, and this can cause undesirable interaction of hydrogen with structural materials, which will degrade the properties of these materials (primarily protective oxide film on the outer surface of the circuit elements). In addition, the accumulation of hydrogen in gas circuits creates the prerequisites for the formation of explosive concentrations of hydrogen gas.

Для выведения газообразного водорода из газового контура можно использовать различные средстваVarious means can be used to remove hydrogen gas from the gas circuit.

Известно устройство для выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси [Патент РФ на изобретение №2430876 «Устройство для выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси». C01B 3/56, 00.10.2011]. В основу работы устройств данной схемы положена диффузия водорода через проницаемую мембрану. В результате в замембранной полости собирается чистый водород, а остальная рабочая среда с уменьшенным содержанием водорода передается в выходной патрубок. Данная схема имеет низкую эффективность, когда требуется вывести газообразный водород из газовой смеси с низким содержанием водорода, так как требуются длительное время для диффузии водорода через мембрану и большие площади проницаемой мембраны.A device for hydrogen evolution from a hydrogen-containing gas mixture is known [RF Patent for the invention No. 2430876 "Device for hydrogen evolution from a hydrogen-containing gas mixture". C01B 3/56, 10/10/2011]. The operation of the devices of this scheme is based on the diffusion of hydrogen through a permeable membrane. As a result, pure hydrogen is collected in the membrane cavity, and the rest of the working medium with a reduced hydrogen content is transferred to the outlet pipe. This scheme has low efficiency when it is necessary to remove hydrogen gas from a gas mixture with a low hydrogen content, since it takes a long time for hydrogen diffusion through the membrane and large areas of the permeable membrane.

Известно устройство для выведения газообразного водорода из водородсодержащей газовой смеси, описанное в патенте США №6356613, G21C 9/06 от 12.03.2002). В известном устройстве газовая смесь, содержащая газообразный водород, пропускается через каталитический пакет, в котором происходит низкотемпературное окисление газообразного водорода до воды, обработанная газовая смесь выводится за пределы устройства. Окисление водорода до воды (водяного пара) дает возможность быстро и эффективно удалять водород из газовых контуров, так как окислившийся водород (вода, водяной пар) может быть легко удален из газового контура, используя хорошо отработанную технологию осушения газовых сред. Однако использование данного устройства возможно только в газовой среде, содержащей кислород. При обработке бескислородной газовой среды данное устройство неспособно очистить водородсодержащую бескислородную газовую среду от газообразного водорода.A device for removing hydrogen gas from a hydrogen-containing gas mixture is known, described in US patent No. 6356613, G21C 9/06 from 03/12/2002). In the known device, a gas mixture containing hydrogen gas is passed through a catalytic bag in which low-temperature oxidation of hydrogen gas to water takes place, and the treated gas mixture is discharged outside the device. Oxidation of hydrogen to water (water vapor) makes it possible to quickly and efficiently remove hydrogen from gas circuits, since oxidized hydrogen (water, water vapor) can be easily removed from the gas circuit using well-developed technology for drying gas environments. However, the use of this device is only possible in a gaseous environment containing oxygen. When processing an oxygen-free gas medium, this device is unable to clean the hydrogen-containing oxygen-free gas medium from hydrogen gas.

В газовых контурах реактора с жидкометаллическим теплоносителем используются бескислородные газовые среды и имеется необходимость в разработке эффективных средств для выведения водорода и подобных газов из бескислородной газовой среды газовых контуров.Oxygen-free gas media are used in the gas circuits of the liquid metal coolant reactor and there is a need to develop effective means for removing hydrogen and similar gases from the oxygen-free gas medium of gas circuits.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства для выведения водорода из бескислородных газовых сред, способного эффективно выводить газообразный водород, за счет химической реакции окисления водорода до воды с последующим выведением его в составе парогазовой смеси, без использования проницаемых мембран. Для решения поставленной задачи предлагается устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред.The objective of the invention is to develop a device for removing hydrogen from oxygen-free gaseous media, capable of effectively removing gaseous hydrogen, due to the chemical reaction of hydrogen oxidation to water, followed by its removal in the vapor-gas mixture, without the use of permeable membranes. To solve this problem, a device for removing hydrogen from oxygen-free gas environments is proposed.

