RU2550147C1 - System to clean gas medium from hydrogen, method of operating such system and reactor plant with such system - Google Patents

System to clean gas medium from hydrogen, method of operating such system and reactor plant with such system Download PDF

Info

Publication number
RU2550147C1
RU2550147C1 RU2013152258/07A RU2013152258A RU2550147C1 RU 2550147 C1 RU2550147 C1 RU 2550147C1 RU 2013152258/07 A RU2013152258/07 A RU 2013152258/07A RU 2013152258 A RU2013152258 A RU 2013152258A RU 2550147 C1 RU2550147 C1 RU 2550147C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
gas
oxygen
medium
gas medium
Prior art date
Application number
RU2013152258/07A
Other languages
Russian (ru)
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
Priority to RU2013152258/07A priority Critical patent/RU2550147C1/en
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг"
Priority to US15/021,692 priority patent/US20160379723A1/en
Priority to EA201600209A priority patent/EA038468B1/en
Priority to EP14866478.2A priority patent/EP3076400A4/en
Priority to CN201480050897.7A priority patent/CN105556613B/en
Priority to MYPI2016700626A priority patent/MY174778A/en
Priority to UAA201602301A priority patent/UA118356C2/en
Priority to PCT/RU2014/000883 priority patent/WO2015080627A1/en
Priority to JP2016554167A priority patent/JP2016540236A/en
Priority to CA2927142A priority patent/CA2927142C/en
Priority to KR1020167007242A priority patent/KR102008852B1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2550147C1 publication Critical patent/RU2550147C1/en
Priority to ZA2016/01806A priority patent/ZA201601806B/en

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: cleaning system comprises a hydrogen igniter consisting of a casing with holes for supply and withdrawal of gas medium, and oxygen-containing filler, for example, metal oxide, placed in the casing, as well as supply and withdrawal pipelines, shutoff valves installed at the supply pipeline to provide for control of hydrogen-containing gas medium supply, and shutoff valves installed at the supply pipeline to provide for control of oxygen-containing gas medium supply.
EFFECT: no pollution of gas medium by impurities being harmful for structural elements of a reactor plant and/or heat carrier, in particular, lead-bismuth one.
16 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к системам очистки газовой среды от водорода, в частности к системам, имеющим в своем составе дожигатель водорода.The present invention relates to systems for purifying a gaseous medium from hydrogen, in particular to systems incorporating a hydrogen afterburner.

Уровень техникиState of the art

Одной из задач является обеспечение 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 приводит 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 tasks is to ensure the safe operation of the nuclear reactor is to remove hydrogen gas from the gas circuits of the 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 unwanted interaction of hydrogen with structural materials, which leads to degradation of properties 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 средства.Various means can be used to remove hydrogen gas from the gas circuit.

Из патента RU 2430876 известно устройство для выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси. 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 требуется длительное время для диффузии водорода через мембрану и большие площади проницаемой мембраны.A device for the evolution of hydrogen from a hydrogen-containing gas mixture is known from RU 2430876. 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 required to remove hydrogen gas from a gas mixture with a low hydrogen content, since it takes a long time for the diffusion of hydrogen through the membrane and large areas of the permeable membrane.

Известно устройство для выведения газообразного водорода из водородсодержащей газовой смеси, описанное в патенте US 6356613. 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 не способно очистить водородсодержащую бескислородную газовую среду от газообразного водорода.A device for removing hydrogen gas from a hydrogen-containing gas mixture is described in US Pat. No. 6,356,613. 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 not able to purify a 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.

Удаление из газовой среды водорода также требуется при эксплуатации ядерных реакторных установок для поддержания требуемого примесного состава защитного газа (газовой среды), обычно представляющего собой инертный газ. Очистку защитного газа от водорода также возможно осуществлять с помощью дожигателя водорода.The removal of hydrogen from the gaseous medium is also required during the operation of nuclear reactor plants to maintain the required impurity composition of the protective gas (gaseous medium), which is usually an inert gas. It is also possible to purify the protective gas from hydrogen using a hydrogen afterburner.

Из патента RU 2253915 известен дожигатель водорода, имеющий в своем составе оксид меди и выполненный с возможностью пропускания через него потока инертного газа (газовой среды), содержащего водород. Водород на оксиде меди окисляется до воды, которая увлекается потоком инерционного газа.From the patent RU 2253915 there is known a hydrogen afterburner having copper oxide in its composition and configured to pass through it a stream of inert gas (gaseous medium) containing hydrogen. Hydrogen on copper oxide is oxidized to water, which is carried away by the flow of inertial gas.

При очистке газовой среды (защитного газа) от водорода с помощью такого дожигателя возможно загрязнение защитного газа примесями меди или оксида меди. Такие примеси могут оказывать негативное воздействие на конструктивные элементы реакторной установки, а также на теплоноситель, например загрязнять его.When cleaning a gaseous medium (shielding gas) from hydrogen using such an afterburner, it is possible that the shielding gas is contaminated with impurities of copper or copper oxide. Such impurities can have a negative effect on the structural elements of the reactor installation, as well as on the coolant, for example, pollute it.

Ввиду того, что вода, образовавшаяся в результате окисления водорода на оксиде меди, не удаляется из потока газовой среды, результирующая защитная газовая среда насыщается водяными парами, концентрация которых может превысить допустимое значение.Due to the fact that water resulting from the oxidation of hydrogen on copper oxide is not removed from the gas medium stream, the resulting protective gas medium is saturated with water vapor, the concentration of which may exceed the permissible value.

Кроме того, поскольку дожигание водорода происходит во время реакции восстановления оксида меди до меди, то после того как весь или эффективно используемый оксид меди будет в процессе эксплуатации дожигателя водорода восстановлен до меди, потребуется извлечение из дожигателя меди и размещение в нем новой порции оксида меди.In addition, since hydrogen afterburning occurs during the reduction reaction of copper oxide to copper, after all or effectively used copper oxide is reduced to copper during operation of the hydrogen afterburner, it will be necessary to remove copper from the afterburner and place a new portion of copper oxide in it.

Также необходимо отметить относительно низкую эффективность дожигателя водорода на основе оксида меди.It is also worth noting the relatively low efficiency of a hydrogen afterburner based on copper oxide.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является получение системы очистки газовой среды от водорода путем дожигания, которая не будет загрязнять газовую среду (например, защитный газ) примесями, вредными для конструктивных элементов реакторной установки и/или теплоносителя, в частности свинцово-висмутового теплоносителя. Настоящее изобретение также имеет другую задачу, заключающуюся в обеспечении продолжительной эксплуатации системы без необходимости замены/пополнения вещества, используемого для дожигания водорода.An object of the present invention is to provide a system for purifying a gaseous medium from hydrogen by afterburning, which will not contaminate the gaseous medium (for example, shielding gas) with impurities harmful to the structural elements of the reactor installation and / or coolant, in particular, lead-bismuth coolant. The present invention also has another objective, which is to ensure continuous operation of the system without the need for replacement / replenishment of the substance used for the afterburning of hydrogen.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является повышение эффективности дожигателя водорода. Кроме того, другой дополнительной задачей настоящего изобретения является удаление из газовой среды, прошедшей через дожигатель водорода в соответствии с настоящим изобретением, паров воды, образовавшихся в результате дожигания водорода.An additional objective of the present invention is to increase the efficiency of the hydrogen afterburner. In addition, another additional objective of the present invention is to remove from the gas medium passing through the hydrogen afterburner in accordance with the present invention, water vapor resulting from the afterburning of hydrogen.

Задача настоящего изобретения решается с помощью системы очистки газовой среды от водорода, имеющей в своем составе дожигатель водород, состоящий из корпуса, имеющего отверстия для подвода и отвода газовой среды, и кислородосодержащего наполнителя, размещенного в корпусе, подводящий трубопровод, соединенный с корпусом дожигателя водорода с обеспечением возможности подачи газовой среды в отверстие для подвода газовой среды, отводящий трубопровод, соединенный с корпусом дожигателя водорода с обеспечением возможности отвода газовой среды из отверстия для отвода газовой среды, запорную арматуру, установленную на подводящем трубопроводе с обеспечением возможности управления подачей газовой среды, содержащей водород, и запорную арматуру, установленную на подводящем трубопроводе с обеспечением возможности управления подачей газовой среды, содержащей кислород.The objective of the present invention is solved by using a hydrogen gas purification system comprising a hydrogen afterburner consisting of a housing having openings for supplying and discharging a gas medium, and an oxygen-containing filler disposed in the housing, a supply pipe connected to the hydrogen burner housing with providing the possibility of supplying a gaseous medium to the hole for supplying a gaseous medium, a discharge pipe connected to the body of the hydrogen afterburner with the possibility of venting the gas medium rows of holes for discharging a gaseous medium, shut-off valve mounted on the supply line to providing management capabilities by feeding a gaseous medium comprising hydrogen and a shut-off valve mounted on the supply line to providing management capabilities by feeding a gaseous medium containing oxygen.