Технический результат, получаемый от реализации предлагаемого изобретения, заключается в повышении эффективности удаления газообразного водорода из бескислородной газовой среды в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем и в обеспечении восстановления свойств устройства без его разборки.The technical result obtained from the implementation of the present invention is to increase the efficiency of removing hydrogen gas from an oxygen-free gas medium in nuclear reactors with a liquid metal coolant and to ensure restoration of the properties of the device without disassembling it.

Указанные технические результаты достигаются в устройстве удаления газообразного водорода из бескислородных газовых сред за счет совокупности следующих существенных признаков.These technical results are achieved in a device for removing gaseous hydrogen from oxygen-free gas environments due to the combination of the following essential features.

Устройство удаления газообразного водорода из бескислородных газовых сред содержит герметичный обогреваемый корпус, размещенную внутри него реакционную камеру, заполненную наполнителем из кислородсодержащего материала, систему подвода в реакционную камеру обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород, систему отвода обработанной газовой среды из реакционной камеры, систему восстановления окислительных свойств кислородсодержащего материала и систему переключения режимов работы устройства.A device for removing gaseous hydrogen from oxygen-free gas environments contains a sealed heated case, a reaction chamber placed inside it, filled with a filler of an oxygen-containing material, a system for supplying a treated oxygen-free gas medium containing hydrogen to the reaction chamber, a system for removing the treated gas medium from the reaction chamber, and an oxidation reduction system properties of oxygen-containing material and a system for switching the operating modes of the device.

При этом реакционная камера имеет, по меньшей мере, одну перфорированную секцию с кислородсодержащим материалом, а в перегородке, разделяющей смежные перфорированные секции, выполнены отверстия.In this case, the reaction chamber has at least one perforated section with oxygen-containing material, and openings are made in the partition separating adjacent perforated sections.

При этом в боковой стенке реакционной камеры выполнены отверстия, обеспечивающие соединение перфорированных секций с кислородсодержащим материалом с полостью корпуса.At the same time, openings are made in the side wall of the reaction chamber, which ensure the connection of the perforated sections with an oxygen-containing material with the cavity of the body.

При этом реакционная камера установлена в корпусе с зазором относительно его внутренних стенок.In this case, the reaction chamber is installed in the housing with a gap relative to its internal walls.

При этом система подвода в реакционную камеру обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород, содержит входной патрубок, к которому с одной стороны подсоединен распределительный проницаемый коллектор, а с противоположной стороны подсоединен трубопровод подачи в устройство обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород.In this case, the system for supplying the oxygen-free gas medium containing hydrogen to the reaction chamber contains an inlet pipe to which a permeable distribution manifold is connected on one side, and a supply pipe to the device for the oxygen-free gas medium containing hydrogen is connected on the opposite side.

При этом распределительный проницаемый коллектор выполнен в виде распределительного трубопровода и реакционной камеры, охватывающей распределительный трубопровод.In this case, the permeable distribution manifold is made in the form of a distribution pipe and a reaction chamber covering the distribution pipe.

При этом на участке распределительного трубопровода, охватываемого реакционной камерой, в его стенке выполнены отверстия, обеспечивающие соединение полости распределительного трубопровода с внутренними полостями перфорированных секций с кислородсодержащим материалом реакционной камеры.At the same time, holes are made in the section of the distribution pipe covered by the reaction chamber in its wall, which ensures the connection of the cavity of the distribution pipe with the internal cavities of the perforated sections with the oxygen-containing material of the reaction chamber.

При этом на нижнем торце распределительного трубопровода имеется заглушка, предотвращающая перетекание обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород, в обход реакционной камеры.At the same time, there is a plug at the lower end of the distribution pipeline that prevents the overflow of the oxygen-free gas medium containing hydrogen, bypassing the reaction chamber.

При этом система восстановления окислительных свойств кислородсодержащего материала состоит из подсоединенного к входному патрубку трубопровода подачи кислородсодержащей газовой среды в корпус.In this case, the system for restoring the oxidizing properties of an oxygen-containing material consists of a pipeline for supplying an oxygen-containing gas medium to the housing connected to the inlet pipe.

При этом система отвода обработанной газовой среды из реакционной камеры состоит из трубопровода отвода обработанной газовой среды, подсоединенного к корпусу устройства.In this case, the system for discharging the treated gas medium from the reaction chamber consists of a pipeline for discharging the treated gas medium connected to the device body.

При этом система переключения режимов работы устройства включает в себя три запорных вентиля, один из которых установлен в трубопроводе подачи обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород, второй - в трубопроводе системы восстановления окислительных свойств кислородсодержащего материала и третий - в трубопроводе системы отвода обработанной газовой среды.In this case, the system switching modes of the device includes three shut-off valves, one of which is installed in the pipeline for supplying the processed oxygen-free gas medium containing hydrogen, the second in the pipeline of the system for restoring the oxidizing properties of oxygen-containing material and the third in the pipeline of the system for removing the treated gas medium.

Предпочтительно, что в качестве кислородсодержащего материала используются гранулы оксида висмута (Bi2O3).Preferably, granules of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) are used as the oxygen-containing material.

Использование для выведения газообразного водорода наполнителя из гранулированного кислородсодержащего материала дает возможность удалять водород из бескислородной газовой среды путем прямого химического окисления газообразного водорода на поверхности гранул, при этом обеспечивается большая поверхность контакта газообразного водорода с кислородсодержащим материалом, что обеспечивает быстрое эффективное удаление водорода из газовой среды, даже при полном отсутствии в ней кислорода. Устройство обеспечивает восстановление окислительных свойств гранул путем периодического воздействия на них кислородсодержащей газовой средой.The use of a filler from a granular oxygen-containing material for removing gaseous hydrogen makes it possible to remove hydrogen from an oxygen-free gas medium by direct chemical oxidation of gaseous hydrogen on the surface of the granules, while providing a large contact surface of hydrogen gas with an oxygen-containing material, which ensures fast effective removal of hydrogen from the gas medium, even with the complete absence of oxygen in it. The device provides restoration of the oxidizing properties of the granules by periodically exposing them to an oxygen-containing gas medium.

Работа устройства регулируется запорными клапанами и изменением температуры обогреваемого корпуса.The operation of the device is regulated by shut-off valves and by changing the temperature of the heated case.

Использование гранул из оксида висмута исключает загрязнение газовой среды посторонними элементами, так как висмут входит в состав жидкометаллического теплоносителя ядерного реактора.The use of bismuth oxide granules eliminates contamination of the gaseous medium with extraneous elements, since bismuth is part of the liquid metal coolant of a nuclear reactor.

Устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред может быть изготовлено промышленным способом на любом специализированном предприятии. Заявитель изготовил макет устройства и провел его испытания, подтвердившие работоспособность устройства.A device for removing hydrogen from oxygen-free gas environments can be manufactured industrially at any specialized enterprise. The applicant made a mock device and conducted its tests, confirming the operability of the device.

Прилагаемое далее описание изобретения и графические материалы являются только примерами и ни в коей мере не ограничивают объем изобретения.The following description of the invention and graphic materials are only examples and in no way limit the scope of the invention.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение поясняется Фиг.1, на которой схематически изображено предлагаемое устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред.The invention is illustrated in figure 1, which schematically shows the proposed device for removing hydrogen from oxygen-free gas environments.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред содержит герметичный обогреваемый корпус 1. Внутри корпуса 1 размещены распределительный проницаемый коллектор, в качестве которого используется распределительный трубопровод 2, и реакционная камера 3, охватывающая распределительный трубопровод 2. Реакционная камера 3 имеет несколько расположенных друг над другом перфорированных секций 4, заполненных гранулами 5 из кислородсодержащего материала, предпочтительно из оксида висмута. Реакционная камера 3 установлена в корпусе 1 с зазором относительно его боковой стенки, крышки и днища. Участок распределительного трубопровода 2, погруженный в реакционную камеру 3, выполнен с перфорированной боковой стенкой, т.е. имеет отверстия, соединяющие полость распределительного трубопровода 2 с внутренней полостью секций 4 реакционной камеры 3. На нижнем торце распределительного трубопровода 2 имеется заглушка, предотвращающая перетекание обрабатываемого газового потока в обход реакционной камеры 3. Боковая стенка реакционной камеры перфорирована. Перфорация соединяет полость корпуса 1 с внутренней полостью секций 4 реакционной камеры. Между собой секции 4 разделены перегородками, которые также выполнены с перфорацией. Перфорация обеспечивает проточность реакционной камеры 3 для прохода через нее газообразного рабочего тела.A device for removing hydrogen from oxygen-free gas environments contains a sealed heated housing 1. Inside the housing 1 there is a permeable distribution manifold, which is used as a distribution pipe 2, and a reaction chamber 3, covering the distribution pipe 2. The reaction chamber 3 has several perforated sections 4 filled with granules 5 of an oxygen-containing material, preferably of bismuth oxide. The reaction chamber 3 is installed in the housing 1 with a gap relative to its side wall, cover and bottom. A portion of the distribution pipe 2 immersed in the reaction chamber 3 is made with a perforated side wall, i.e. has holes connecting the cavity of the distribution pipe 2 with the internal cavity of the sections 4 of the reaction chamber 3. At the lower end of the distribution pipe 2 there is a plug that prevents the flow of the treated gas stream bypassing the reaction chamber 3. The side wall of the reaction chamber is perforated. Perforation connects the cavity of the housing 1 with the internal cavity of the sections 4 of the reaction chamber. Between themselves, sections 4 are divided by partitions, which are also made with perforation. Perforation provides a flow through the reaction chamber 3 for the passage of a gaseous working fluid through it.