Подводящий трубопровод может быть снабжен нагревателем. В одном из вариантов кислородосодержащий наполнитель содержит оксид металла, который может представлять собой оксид висмута BiO и/или Bi2O3 и/или оксид свинца, и предпочтительно имеет гранулированную форму.The supply pipe may be provided with a heater. In one embodiment, the oxygen-containing filler comprises metal oxide, which may be bismuth oxide BiO and / or Bi 2 O 3 and / or lead oxide, and preferably has a granular form.

В корпусе дожигателя может быть размешена по меньшей мере одна реакционная емкость, в которой размещается кислородосодержащий наполнитель. В преимущественном варианте выполнения в корпусе также установлена распределительная труба, проходящая от отверстия для подвода газовой среды через по меньшей мере одну реакционную емкость, причем распределительная труба предпочтительно имеет отверстия в боковых стенках в местах прохождения через реакционные емкости. Кроме того по меньшей мере одна реакционная емкость преимущественно имеет отверстия для подвода и отвода газовой среды.At least one reaction vessel may be placed in the afterburner housing, in which an oxygen-containing filler is placed. In an advantageous embodiment, a distribution pipe is also installed in the housing, extending from the opening for supplying a gaseous medium through at least one reaction vessel, the distribution pipe preferably having openings in the side walls at the points of passage through the reaction vessels. In addition, at least one reaction vessel preferably has openings for supplying and discharging a gaseous medium.

Корпус дожигателя может быть снабжен нагревателем. В предпочтительном варианте осуществления корпус имеет дно, крышки и боковую стенку, причем отверстие для подвода газовой среды выполнено в крышке, причем отверстие для отвода газовой среды выполнено в дне, а нагреватель установлен на боковой стенке корпуса.The afterburner body may be equipped with a heater. In a preferred embodiment, the housing has a bottom, covers and a side wall, the gas supply opening being made in the cover, the gas medium opening being made in the bottom, and the heater mounted on the side wall of the housing.

Газовая среда, пропускаемая через дожигатель, преимущественно включает в свой состав инертный газ.The gaseous medium passed through the afterburner mainly includes an inert gas.

В преимущественном варианте выполнения система имеет в своем составе также холодильник и конденсатор, причем корпус дожигателя водорода и холодильник соединены отводящим трубопроводом с обеспечением возможности отвода газовой среды из отверстия для отвода газовой среды в холодильник и конденсатор.In an advantageous embodiment, the system also includes a refrigerator and a condenser, wherein the hydrogen burner body and the refrigerator are connected by a discharge pipe to allow the gas medium to be removed from the gas outlet to the refrigerator and the condenser.

Система может содержать запорную арматуру, установленную на отводящем трубопроводе с обеспечением возможности управления отводом газовой среды.The system may include valves that are installed on the outlet pipe with the ability to control the removal of the gas medium.

На решение задач настоящего изобретения направлен способ повторяющейся эксплуатации системы очистки газовой среды от водорода по любому из вышеописанных вариантов, содержащий следующие шаги: подают в дожигатель водорода газовую среду, содержащую водород; прекращают подачу в дожигатель водорода газовой среды, содержащей водород; подают в дожигатель водорода газовую среду, содержащую кислород; прекращают подачу в дожигатель водорода газовой среды, содержащей кислород. При подаче в дожигатель водорода газовой среды, содержащей водород, могут осуществлять отвод из дожигателя водорода газовой среды. При подаче в дожигатель водорода газовой среды, содержащей кислород, поданную газовую среду, содержащую кислород, могут удерживать в дожигателе водорода, а после окончания операции окисления висмута и/или оксида висмута могут отводить газовую среду, содержащую или содержавшую кислород.To solve the problems of the present invention, a method of repeated operation of a system for purifying a gas medium from hydrogen according to any of the above options is directed, comprising the following steps: feeding a gas medium containing hydrogen to a hydrogen afterburner; stop the supply of a gas medium containing hydrogen to the hydrogen burner; supplying a gas medium containing oxygen to the hydrogen burner; stop the supply of a gas medium containing oxygen to the hydrogen burner. When a gaseous medium containing hydrogen is supplied to the hydrogen burner, the gaseous medium can be removed from the hydrogen burner. When a gaseous medium containing oxygen is supplied to the hydrogen burner, the supplied gaseous medium containing oxygen can be held in the hydrogen burner, and after the end of the oxidation operation of bismuth and / or bismuth oxide, the gaseous medium containing or containing oxygen can be removed.

На решение задач настоящего изобретения направлена также реакторная установка, имеющая в своем составе любую из вышеописанных систем очистки газовой среды от водорода. В преимущественном варианте осуществления реакторная установка является ядерной, а в качестве теплоносителя в ней предпочтительно используется свинцово-висмутовый теплоноситель.To solve the problems of the present invention is also directed to a reactor installation having in its composition any of the above systems for the purification of a gaseous medium from hydrogen. In an advantageous embodiment, the reactor installation is nuclear, and the lead-bismuth coolant is preferably used as the heat carrier in it.

Благодаря настоящему изобретению удалось получить систему очистки газовой среды, которая обеспечивает такой технический результат, как отсутствие загрязнения газовой среды примесями, вредными для конструктивных элементов реакторной установки и/или теплоносителя, в частности свинцово-висмутового теплоносителя. Это позволяет повысить надежность конструкции реактора, в котором используется такая система очистки газовой среды, и безопасность эксплуатации такого реактора.Thanks to the present invention, it was possible to obtain a gas purification system that provides such a technical result as the absence of contamination of the gas medium with impurities harmful to the structural elements of the reactor installation and / or coolant, in particular lead-bismuth coolant. This allows you to increase the reliability of the design of the reactor, which uses such a system for cleaning the gas environment, and the safety of operation of such a reactor.

Кроме того, благодаря настоящему изобретению удалось достигнуть такой технический результат, как повышение эффективности системы очистки газовой среды, что дает возможность снизить массогабаритные характеристики системы очистки газовой среды и устройств, использующих его в своем составе, а также снизить стоимостные параметры.In addition, thanks to the present invention, it was possible to achieve such a technical result as increasing the efficiency of the gas purification system, which makes it possible to reduce the overall dimensions of the gas purification system and devices using it in their composition, as well as to reduce cost parameters.

Настоящее изобретение также обеспечивает технический результат, заключающийся в увеличении продолжительности эксплуатации системы очистки газовой среды без необходимости замены/пополнения вещества, используемого для дожигания водорода, что снижает расход вещества, используемого для дожигания водорода, и устраняет необходимость выполнения операций по замене/пополнению, что в целом приводит к снижению эксплуатационных затрат как в смысле трудовых затрат, так и в смысле финансовых расходов.The present invention also provides a technical result, which consists in increasing the operating life of the gas purification system without the need for replacement / replenishment of the substance used for afterburning hydrogen, which reduces the consumption of the substance used for afterburning hydrogen, and eliminates the need for replacement / replenishment operations, which generally leads to lower operating costs both in terms of labor costs and in terms of financial costs.

Настоящее изобретение обеспечило получение и такого технического результата, как удаление из газовой среды, прошедшей через дожигатель водорода в соответствии с настоящим изобретением, паров воды, образовавшихся в результате дожигания водорода. Это повышает надежность работы устройств, в которых применяется газовая среда, а также увеличивает срок службы самой газовой среды, что снижает как трудовые затраты на ее замену, так и улучшает финансовые показатели ввиду снижения денежных затрат на заменяемую газовую среду.The present invention also provided a technical result such as the removal from the gaseous medium passing through the hydrogen afterburner in accordance with the present invention of water vapor resulting from the afterburning of hydrogen. This increases the reliability of the devices in which the gas medium is used, and also increases the service life of the gas medium itself, which reduces both the labor costs of replacing it and improves financial performance due to lower cash costs for the gas environment to be replaced.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 представлен дожигатель водорода в соответствии с настоящим изобретением с трубопроводами для подвода и отвода газовой среды и арматурой для управления подводом и отводом газовой среды.Figure 1 shows the hydrogen burner in accordance with the present invention with pipelines for supplying and discharging a gaseous medium and valves for controlling the inlet and outlet of a gaseous medium.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 представлен предпочтительный вариант выполнения системы очистки газовой среды от водорода в соответствии с настоящим изобретением, имеющей в своем составе дожигатель водорода с трубопроводами для подвода и отвода газовой среды и арматурой для управления подводом и отводом газовой среды.Figure 1 shows a preferred embodiment of a hydrogen gas purification system in accordance with the present invention, comprising a hydrogen afterburner with pipelines for supplying and discharging a gas medium and valves for controlling the supply and removal of a gas medium.

Корпус дожигателя водорода, показанного на фиг.1, состоит из боковой стенки 1, дна 2 и крышки 3. В показанном на фиг.1 варианте осуществления дожигателя корпус выполнен в виде специально предназначенного для выполнения своих функций изделия, однако корпус дожигателя может быть представлен элементами корпусов других устройств, например, при размещении наполнителя в межкорпусном пространстве устройств, входящих в состав системы очистки газовой среды от водорода или реакторной установки. Корпус преимущественно выполнен герметичным для того, чтобы газовая среда, поступающая через отверстие для подвода, выходила только из отверстия для отвода газовой среды. В этом случае обеспечивается более полное взаимодействие газовой среды с наполнителем и более эффективное дожигание водорода, а также отсутствие утечек во внешнюю среду, благодаря чему повышается безопасность использования дожигателя и снижается загрязнение окружающей среды.The hydrogen burner body shown in FIG. 1 consists of a side wall 1, bottom 2 and cover 3. In the afterburner embodiment shown in FIG. 1, the body is designed as a product specifically designed to perform its functions, however, the afterburner body may be represented by elements cases of other devices, for example, when placing the filler in the inter-space space of devices that are part of the hydrogen gas purification system or reactor installation. The housing is preferably sealed so that the gaseous medium entering through the supply opening exits only from the gas outlet. In this case, a more complete interaction of the gaseous medium with the filler and a more efficient afterburning of hydrogen, as well as the absence of leaks into the external environment are ensured, thereby increasing the safety of using the afterburner and reducing environmental pollution.

В крышке 3 выполнено отверстие для подвода газовой среды, через это отверстие внутрь дожигателя подается газовая среда из подводящего трубопровода 7, соединенного с корпусом дожигателя водорода с обеспечением возможности подачи газовой среды в отверстие для подвода газовой среды для реализации процесса дожигания. В дне 2 выполнено отверстие для отвода газовой среды, через это отверстие из дожигателя отводится газовая среда через отводящий трубопровод 8, соединенный с корпусом дожигателя водорода с обеспечением возможности отвода газовой среды из отверстия для отвода газовой среды для реализации процесса дожигания в проходном потоке газовой среды.A hole for supplying a gaseous medium is made in the lid 3, a gaseous medium is supplied through the hole into the afterburner from a supply pipe 7 connected to the body of the hydrogen afterburner, with the possibility of supplying a gaseous medium to the hole for supplying a gaseous medium for implementing the afterburning process. In the bottom 2, a hole for exhausting a gaseous medium is made, through this hole a gaseous medium is discharged through an outlet pipe 8 connected to the hydrogen afterburner body to allow the gaseous medium to be drained from the outlet for exhausting a gaseous medium for the implementation of the afterburning process in the gas stream.

Показанные на фиг.1 отверстия выполнены в крышке и дне корпуса и имеют относительно малое поперечное сечение, однако в других вариантах размеры отверстий могут быть значительно больше вплоть до того, что в дожигателе отсутствуют крышка и дно и газовая среда подводится и отводится через полное поперечное сечение корпуса. Такой вариант выполнения корпуса также входит в объем защиты настоящего изобретения. В некоторых вариантах отводящее отверстие может отсутствовать, однако при этом снижается эффективность работы дожигателя, поскольку при наличии отводящего отверстия удается обеспечить более эффективную работу дожигателя в проходном потоке газовой среды. В других вариантах отводящее отверстие может быть расположено рядом с подводящим отверстием или разные части одного отверстия могут применяться для подвода и отвода газовой среды - такой вариант выполнения отверстий также входит в объем защиты настоящего изобретения.The openings shown in FIG. 1 are made in the lid and bottom of the casing and have a relatively small cross section, however, in other embodiments, the size of the openings can be much larger up to the fact that there is no lid in the afterburner and the bottom and the gas medium is introduced and discharged through the full cross section corps. Such an embodiment of the housing is also included in the protection scope of the present invention. In some embodiments, the outlet may not be available, however, the afterburner performance will be reduced, since if there is a outlet, it will be possible to provide more efficient operation of the afterburner in the gas flow. In other embodiments, the discharge opening may be located adjacent to the supply opening, or different parts of the same opening may be used for supplying and discharging a gaseous medium — such an embodiment of the holes is also included in the protection scope of the present invention.

Подводящий и отводящий трубопроводы могут быть присоединены к корпусу сваркой или любым другим известным из уровня техники способом, обеспечивающим достаточную механическую, тепловую и химическую прочность, а также не загрязняющим газовую среду или наполнитель. Достаточно герметичное присоединение трубопроводов к корпусу позволяет подавать газовую среду в дожигатель без потерь. Часть трубопроводов или трубопроводы полностью могут быть выполнены в виде единого целого с корпусом дожигателя на стадии изготовления корпуса, например, в виде участков труб, отходящих от отверстий, для соединения с трубопроводами. Такие варианты позволяют упростить соединение дожигателя с трубопроводами и входят в объем защиты настоящего изобретения.The inlet and outlet pipelines can be connected to the housing by welding or by any other method known in the art, providing sufficient mechanical, thermal and chemical strength, and also not polluting the gas environment or filler. Sufficiently tight connection of pipelines to the housing allows you to feed the gas medium into the afterburner without loss. Part of the pipelines or pipelines can be completely made in one piece with the body of the afterburner at the stage of manufacturing the body, for example, in the form of sections of pipes extending from the holes for connection with pipelines. Such options make it possible to simplify the connection of the afterburner with pipelines and are included in the scope of protection of the present invention.

В показанном на фиг.1 варианте осуществления изобретения на подводящем трубопроводе 7 установлена запорная арматура 10 для управления подачей газовой среды, содержащей водород, и запорная арматура 11 для управления подачей газовой среды, содержащей кислород. На отводящем трубопроводе 8 может быть установлена запорная арматура 9 для управления отводом газовой среды. Запорная арматура 9-11 может быть выполнена, например, в виде газовых вентилей и может использоваться для реализации вышеописанного способа повторной эксплуатации дожигателя водорода. Подводящий трубопровод может иметь в своем составе тройник (разветвитель), с которым соединены трубопровод для подвода газовой среды с водородом и трубопровод для подвода газовой среды с кислородом (они также могу считаться входящими в подводящий трубопровод). Запорная арматура 10 и 11 может быть установлена на трубопроводе для подвода газовой среды с водородом и трубопроводе для подвода газовой среды с кислородом, соответственно.In the embodiment shown in FIG. 1, shut-off valves 10 are installed on the supply pipe 7 for controlling the supply of a gas medium containing hydrogen, and shut-off valves 11 for controlling the supply of a gas medium containing oxygen. On the outlet pipe 8 can be installed shutoff valves 9 to control the removal of the gas medium. Shutoff valves 9-11 can be made, for example, in the form of gas valves and can be used to implement the above method of re-operating a hydrogen afterburner. The supply pipe may include a tee (splitter), which is connected to a pipe for supplying a gas medium with hydrogen and a pipe for supplying a gas medium with oxygen (they can also be considered to be included in the supply pipe). Shutoff valves 10 and 11 can be installed on the pipeline for supplying a gaseous medium with hydrogen and the pipeline for supplying a gaseous medium with oxygen, respectively.

Для подвода газовой среды, содержащей водород, арматура 10 должна быть открыта, а для реализации проходного режима протекания газовой среды арматура 9 также должна быть открыта. Для прекращения подвода газовой среды, содержащей водород, арматуру 10 закрывают. Отвод газовой среды через отводящий трубопровод может быть прекращен одновременно или после прекращения подвода газовой среды через арматуру 10 путем перекрытия запорной арматуры 9. Подача и отвод газовой среды, содержащей кислород, предпочтительно осуществляются через запорную арматуру 11, которая должна быть для этого открыта. Запорная арматура 9 в это время закрыта, однако возможен и такой вариант, когда окисление наполнителя осуществляют в проходном потоке газовой смеси с кислородом, для чего арматура 9 должна быть открыта. После прекращения подачи газовой среды с кислородом или после ее отвода арматура 11 может быть закрыта.For the supply of a gas medium containing hydrogen, the reinforcement 10 must be open, and for the passage of the flow of the gas medium, the reinforcement 9 must also be open. To stop the supply of a gas medium containing hydrogen, the valve 10 is closed. The removal of the gaseous medium through the outlet pipe can be stopped simultaneously or after the supply of the gaseous medium through the valve 10 is stopped by shutting off the shutoff valve 9. The supply and removal of the gaseous medium containing oxygen is preferably carried out through the shutoff valve 11, which must be open for this. The shut-off valve 9 is closed at this time, however, such an option is also possible when the filler is oxidized in a through stream of a gas mixture with oxygen, for which the valve 9 must be open. After stopping the supply of a gaseous medium with oxygen or after its removal, the valve 11 may be closed.