Входной патрубок 6 для подвода в устройство обрабатываемой газовой среды подсоединен сверху к распределительному трубопроводу 2. Снаружи корпуса 1 к входному патрубку 2 подсоединены трубопровод 7 подачи водородсодержащей бескислородной газовой среды и трубопровод 8 подачи кислородсодержащей газовой среды.The inlet pipe 6 for supplying the gas to be treated is connected at the top to the distribution pipe 2. Outside of the housing 1, the pipe 7 for supplying a hydrogen-containing oxygen-free gas medium and the pipe 8 for supplying an oxygen-containing gas medium are connected to the inlet pipe 2.

Выходной трубопровод 9 для отвода из устройства 1 прореагировавшей газовой среды - газовая среда с водяным паром, образовавшимся в реакционной камере при взаимодействии газообразного водорода (метана и подобных газов) и кислорода в гранулах 5 оксида висмута, присоединен снизу к корпусу 1 устройства. Устройство содержит средства управления его работой, содержащее три запорных вентиля 10, 11 и 12. Запорный вентиль 10 установлен в трубопроводе 7 системы подвода водородсодержащей бескислородной газовой среды. Второй запорный вентиль 11 установлен в трубопроводе 8 системы подвода кислородсодержащей газовой среды. Третий запорный вентиль 12 установлен в выходном трубопроводе.The outlet pipe 9 for draining the reacted gas medium from the device 1 — a gas medium with water vapor generated in the reaction chamber during the interaction of hydrogen gas (methane and similar gases) and oxygen in bismuth oxide granules 5, is connected from below to the device body 1. The device contains means for controlling its operation, containing three shut-off valves 10, 11 and 12. The shut-off valve 10 is installed in the pipeline 7 of the system for supplying a hydrogen-containing oxygen-free gas medium. The second shut-off valve 11 is installed in the pipeline 8 of the supply system of an oxygen-containing gas medium. The third shut-off valve 12 is installed in the outlet pipe.

Размеры перфорации предотвращают свободный выход гранул из твердых оксидов висмута из секций реакционной камеры.The dimensions of the perforation prevent the free exit of granules from solid bismuth oxides from sections of the reaction chamber.

На внешней поверхности корпуса 1 расположен электронагреватель 13.On the outer surface of the housing 1 is an electric heater 13.

В режиме выведения водорода из бескислородной газовой среды запорный вентиль 11 закрыт и открыты запорные вентили 10 и 12. Поток водородсодержащей газовой среды из трубопровода 7 через открытый запорный вентиль 10 подают в распределительный трубопровод 2 и через перфорацию в стенке распределительного трубопровода 2 этот поток газа поступает в секции 4 реакционной камеры 3. В реакционной камере 3 водородсодержащий газовый поток обтекает гранулы 5 из кислородсодержащего материала, предпочтительно из оксида висмута, при этом водород взаимодействует с кислородом, находящимся в оксиде висмута, и практически полностью окисляется с образованием водяного пара. Обработанная в реакционной камере газовая смесь через перфорацию в стенке реакционной камеры поступает в корпус 1 в зазор между реакционной камерой 3 и стенками корпуса 1. Далее обработанная газовая смесь с водяным паром удаляется из устройства через открытый запорный вентиль 12. Водяной пар можно легко удалить из обработанной газовой среды различными средствами, используемыми для удаления паров воды из газов.In the mode of removing hydrogen from an oxygen-free gas medium, the shut-off valve 11 is closed and the shut-off valves 10 and 12 are open. The flow of the hydrogen-containing gas medium from the pipeline 7 is supplied to the distribution pipe 2 through the open shut-off valve 10 and this gas flows through the perforation in the wall of the distribution pipe 2 sections 4 of the reaction chamber 3. In the reaction chamber 3, a hydrogen-containing gas stream flows around granules 5 of an oxygen-containing material, preferably bismuth oxide, with hydrogen interacting exists with oxygen in the bismuth oxide, and almost completely oxidized to form water vapor. The gas mixture processed in the reaction chamber through the perforation in the wall of the reaction chamber enters the housing 1 into the gap between the reaction chamber 3 and the walls of the housing 1. Then, the treated gas mixture with water vapor is removed from the device through an open shut-off valve 12. Water vapor can be easily removed from the treated the gas environment by various means used to remove water vapor from gases.