Кислородосодержащий наполнитель 5 может иметь в своем составе соединения кислорода, например, кислоты, оксиды, пероксиды, озониды и т.п. предпочтительно в твердой или жидкой форме. В преимущественном варианте осуществления кислородосодержащий наполнитель выполнен в виде оксида металла, поскольку в такой форме кислородосодержащий материал имеет преимущественно твердую форму и при расходе кислорода на дожигание водорода (восстановлении металла, входящего в оксид) результат реакции также в основном имеет твердую форму, а не газовую или жидкую, что позволяет удерживать наполнитель в корпусе без применения дополнительных мер для последующего насыщения наполнителя кислородом (в случае оксида металла - окисления металла). Кроме того, наполнитель в твердой форме упрощает обращение с ним, поскольку в таком случае он может быть выполнен в виде гранул, которые могут легко перемещаться, удерживаться и пропускать через себя газовую среду. В то же время кислородосодержащий наполнитель может иметь жидкую форму, в этом случае потребуются дополнительные меры по обеспечению реагирования газовой среды с наполнителем, например пропускание газовой среды через жидкий кислородосодержащий наполнитель.The oxygen-containing filler 5 may include oxygen compounds, for example, acids, oxides, peroxides, ozonides, and the like. preferably in solid or liquid form. In an advantageous embodiment, the oxygen-containing filler is made in the form of metal oxide, since in this form the oxygen-containing material has a predominantly solid form and, when the oxygen is consumed to burn hydrogen (reducing the metal entering the oxide), the reaction result also mainly has a solid form rather than a gas or liquid, which allows you to hold the filler in the housing without additional measures for the subsequent saturation of the filler with oxygen (in the case of metal oxide - oxidation of meth lla). In addition, the filler in solid form simplifies handling, since in this case it can be made in the form of granules that can be easily moved, held and passed through a gaseous medium. At the same time, the oxygen-containing filler may be in liquid form, in which case additional measures will be required to ensure the reaction of the gaseous medium with the filler, for example, passing the gaseous medium through a liquid oxygen-containing filler.

Наполнитель может быть размещен в корпусе дожигателя водорода, например на его дне 2, однако в преимущественном варианте выполнения настоящего изобретения кислородосодержащий наполнитель 5, например, в форме гранул размещается в одной или более реакционных емкостях (корзинах) 4. Это позволяет повысить технологичность изготовления и обслуживания дожигателя, так как сначала наполнитель 5 может размещаться в реакционных емкостях 4, а емкости 4 затем могут размещаться в корпусе дожигателя, что устраняет необходимость выполнения более трудоемкой операции размещения наполнителя непосредственно внутри корпуса. Кроме того, применение реакционных емкостей позволяет повысить эффективность использования объема корпуса путем реализации нескольких уровней размещения наполнителя.The filler may be placed in the hydrogen burner body, for example, on its bottom 2, however, in an advantageous embodiment of the present invention, the oxygen-containing filler 5, for example, in the form of granules, is placed in one or more reaction vessels (baskets) 4. This improves the manufacturability and maintenance the afterburner, since first the filler 5 can be placed in the reaction vessels 4, and the tanks 4 can then be placed in the afterburner housing, which eliminates the need for more difficult Coy operation filler placement directly within the housing. In addition, the use of reaction tanks can improve the efficiency of the use of the volume of the housing by implementing several levels of placement of the filler.

Как показано на фиг.1, в преимущественном варианте выполнения дожигателя в корпусе установлена распределительная труба 12, проходящая от отверстия для подвода газовой среды в крышке 3 через по меньшей мере одну реакционную емкость 4. Распределительная труба может подводить газовую среду к реакционной емкости, находящейся за той емкостью, через которою она проходит, для подачи, например, из конца трубы, однако в предпочтительном варианте распределительная труба имеет отверстия в боковых стенках в местах прохождения через реакционные емкости, что позволяет повысить эффективность подачи газовой среды путем ее распределения по всем реакционным емкостям.As shown in FIG. 1, in an advantageous embodiment of the afterburner, a distribution pipe 12 is installed in the housing, extending from the opening for supplying the gas medium in the cover 3 through at least one reaction vessel 4. The distribution pipe can supply the gas medium to the reaction vessel located behind the container through which it passes, for supply, for example, from the end of the pipe, however, in a preferred embodiment, the distribution pipe has openings in the side walls at the points of passage through the reaction vessels and that improves the efficiency of delivery of the gaseous medium through its distribution over all of the reaction vessel.

При наличии нескольких уровней реакционных емкостей, как показано на фиг.1, распределительная труба может иметь открытое отверстие, из которого газовая среда непосредственно поступает в нижнюю реакционную емкость, или проходит до дна нижней реакционной емкости, где она может быть заглушена дном емкости или специальной заглушкой, а газовая среда может поступать в нижнюю реакционную емкость в таком случае через боковые отверстия в распределительной трубе. Благодаря этому обеспечивается более полное прохождение газовой среды через реакционные емкости и наполнитель, в результате чего повышается эффективность дожигателя водорода, так как газовая среда не имеет возможности походить к отверстию для отвода газовой среды помимо наполнителя, не прореагировав с ним.If there are several levels of reaction vessels, as shown in FIG. 1, the distribution pipe may have an open hole from which the gas medium directly enters the lower reaction vessel, or passes to the bottom of the lower reaction vessel, where it can be plugged with the bottom of the vessel or with a special plug and the gaseous medium can enter the lower reaction vessel in this case through the side openings in the distribution pipe. This ensures a more complete passage of the gaseous medium through the reaction vessels and the filler, which increases the efficiency of the hydrogen afterburner, since the gaseous medium does not have the ability to go to the hole for venting the gaseous medium in addition to the filler without reacting with it.

Реакционные емкости 4 преимущественно имеют отверстия для подвода и отвода газовой среды. В том случае, если емкости 4 расположены в несколько уровней и через них, например, в центре емкостей, проходит распределительная труба 12, как это показано на фиг.1, то газовая среда будет наиболее эффективно проходить через наполнитель, который будет располагаться между донными элементами емкостей (в верхней емкости наполнитель будет располагаться между дном емкости и крышкой дожигателя), и выходить через боковые поверхности емкостей, например, на периферию емкостей 4 к стенкам 1 корпуса, откуда будет спускаться к отверстию для отвода газовой среды в дне 2, как это показано на фиг.1. Показанная на фиг.1 структура дожигателя оптимальна с точки зрения организации потока газовой среды для повышения эффективности дожигания водорода на наполнителе и обеспечения максимально возможной равномерности превращения исходного запаса оксида металла и в случае использования в качестве металла, входящего в оксид, висмута, структура дожигателя позволяет уменьшать или исключать превращение BiO в металлический Bi, удерживая реакцию в рамках частичного восстановления Bi2O3 до BiO.The reaction vessels 4 preferably have openings for supplying and discharging a gaseous medium. In the event that the containers 4 are located in several levels and through them, for example, in the center of the containers, a distribution pipe 12 passes, as shown in Fig. 1, the gas medium will most effectively pass through the filler, which will be located between the bottom elements containers (in the upper container, the filler will be located between the bottom of the container and the afterburner cover), and exit through the side surfaces of the containers, for example, to the periphery of the containers 4 to the walls 1 of the housing, from where it will descend to the gas outlet oh medium in day 2, as shown in figure 1. The structure of the afterburner shown in Fig. 1 is optimal from the point of view of organizing the flow of a gaseous medium to increase the efficiency of afterburning hydrogen on the filler and to ensure the maximum possible uniformity in the conversion of the initial supply of metal oxide and, if bismuth is used as the metal included in the oxide, the afterburner structure can be reduced or to exclude the conversion of BiO to metallic Bi, while maintaining the reaction as part of the partial reduction of Bi 2 O 3 to BiO.

Дополнительно повысить эффективность дожигания водорода возможно путем повышения температуры газовой среды, и/или наполнителя, и/или реакционных емкостей, и/или корпуса вплоть до 500°C. Это может быть сделано путем размещения на корпусе, например на боковой стенке 1, нагревателя 6, состоящего из одной или более секций, как это показано на фиг.1. Нагреватель может быть электрическим или в другой форме. Нагретый корпус будет нагревать газовую среду и посредством нагретой газовой среды и/или через распределительную трубу и реакционные емкости будет нагреваться наполнитель.In addition, it is possible to increase the efficiency of the afterburning of hydrogen by increasing the temperature of the gaseous medium, and / or the filler, and / or the reaction vessels, and / or the housing up to 500 ° C. This can be done by placing on the case, for example on the side wall 1, a heater 6, consisting of one or more sections, as shown in figure 1. The heater may be electric or in some other form. The heated case will heat the gas medium and the filler will be heated by means of the heated gas medium and / or through the distribution pipe and reaction vessels.

В некоторых случаях может быть полезно установить нагреватель на подводящий трубопровод для предварительного нагрева газовой среды, подаваемой в корпус дожигателя - это позволит подавать газовую среду уже нагретой, что будет означать отсутствие необходимости нагрева газа внутри корпуса, в результате чего дожигание водорода может начинаться сразу же после подачи газовой среды в корпус к наполнителю, что повышает эффективность дожигателя.In some cases, it may be useful to install a heater on the supply pipe to preheat the gas medium supplied to the afterburner body - this will allow the gas medium to be supplied already heated, which will mean that there is no need to heat the gas inside the body, as a result of which the afterburning of hydrogen can begin immediately after supply of a gaseous medium into the housing to the filler, which increases the efficiency of the afterburner.

В результате дожигания водорода происходит образование паров воды, которые в составе газовой среды выводятся из дожигателя. Пары воды в некоторых случая могут быть нежелательными примесями и необходима очистка газовой среды от них. Для этого система очистки газовой среды от водорода может иметь в своем составе, помимо дожигателя водорода, холодильник, конденсатор и отводящий трубопровод, соединенный с корпусом дожигателя водорода и холодильником с обеспечением возможности отвода газовой среды из отверстия для отвода газовой среды в холодильник и конденсатор. В холодильнике происходит охлаждение газовой среды и водяные пары конденсируются в конденсаторе, а газовая среды беспрепятственно выходит из холодильника и конденсатора и может вновь использоваться по назначению в очищенном виде. Холодильник может быть выполнен совместно с конденсатором или это могут быть два последовательно установленных устройства, соединенных с помощью трубопровода, который может считаться частью отводящего трубопровода, или без использования трубопровода. Помимо дополнительной очистки газовой среды от паров воды применение холодильника позволяет снизить температуру газовой среды, например, после нагрева в дожигателе, до рабочей температуры.As a result of the afterburning of hydrogen, the formation of water vapor occurs, which in the composition of the gas medium is removed from the afterburner. Water vapor in some cases may be undesirable impurities and it is necessary to clean the gas environment from them. To this end, the hydrogen gas purification system may include, in addition to a hydrogen afterburner, a refrigerator, a condenser and a discharge pipe connected to the hydrogen afterburner body and the refrigerator, allowing the gas medium to be drained from the gas outlet to the refrigerator and condenser. In the refrigerator, the gas medium is cooled and water vapor condenses in the condenser, and the gas medium freely leaves the refrigerator and condenser and can be reused for its intended purpose in a purified form. The refrigerator can be made in conjunction with a condenser, or it can be two series-installed devices connected by a pipeline, which can be considered part of the outlet pipeline, or without using a pipeline. In addition to additional purification of the gaseous medium from water vapor, the use of a refrigerator reduces the temperature of the gaseous medium, for example, after heating in the afterburner, to the operating temperature.

Дожигатель водорода используется для дожигания водорода, входящего в состав газовой среды, выполненной, предпочтительно, с использованием инертного газа, например гелия, неона, аргона, криптона, ксенона и/или радона. Использование инертного газа в качестве основного компонента газовой среды позволяет повысить эффективность использования дожигателя и снизить расход наполнителя, так как дожигатель будет дожигать только примеси (в частности, водород), а взаимодействие с инертным газом будет отсутствовать в силу инертных химических свойств таких газов. Использование инертного газа также снижает воздействие на конструктивные элементы дожигателя, такие как корпус и т.п., что повышает срок его службы и снижает расходы на обслуживание.A hydrogen afterburner is used for afterburning the hydrogen contained in the gas medium, preferably made using an inert gas, for example helium, neon, argon, krypton, xenon and / or radon. The use of an inert gas as the main component of the gaseous medium makes it possible to increase the efficiency of using an afterburner and to reduce the consumption of filler, since the afterburner will only burn impurities (in particular, hydrogen), and there will be no interaction with an inert gas due to the inert chemical properties of such gases. The use of inert gas also reduces the impact on the afterburner structural elements, such as a housing, etc., which increases its service life and reduces maintenance costs.

Дожигатель состоит из корпуса, имеющего отверстия для подвода и отвода газовой среды, и оксида металла, размещенного в корпусе. В том случае, если в корпусе наполнитель размещен не в форме оксида металла, а, например, в виде самого металла, то такое выполнение также может считаться одной из форм реализации настоящего изобретения, так как из металла может быть легко получен оксид металла при пропускании через дожигатель кислорода или газовой среды, содержащей кислород. Благодаря применению металла наполнитель может оставаться в концентрированной форме, а не испаряться в газовую среду. В качестве металла, входящего в состав оксида металла, могут использоваться различные металлы, обеспечивающие протекание реакций восстановления-окисления в заданных условиях, например медь. Однако в случае применения дожигателя водорода в составе ядерной реакторной установки со свинцово-висмутовым наполнителем предпочтительно использование в качестве металла висмута или свинца (то есть оксидов Bi2O3, BiO или PbO).The afterburner consists of a housing having openings for supplying and discharging a gaseous medium, and a metal oxide placed in the housing. In the event that the filler is not placed in the form of metal oxide in the body, but, for example, in the form of the metal itself, such an embodiment can also be considered as one of the forms of implementation of the present invention, since metal oxide can be easily obtained from metal by passing through afterburner of oxygen or a gaseous medium containing oxygen. Due to the use of metal, the filler can remain in concentrated form rather than evaporate into the gas environment. As the metal that is part of the metal oxide, various metals can be used to ensure the occurrence of reduction-oxidation reactions under given conditions, for example, copper. However, in the case of using a hydrogen afterburner as part of a lead-bismuth-filled nuclear reactor, it is preferable to use bismuth or lead (i.e., Bi 2 O 3 , BiO or PbO oxides) as the metal.

Корпус дожигателя может быть выполнен из металлических, композитных или полимерных материалов, обеспечивающих достаточную механическую прочность, температурную устойчивость, химическую нейтральность к газовой среде и наполнителю (оксиду висмута) и отсутствие или незначительность выделений, которые могут загрязнять газовую среду. В предпочтительном варианте корпус выполнен с использованием стали.The afterburner body may be made of metal, composite, or polymeric materials providing sufficient mechanical strength, temperature stability, chemical neutrality to the gaseous medium and filler (bismuth oxide), and the absence or insignificance of emissions that can pollute the gaseous medium. In a preferred embodiment, the housing is made using steel.

В корпусе дожигателя размещен наполнитель, который в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения представляет собой оксид висмута. Благодаря тому, что висмут является более тяжелым металлом, чем медь, удается снизить загрязнение газовой среды, проходящей через оксид висмута, так как более тяжелые атомы и их соединения меньше подвержены уносу газовой средой. Кроме того, в случае применения дожигателя в системе очистки газовой среды от водорода, применяемой, например, в ядерном реакторе со свинцово-висмутовым теплоносителем, наличие висмуту в газовой среде, используемой, например, в качестве защитного газа, не будет восприниматься в качестве загрязнения для теплоносителя. Кроме того, сам теплоноситель через газовую среду также не будет загрязнять наполнитель дожигателя. Все это позволяет повысить срок службы как теплоносителя, так и наполнителя дожигателя.A filler is placed in the afterburner housing, which in accordance with a preferred embodiment of the invention is bismuth oxide. Due to the fact that bismuth is a heavier metal than copper, it is possible to reduce the pollution of the gaseous medium passing through bismuth oxide, since heavier atoms and their compounds are less susceptible to entrainment by the gaseous medium. In addition, if an afterburner is used in a hydrogen gas purification system used, for example, in a lead-bismuth coolant nuclear reactor, the presence of bismuth in a gas medium used, for example, as a protective gas, will not be perceived as pollution for coolant. In addition, the coolant itself through the gas environment will also not contaminate the afterburner filler. All this allows to increase the service life of both the coolant and the afterburner filler.

Принцип действия дожигателя основан на химической реакции частичного восстановления, например, оксида висмута Bi2O3 до BiO с образованием паров воды:The afterburner principle of operation is based on a partial reduction chemical reaction, for example, bismuth oxide Bi 2 O 3 to BiO with the formation of water vapor:

Bi2O3+H2→2BiO+H2O.Bi 2 O 3 + H 2 → 2BiO + H 2 O.