Контроль за окислением водорода до водяного пара можно вести любыми известными средствами и в рамках данной заявки этот контроль не рассматривается.The control of the oxidation of hydrogen to water vapor can be carried out by any known means and within the framework of this application this control is not considered.

При обнаружении, что кислородсодержащий материал в реакционной камере потерял свою активность, проводят восстановление окислительной способности гранул 5 в секциях 4 реакционной камеры 3 кислородсодержащей газовой средой. В режиме окисления гранул 5 кислородосодержащей газовой средой закрывают запорные вентили 10 и 12 и открывают запорный вентиль 11. Через трубопровод 8 подают в устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред кислородсодержащую газовую среду, заполняют объем реакционной камеры 3 и корпуса 1 кислородсодержащей газовой средой и выдерживают указанную газовую смесь в корпусе 1 и реакционной камере 3 до срабатывания кислорода в ней. Кислород взаимодействует с материалом гранул 5, предпочтительно висмутом, и окисляет его с образованием оксида висмута. По завершении восстановления окислительной способности висмута удаляют остатки кислородсодержащей газовой среды, переводят устройство в режим выведения водорода из бескислородной газовой среды и возобновляют выведение водорода.Upon detection that the oxygen-containing material in the reaction chamber has lost its activity, the oxidizing ability of the granules 5 in sections 4 of the reaction chamber 3 is restored by an oxygen-containing gas medium. In the oxidation mode of the granules 5 with an oxygen-containing gas medium, the shut-off valves 10 and 12 are closed and the shut-off valve 11 is opened. An oxygen-containing gas medium is supplied to the device for removing hydrogen from oxygen-free gas media through a pipe 8, the volume of the reaction chamber 3 and the housing 1 are filled with an oxygen-containing gas medium, and they are held the specified gas mixture in the housing 1 and the reaction chamber 3 until the oxygen in it. Oxygen interacts with the material of the granules 5, preferably bismuth, and oxidizes it to form bismuth oxide. Upon completion of the restoration of the oxidizing ability of bismuth, the residual oxygen-containing gas medium is removed, the device is put into the mode of hydrogen removal from an oxygen-free gas medium, and hydrogen is removed again.

Claims (15)

1. Устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред, содержащее корпус, размещенную внутри него реакционную камеру, заполненную кислородсодержащим материалом, систему подвода в реакционную камеру обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород, систему отвода обработанной газовой среды из реакционной камеры, систему восстановления окислительных свойств кислородсодержащего материала, обеспечивающую возможность подачи кислородсодержащей газовой среды в корпус, и систему переключения режимов работы устройства, обеспечивающую регулирование подвода в реакционную камеру обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород, и подачи кислородсодержащей газовой среды в корпус.1. A device for removing hydrogen from oxygen-free gas environments, comprising a housing, a reaction chamber placed inside it filled with oxygen-containing material, a system for supplying a treated oxygen-free gas medium containing hydrogen to the reaction chamber, a system for removing the treated gas medium from the reaction chamber, a system for restoring oxidative properties oxygen-containing material, providing the possibility of supplying an oxygen-containing gas medium to the housing, and a system for switching operating modes a device that provides control of the supply to the reaction chamber of the processed oxygen-free gas medium containing hydrogen, and the supply of an oxygen-containing gas medium to the housing. 2. Устройство для выведения водорода по п. 1, отличающееся тем, что корпус выполнен герметичным.2. A device for removing hydrogen according to claim 1, characterized in that the housing is sealed. 3. Устройство для выведения водорода по п. 1, отличающееся тем, что корпус выполнен обогреваемым.3. A device for removing hydrogen according to claim 1, characterized in that the housing is made heated. 4. Устройство для выведения водорода по п. 1, отличающееся тем, что реакционная камера имеет по меньшей мере одну перфорированную секцию с кислородсодержащим материалом.4. A device for removing hydrogen according to claim 1, characterized in that the reaction chamber has at least one perforated section with an oxygen-containing material. 5. Устройство для выведения водорода по п. 4, отличающееся тем, что в перегородке, разделяющей смежные перфорированные секции, выполнены отверстия.5. A device for removing hydrogen according to claim 4, characterized in that holes are made in the partition separating adjacent perforated sections. 6. Устройство для выведения водорода по п. 4, отличающееся тем, что в боковой стенке реакционной камеры выполнены отверстия, обеспечивающие соединение перфорированных секций с кислородсодержащим материалом с полостью корпуса.6. A device for removing hydrogen according to claim 4, characterized in that holes are made in the side wall of the reaction chamber, which allow the perforated sections to be connected to an oxygen-containing material with a body cavity. 7. Устройство для выведения водорода по п. 1, отличающееся тем, что реакционная камера установлена в корпусе с зазором относительно его внутренних стенок.7. A device for removing hydrogen according to claim 1, characterized in that the reaction chamber is installed in the housing with a gap relative to its internal walls. 8. Устройство для выведения водорода по п. 1, отличающееся тем, что система подвода в реакционную камеру обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород, содержит входной патрубок, к которому с одной стороны подсоединен распределительный проницаемый коллектор, а с противоположной стороны подсоединен трубопровод подачи в устройство обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород.8. A device for removing hydrogen according to claim 1, characterized in that the system for supplying a reactionless oxygen-containing gas medium containing hydrogen to the reaction chamber contains an inlet pipe to which a permeable distribution manifold is connected on one side, and a feed pipe is connected to the opposite side the device is processed oxygen-free gas medium containing hydrogen. 9. Устройство для выведения водорода по п. 8, отличающееся тем, что распределительный проницаемый коллектор выполнен в виде распределительного трубопровода и реакционной камеры, охватывающей распределительный трубопровод.9. A device for removing hydrogen according to claim 8, characterized in that the permeable distribution manifold is made in the form of a distribution pipe and a reaction chamber covering the distribution pipe. 10. Устройство для выведения водорода по п. 8, отличающееся тем, что на участке распределительного трубопровода, охватываемого реакционной камерой, в его стенке выполнены отверстия, обеспечивающие соединение полости распределительного трубопровода с внутренними полостями перфорированных секций с кислородсодержащим материалом реакционной камеры.10. A device for removing hydrogen according to claim 8, characterized in that in the portion of the distribution pipe covered by the reaction chamber, openings are made in its wall to allow the cavity of the distribution pipe to be connected to the internal cavities of the perforated sections with an oxygen-containing material of the reaction chamber. 11. Устройство для выведения водорода по п. 8, отличающееся тем, что на нижнем торце распределительного трубопровода имеется заглушка, предотвращающая перетекание обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород, в обход реакционной камеры.11. A device for removing hydrogen according to claim 8, characterized in that there is a plug at the lower end of the distribution pipe that prevents the flow of the treated oxygen-free gas medium containing hydrogen, bypassing the reaction chamber. 12. Устройство для выведения водорода по п. 1, отличающееся тем, что система восстановления окислительных свойств кислородсодержащего материала состоит из подсоединенного к входному патрубку трубопровода подачи кислородсодержащей газовой среды в корпус.12. A device for removing hydrogen according to claim 1, characterized in that the system for restoring the oxidizing properties of an oxygen-containing material consists of a pipeline for supplying an oxygen-containing gas medium to the housing connected to the inlet pipe. 13. Устройство для выведения водорода по п. 1, отличающееся тем, что система отвода обработанной газовой среды из реакционной камеры состоит из трубопровода отвода обработанной газовой среды, подсоединенного к корпусу устройства.13. A device for removing hydrogen according to claim 1, characterized in that the system for removing the treated gas medium from the reaction chamber consists of a pipe for removing the treated gas medium connected to the device body. 14. Устройство для выведения водорода по п. 1, отличающееся тем, что система переключения режимов работы устройства включает в себя три запорных вентиля, один из которых установлен в трубопроводе подачи обрабатываемой бескислородной газовой среды, содержащей водород, второй - в трубопроводе системы восстановления окислительных свойств кислородсодержащего материала и третий - в трубопроводе системы отвода обработанной газовой среды.14. A device for removing hydrogen according to claim 1, characterized in that the system for switching the operating modes of the device includes three shut-off valves, one of which is installed in the pipeline for supplying the processed oxygen-free gas medium containing hydrogen, and the second in the pipeline of the oxidation recovery system oxygen-containing material and the third - in the pipeline system for the removal of the treated gas medium. 15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве кислородсодержащего материала используются гранулы оксида висмута. 15. The device according to p. 1, characterized in that the granules of bismuth oxide are used as the oxygen-containing material.
RU2013139259/05A 2013-08-26 2013-08-26 Apparatus for extracting hydrogen from oxygenless gas media RU2548412C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013139259/05A RU2548412C2 (en) 2013-08-26 2013-08-26 Apparatus for extracting hydrogen from oxygenless gas media