Применение оксида висмута вместо оксида меди само по себе повышает эффективность дожигания, однако применение реакции частичного восстановления оксида висмута позволяет дополнительно повысить эффективность дожигания. Соответственно, в дожигателе предпочтительно наличие оксида висмута Bi2O3, а не оксида висмута BiO, так как наличие первого позволяет осуществлять химическую реакцию частичного восстановление, а при наличии второго будет происходить реакция полного восстановления с получением висмута в металлической форме.The use of bismuth oxide instead of copper oxide itself increases the afterburning efficiency, however, the use of the partial reduction reaction of bismuth oxide allows one to further increase the afterburning efficiency. Accordingly, in the afterburner, it is preferable to have bismuth oxide Bi 2 O 3 rather than bismuth oxide BiO, since the presence of the first allows a partial reduction chemical reaction to take place, and in the presence of the second, a complete reduction reaction will occur to produce bismuth in metallic form.

Для того чтобы дожигатель водорода можно было использовать без замены прореагировавшего наполнителя, он может быть окислен путем подпитки дожигателя кислородом по реакцииIn order for the hydrogen afterburner to be used without replacing the reacted filler, it can be oxidized by replenishing the afterburner with oxygen by the reaction

2BiO+0,5O2→Bi2O3.2BiO + 0.5O 2 → Bi 2 O 3 .

Это позволяет обеспечить практическую обратимость процесса и, следовательно, высокий ресурс работы дожигателя без замены оксидного наполнителя. Если был получен чистый висмут Bi, то при реакции с кислородом будет получен сначала оксид BiO, а затем оксид Bi2O3.This allows for practical reversibility of the process and, therefore, a high after-burner life without changing the oxide filler. If pure Bi bismuth was obtained, then by reaction with oxygen, BiO oxide and then Bi 2 O 3 oxide will be obtained.

В соответствии с настоящим изобретением эксплуатация системы очистки газовой среды от водорода преимущественно осуществляется в повторяющейся форме, при которой циклически повторяют следующие операции:In accordance with the present invention, the operation of the hydrogen gas purification system is advantageously carried out in a repeating form in which the following operations are cyclically repeated:

- подают в дожигатель водорода газовую среду, содержащую водород (при этом предпочтительно отводят из дожигателя водорода газовую среду, прореагировавшую с наполнителем и содержащую пары воды - это позволяет осуществлять подачу газовой среды в продолжительном или непрерывном режиме, что позволяет повысить эффективность и скорость дожигания по сравнению с режимом попеременных подачи-отвода газовой среды с водородом);- a gaseous medium containing hydrogen is fed into the hydrogen burner (in this case, the gaseous medium reacted with the filler and containing water vapor is preferably removed from the hydrogen burner, which allows the gas medium to be supplied in a continuous or continuous mode, which makes it possible to increase the efficiency and speed of afterburning in comparison with with the regime of alternate supply and exhaust of a gas medium with hydrogen);

- прекращают подачу в дожигатель водорода газовой среды, содержащей водород, это может происходить, например, когда будет определено снижение эффективности дожигания водорода или по расписанию выполнения работ по приведению дожигателя в рабочее состояние;- stop the flow of hydrogen gas into the afterburner containing hydrogen, this can occur, for example, when the decrease in the efficiency of afterburning hydrogen is determined or according to the schedule of work to bring the afterburner into working condition;

- для приведения наполнителя в рабочее состояние, то есть для окисления наполнителя, в дожигатель водорода подают газовую среду, содержащую кислород;- to bring the filler into working condition, that is, to oxidize the filler, a gaseous medium containing oxygen is supplied to the hydrogen afterburner;

- прекращают подачу в дожигатель водорода газовой среды, содержащей кислород.- stop supplying a hydrogen gas atmosphere containing oxygen to the afterburner.

В предпочтительном варианте подаваемую газовую среду с кислородом удерживают в дожигателе, то есть не отводят - это позволяет снизить расход газовой среды с кислородом, повысить эффективность ее применения и уменьшить или предотвратить воздействие кислорода на оборудование, находящееся далее за запорной арматурой (вентилем) 9, например на холодильник и/или конденсатор. После окончания операции окисления наполнителя, который может представлять собой висмут и/или оксид висмута, газовую среду, содержащую или содержавшую кислород, преимущественно отводят - это позволяет снизить риск прямого взаимодействия остатков кислорода в газовой среде с водородом, имеющимся во вновь подаваемой газовой среде, которое может быть взрывоопасным.In a preferred embodiment, the supplied gas medium with oxygen is kept in the afterburner, that is, it is not discharged - this allows to reduce the consumption of the gas medium with oxygen, increase its efficiency and reduce or prevent the effect of oxygen on equipment located further behind shutoff valves (valves) 9, for example on the refrigerator and / or condenser. After the completion of the oxidation operation of the filler, which may be bismuth and / or bismuth oxide, the gas medium containing or containing oxygen is mainly removed - this reduces the risk of direct interaction of oxygen residues in the gas medium with hydrogen present in the newly supplied gas medium, which may be explosive.

Описанные операции цикла могут повторяться значительно число раз, что позволяет многократно использовать один и тот же наполнитель, что повышает срок службы дожигателя ввиду отсутствия операций сборки-разборки и снижает трудовые и финансовые затраты на замену наполнителя.The described cycle operations can be repeated many times, which allows the same filler to be reused, which increases the afterburner life due to the lack of assembly-disassembly operations and reduces the labor and financial costs of replacing the filler.

Применение подобного цикла также упрощает задачу обеспечения протекания в дожигателе более эффективной реакции частичного восстановления, описанной выше, так как при достижении концентрации оксида висмута BiO в наполнителе определенной величины может быть осуществлена операция его окисления до первоначальной формы оксида Bi2O3, предотвращая осуществление операции полного восстановления оксида BiO до висмута в виде металла Bi.The use of such a cycle also simplifies the task of ensuring the occurrence of a more efficient partial reduction reaction in the afterburner, described above, since when a concentration of bismuth oxide BiO in a filler of a certain size is reached, the operation of its oxidation to the initial form of oxide Bi 2 O 3 can be carried out, preventing the complete operation reduction of BiO oxide to bismuth as a Bi metal.

На удержание реакции восстановления в частичной форме, обеспечивающей более высокую эффективность, направлено и выполнение наполнителя в гранулированной форме, например, в виде шариков. Это позволяет предотвратить спекание наполнителя и, тем самым, повышает срок эксплуатации наполнителя. Выполнение наполнителя в виде гранул обеспечивает технологичность изготовления наполнителя и удобство обращения с наполнителем на этапах размещения и извлечения наполнителя из корпуса дожигателя, что снижает затраты труда и стоимость дожигателя в целом, повышает удобство осуществления работ по обслуживанию дожигателя. Кроме того, выполнение наполнителя в виде гранул обеспечивает большую площадь взаимодействия оксида висмута и водорода (кислорода), а значит и более высокую эффективность процесса, поскольку гранулированный наполнитель будет иметь зазоры между гранулами, между которыми может протекать газовая среда - при выполнении гранул в шарообразной форме эти зазоры будут иметь гарантированный и наибольший размер.The retention of the reduction reaction in a partial form, which provides higher efficiency, is also directed to the implementation of the filler in granular form, for example, in the form of balls. This prevents the sintering of the filler and, thereby, increases the life of the filler. The implementation of the filler in the form of granules ensures the manufacturability of the filler and the convenience of handling the filler at the stages of placement and extraction of filler from the afterburner body, which reduces labor costs and the cost of the afterburner as a whole, increases the convenience of performing afterburner maintenance. In addition, the implementation of the filler in the form of granules provides a large area of interaction of bismuth oxide and hydrogen (oxygen), and therefore higher process efficiency, since the granular filler will have gaps between the granules between which the gas medium can flow - when the granules are made in a spherical shape these gaps will have the guaranteed and largest size.

Описанная система очистки газовой среды от водорода, имеющая в своем составе дожигатель водорода в соответствии с настоящим изобретением, может использоваться для очистки газовой среды от водорода, например, в реакторной установке, которая может быть ядерной и в которой в качестве теплоносителя может использоваться свинцово-висмутовый теплоноситель.The described hydrogen gas purification system containing a hydrogen afterburner in accordance with the present invention can be used to purify hydrogen from a gas medium, for example, in a reactor installation that can be nuclear and in which lead-bismuth can be used as a heat carrier coolant.

Настоящее изобретение также может быть представлено как устройство 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 с обеспечением восстановления свойств устройства без его разборки.The present invention can also be presented as a device for removing hydrogen from oxygen-free gaseous media, capable of efficiently removing hydrogen gas through a chemical reaction of hydrogen oxidation to water, followed by its removal in the vapor-gas mixture, without the use of permeable membranes, ensuring the restoration of the properties of the device without it showdowns.

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. Внутри корпуса могут быть размещены распределительный проницаемый коллектор, в качестве которого используется распределительный трубопровод, и реакционная камера, охватывающая распределительный трубопровод.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. A permeable distribution manifold, which is used as a distribution pipe, and a reaction chamber enclosing the distribution pipe can be placed inside the housing.

При этом реакционная камера имеет по меньшей мере одну перфорированную секцию с кислородосодержащим материалом, а в перегородке, разделяющей смежные перфорированные секции, выполнены отверстия. Реакционная камера преимущественно имеет несколько расположенных друг над другом перфорированных секций, заполненных гранулами из кислородосодержащего материала, предпочтительно из оксида висмута. Реакционная камера установлена в корпусе с зазором относительно его боковой стенки, крышки и/или днища.Moreover, the reaction chamber has at least one perforated section with oxygen-containing material, and openings are made in the partition separating adjacent perforated sections. The reaction chamber advantageously has several perforated sections arranged one above the other, filled with granules of oxygen-containing material, preferably bismuth oxide. The reaction chamber is installed in the housing with a gap relative to its side wall, cover and / or bottom.

При этом в боковой стенке реакционной камеры могут быть выполнены отверстия, обеспечивающие соединение перфорированных секций с кислородсодержащим материалом с полостью корпуса. Размеры перфорации предпочтительно предотвращают свободный выход гранул из твердых оксидов висмута из секций реакционной камеры.In this case, openings can be made in the side wall of the reaction chamber, which allow the perforated sections to be connected with an oxygen-containing material with a body cavity. The size of the perforation preferably prevents the free exit of granules from solid bismuth oxides from sections of the reaction chamber.

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.

Участок распределительного трубопровода, погруженный в реакционную камеру (охватываемый реакционной камерой), выполнен с перфорированной боковой стенкой, т.е. имеет отверстия, соединяющие полость распределительного трубопровода с внутренними полостями перфорированных секций с кислородсодержащим материалом реакционной камеры. На нижнем торце распределительного трубопровода имеется заглушка, предотвращающая перетекание обрабатываемого газового потока в обход реакционной камеры. Боковая стенка реакционной камеры перфорирована. Перфорация соединяет полость корпуса с внутренней полостью секций реакционной камеры. Между собой секции разделены перегородками, которые также выполнены с перфорацией. Перфорация обеспечивает проточность реакционной камеры для прохода через нее газообразного рабочего тела.A portion of the distribution pipe immersed in the reaction chamber (covered by the reaction chamber) is made with a perforated side wall, i.e. it has openings connecting the cavity of the distribution pipe with the internal cavities of the perforated sections with oxygen-containing material of the reaction chamber. At the bottom of the distribution pipe there is a plug that prevents the flow of the treated gas stream bypassing the reaction chamber. The side wall of the reaction chamber is perforated. Perforation connects the cavity of the housing with the internal cavity of the sections of the reaction chamber. The sections are separated by partitions, which are also made with perforation. Perforation provides flow through the reaction chamber for the passage of a gaseous working fluid through it.

Входной патрубок для подвода в устройство обрабатываемой газовой среды подсоединен сверху к распределительному трубопроводу. Снаружи корпуса к входному патрубку могут быть подсоединены трубопровод подачи водородсодержащей бескислородной газовой среды и трубопровод подачи кислородсодержащей газовой среды.An inlet pipe for supplying a gas medium to the device is connected from above to a distribution pipe. Outside the housing, an oxygen-containing oxygen-free gas supply conduit and an oxygen-containing gas-supply conduit may be connected to the inlet pipe.

Система отвода обработанной газовой среды из реакционной камеры может состоять из выходного трубопровода отвода обработанной газовой среды, подсоединенного к корпусу устройства, для отвода из устройства прореагировавшей газовой среды - газовой среды с водяным паром, образовавшимся в реакционной камере при взаимодействии газообразного водорода (метана и подобных газов) и кислорода в гранулах кислородосодержащего наполнителя.The system for evacuation of the treated gas from the reaction chamber may consist of an outlet pipeline for evacuation of the treated gas, connected to the device’s body, for evacuating from the device the reacted gas medium — the gas medium with water vapor generated in the reaction chamber during the interaction of gaseous hydrogen (methane and similar gases ) and oxygen in granules of an oxygen-containing filler.

Работа устройства регулируется запорными клапанами и изменением температуры обогреваемого корпуса, для чего на внешней поверхности корпуса расположен электронагреватель.The operation of the device is regulated by shut-off valves and a change in temperature of the heated case, for which an electric heater is located on the outer surface of the case.

Устройство содержит средства управления его работой, устройство, содержащее три запорных вентиля. Запорный вентиль установлен в трубопроводе системы подвода водородсодержащей бескислородной газовой среды. Второй запорный вентиль установлен в трубопроводе системы подвода кислородсодержащей газовой среды. Третий запорный вентиль установлен в выходном трубопроводе.The device contains means for controlling its operation, a device containing three shut-off valves. The shut-off valve is installed in the pipeline of the hydrogen-containing oxygen-free gas supply system. The second shut-off valve is installed in the pipeline of the oxygen-containing gas medium supply system. A third stop valve is installed in the outlet pipe.

В режиме выведения водорода из бескислородной газовой среды запорный вентиль 11 закрыт и открыты запорные вентили 10 и 9. Поток водородсодержащей газовой среды через открытый запорный вентиль 10 из трубопровода 7 подают в распределительный трубопровод и через перфорацию в стенке распределительного трубопровода этот поток газа поступает в секции реакционной камеры. В реакционной камере водородсодержащий газовый поток обтекает гранулы из кислородсодержащего материала, предпочтительно из оксида висмута, при этом водород взаимодействует с кислородом, находящемся 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 в зазор между реакционной камерой и стенками корпуса. Далее обработанная газовая смесь с водяным паром удаляется из устройства через открытый запорный вентиль 9. Водяной пар можно легко удалить из обработанной газовой среды различными средствами, используемыми для удаления паров воды из газов.In the mode of hydrogen removal from an oxygen-free gas medium, the shut-off valve 11 is closed and the shut-off valves 10 and 9 are open. The flow of the hydrogen-containing gas medium through the open shut-off valve 10 from the pipeline 7 is supplied to the distribution pipe and this gas flows through the perforation in the wall of the distribution pipe to the reaction section cameras. In the reaction chamber, a hydrogen-containing gas stream flows around granules of an oxygen-containing material, preferably bismuth oxide, while the hydrogen interacts with oxygen in bismuth oxide and is 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 into the gap between the reaction chamber and the walls of the housing. Next, the treated gas mixture with water vapor is removed from the device through an open shutoff valve 9. Water vapor can be easily removed from the treated gas medium by various means used to remove water vapor from the gases.

При обнаружении, что кислородсодержащий материал в реакционной камере потерял свою активность, проводят восстановление окислительной способности гранул в секциях реакционной камеры кислородсодержащей газовой средой. В режиме окисления гранул кислородосодержащей газовой средой закрывают запорные вентили 10 и 9 и открывают запорный вентиль 11. Через трубопровод подают в устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред кислородсодержащую газовую среду, заполняют объем реакционной камеры и корпуса кислородсодержащей газовой средой и выдерживают указанную газовую смесь в корпусе и реакционной камере до срабатывания кислорода в ней. Кислород взаимодействует с материалом гранул, 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.If it is found that the oxygen-containing material in the reaction chamber has lost its activity, the oxidizing ability of the granules in the sections of the reaction chamber is restored by an oxygen-containing gas medium. In the pellet oxidation mode with an oxygen-containing gas medium, the shut-off valves 10 and 9 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 the pipeline, the volume of the reaction chamber and the body is filled with an oxygen-containing gas medium, and the specified gas mixture is held in the body and the reaction chamber until the oxygen in it. Oxygen interacts with the material of the granules, 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.

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. Контроль за окислением водорода до водяного пара можно вести любыми известными средствами и в рамках данной заявки этот контроль не рассматривается.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. 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.

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.