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013139259/05A RU2548412C2 (en) 2013-08-26 2013-08-26 Apparatus for extracting hydrogen from oxygenless gas media

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013139259A RU2013139259A (en) 2015-03-10
RU2548412C2 true RU2548412C2 (en) 2015-04-20

Family

ID=53279479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013139259/05A RU2548412C2 (en) 2013-08-26 2013-08-26 Apparatus for extracting hydrogen from oxygenless gas media

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2548412C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993003489A1 (en) * 1991-07-29 1993-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Process and device for recombining and/or igniting hydrogen contained in a h2-air-vapour mixture, especially for nuclear power stations
RU2154314C2 (en) * 1995-10-31 2000-08-10 Этомик Энэджи оф Кэнэдэ Лимитид Emergency passive system for reducing amount of hydrogen in water-cooled nuclear reactor
US6356613B1 (en) * 1997-02-07 2002-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for the recombination of hydrogen in a gas mixture
RU2360734C1 (en) * 2008-06-23 2009-07-10 Открытое акционерное общество "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ" (ОАО "СПбАЭП") Passive catalytic recombiner of hydrogen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993003489A1 (en) * 1991-07-29 1993-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Process and device for recombining and/or igniting hydrogen contained in a h2-air-vapour mixture, especially for nuclear power stations
RU2154314C2 (en) * 1995-10-31 2000-08-10 Этомик Энэджи оф Кэнэдэ Лимитид Emergency passive system for reducing amount of hydrogen in water-cooled nuclear reactor
US6356613B1 (en) * 1997-02-07 2002-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for the recombination of hydrogen in a gas mixture
RU2360734C1 (en) * 2008-06-23 2009-07-10 Открытое акционерное общество "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ" (ОАО "СПбАЭП") Passive catalytic recombiner of hydrogen

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013139259A (en) 2015-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102008852B1 (en) System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
US20190371481A1 (en) Nuclear Power Plant
EP2704153B1 (en) Gas treatment equipment of nuclear power plant
JP5777708B2 (en) Method and factory for detritiation of soft waste
US20140048464A1 (en) Fluid purifying apparatus
RU2548412C2 (en) Apparatus for extracting hydrogen from oxygenless gas media
US20010032396A1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
TWI292720B (en) Methods and apparatus for treating fluids
JP5189526B2 (en) Hydrogen treatment equipment for reactor containment vessel
JP4197448B2 (en) Heavy oil treatment equipment using supercritical water and power generation system equipped with heavy oil treatment equipment
JP4038511B2 (en) Chemical decontamination method
RU2550147C1 (en) System to clean gas medium from hydrogen, method of operating such system and reactor plant with such system
CN211837222U (en) Desulfurizing device
JP6851452B2 (en) Filter vent device
JP2010176993A (en) Shutdown method of solid polymer fuel cell system and solid polymer fuel cell system
CN109336300B (en) Electric desalting device for safely eliminating extreme gas
CN105895183A (en) Carbon-14-containing waste gas treatment method and system
JP2008105892A (en) Stopping method for fuel reformer
RU210628U1 (en) Hydrogen afterburner
JP2006322768A (en) Hydrogen remover and its removing method for reactor containment
JP4328845B2 (en) Gas flow treatment method and gas purification device
CN205582519U (en) Carbon containing - 14 waste gas treatment system
RU2554115C1 (en) Hydrogen igniter and reactor plant having said igniter
JP2006026528A (en) Ammonia treatment apparatus and treatment method
KR102367558B1 (en) Ultra-low concentration hydrogen sulphide containing clean biogas production system