Claims (16)

1. Система очистки газовой среды от водорода, имеющая дожигатель водорода, состоящий из корпуса, имеющего отверстия для подвода и отвода газовой среды, и кислородосодержащего наполнителя, размещенного в корпусе, подводящий трубопровод, соединенный с корпусом дожигателя водорода с обеспечением возможности подачи газовой среды в отверстие для подвода газовой среды, отводящий трубопровод, соединенный с корпусом дожигателя водорода с обеспечением возможности отвода газовой среды из отверстия для отвода газовой среды, запорную арматуру, установленную на подводящем трубопроводе с обеспечением возможности управления подачей газовой среды, содержащей водород, запорную арматуру, установленную на подводящем трубопроводе с обеспечением возможности управления подачей газовой среды, содержащей кислород, и запорную арматуру, установленную на отводящем трубопроводе с обеспечением возможности управления отводом газовой среды.1. A system for cleaning the gas medium from hydrogen, having a hydrogen afterburner, consisting of a housing having openings for supplying and discharging a gas medium, and an oxygen-containing filler placed in the housing, a supply pipe connected to the hydrogen afterburner housing to allow the gas medium to be fed into the hole for supplying a gaseous medium, a discharge pipe connected to the body of the hydrogen burner with the possibility of removing the gaseous medium from the hole for exhausting the gaseous medium, shutoff valves, installed on the inlet pipe with the possibility of controlling the supply of a gas medium containing hydrogen, shutoff valves installed on the inlet pipe with the possibility of controlling the supply of a gas medium containing oxygen and shutoff valves installed on the outlet pipe with the possibility of controlling the removal of the gas medium. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что кислородосодержащий наполнитель содержит оксид металла.2. The system according to p. 1, characterized in that the oxygen-containing filler contains metal oxide. 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что оксид металла представляет собой оксид висмута BiO и/или Bi2O3 и/или оксид свинца.3. The system of claim 2, wherein the metal oxide is bismuth oxide BiO and / or Bi 2 O 3 and / or lead oxide. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что кислородосодержащий наполнитель имеет гранулированную форму.4. The system according to claim 1, characterized in that the oxygen-containing filler has a granular shape. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в корпусе дожигателя размещена по меньшей мере одна реакционная емкость, в которой находится кислородосодержащий наполнитель.5. The system according to claim 1, characterized in that at least one reaction vessel in which an oxygen-containing filler is located is located in the afterburner body. 6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что в корпусе дожигателя 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.6. The system according to claim 5, characterized in that a distribution pipe is installed in the afterburner body passing from the hole for supplying a gas medium through at least one reaction vessel, the distribution pipe having openings in the side walls at the points of passage through the reaction vessels. 7. Система по п. 5, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна реакционная емкость имеет отверстия для подвода и отвода газовой среды.7. The system according to p. 5, characterized in that at least one reaction vessel has openings for supplying and discharging a gaseous medium. 8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что корпус снабжен нагревателем.8. The system according to p. 1, characterized in that the housing is equipped with a heater. 9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что корпус имеет дно, крышки и боковую стенку, причем отверстие для подвода газовой среды выполнено в крышке, причем отверстие для отвода газовой среды выполнено в дне, а нагреватель установлен на боковой стенке корпуса.9. The system according to p. 8, characterized in that the housing has a bottom, covers and side wall, and the hole for supplying a gas medium is made in the cover, and the hole for exhausting the gas medium is made in the bottom, and the heater is mounted on the side wall of the housing. 10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подводящий трубопровод снабжен нагревателем.10. The system according to claim 1, characterized in that the supply pipe is equipped with a heater. 11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что газовая среда включает в свой состав инертный газ.11. The system according to p. 1, characterized in that the gaseous medium includes inert gas. 12. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно имеет холодильник и конденсатор, причем корпус дожигателя водорода соединен с холодильником с помощью отводящего трубопровода с обеспечением возможности отвода газовой среды из отверстия для отвода газовой среды в холодильник и конденсатор.12. The system according to claim 1, characterized in that it further has a refrigerator and a condenser, wherein the hydrogen burner body is connected to the refrigerator by means of a discharge pipe, allowing the gas medium to be removed from the gas outlet to the refrigerator and the condenser. 13. Способ повторяющейся эксплуатации системы очистки газовой среды от водорода, имеющей дожигатель водорода, состоящий из корпуса, имеющего отверстия для подвода и отвода газовой среды, и кислородосодержащего наполнителя, размещенного в корпусе, подводящий трубопровод, соединенный с корпусом дожигателя водорода с обеспечением возможности подачи газовой среды в отверстие для подвода газовой среды, отводящий трубопровод, соединенный с корпусом дожигателя водорода с обеспечением возможности отвода газовой среды из отверстия для отвода газовой среды, запорную арматуру, установленную на подводящем трубопроводе с обеспечением возможности управления подачей газовой среды, содержащей водород, и запорную арматуру, установленную на подводящем трубопроводе с обеспечением возможности управления подачей газовой среды, содержащей кислород, причем способ содержит следующие шаги:
подают в дожигатель водорода газовую среду, содержащую водород;
прекращают подачу в дожигатель водорода газовой среды, содержащей водород;
подают в дожигатель водорода газовую среду, содержащую кислород;
прекращают подачу в дожигатель водорода газовой среды, содержащей кислород.13. The method of repeated operation of a system for cleaning a gas medium from hydrogen, having a hydrogen afterburner, consisting of a housing having openings for supplying and discharging a gas medium, and an oxygen-containing filler placed in the housing, a supply pipe connected to the hydrogen afterburner housing to allow gas supply medium into the hole for supplying a gaseous medium, a discharge pipe connected to the body of the hydrogen burner with the possibility of removal of the gaseous medium from the hole for removal gas valves, shutoff valves installed on the supply pipe with the ability to control the supply of a gas medium containing hydrogen, and shutoff valves installed on the supply pipe with the ability to control the supply of a gas medium containing oxygen, the method comprising the following steps:
supplying a hydrogen medium containing hydrogen to the afterburner;
stop the supply of a gas medium containing hydrogen to the hydrogen burner;
supplying a gas medium containing oxygen to the hydrogen burner;
stop the supply of a gas medium containing oxygen to the hydrogen burner. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что при подаче в дожигатель водорода газовой среды, содержащей водород, осуществляют отвод из дожигателя водорода газовой среды.14. The method according to p. 13, characterized in that when the gaseous medium containing hydrogen is fed into the hydrogen burner, the gaseous medium is removed from the hydrogen burner. 15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что при подаче в дожигатель водорода газовой среды, содержащей кислород, поданную газовую среду, содержащую кислород, удерживают в дожигателе водорода, а после окончания операции окисления висмута и/или оксида висмута отводят газовую среду, содержащую или содержавшую кислород.15. The method according to p. 13, characterized in that when the gaseous medium containing oxygen is fed into the hydrogen burner, the supplied gaseous medium containing oxygen is held in the hydrogen burner, and after the end of the oxidation operation of bismuth and / or bismuth oxide, the gas medium is removed, containing or containing oxygen. 16. Ядерная реакторная установка, в которой в качестве теплоносителя используется свинцово-висмутовый теплоноситель, имеющая в своем составе систему очистки газовой среды от водорода, в состав которой входят дожигатель водорода, состоящий из корпуса, имеющего отверстия для подвода и отвода газовой среды, и кислородосодержащего наполнителя, размещенного в корпусе и содержащего оксид металла, представляющий собой оксид висмута BiO и/или Bi2O3 и/или оксид свинца, подводящий трубопровод, соединенный с корпусом дожигателя водорода с обеспечением возможности подачи газовой среды в отверстие для подвода газовой среды, отводящий трубопровод, соединенный с корпусом дожигателя водорода с обеспечением возможности отвода газовой среды из отверстия для отвода газовой среды, запорную арматуру, установленную на подводящем трубопроводе с обеспечением возможности управления подачей газовой среды, содержащей водород, и запорную арматуру, установленную на подводящем трубопроводе с обеспечением возможности управления подачей газовой среды, содержащей кислород. 16. A nuclear reactor installation in which a lead-bismuth coolant is used as a heat carrier, which includes a system for purifying the gas medium from hydrogen, which includes a hydrogen afterburner, consisting of a housing having openings for supplying and discharging a gas medium, and an oxygen-containing filler placed in the housing and containing metal oxide, which is a bismuth oxide BiO and / or Bi 2 O 3 and / or lead oxide, a supply pipe connected to the body of the hydrogen burner to provide we have the possibility of supplying a gaseous medium to a hole for supplying a gaseous medium, an outlet pipe connected to the body of the hydrogen burner with the possibility of removing the gaseous medium from the hole for removing the gaseous medium, shutoff valves installed on the inlet pipe with the ability to control the supply of a gaseous medium containing hydrogen and shutoff valves installed on the inlet pipe with the possibility of controlling the supply of a gaseous medium containing oxygen.
RU2013152258/07A 2013-11-26 2013-11-26 System to clean gas medium from hydrogen, method of operating such system and reactor plant with such system RU2550147C1 (en)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013152258/07A RU2550147C1 (en) 2013-11-26 2013-11-26 System to clean gas medium from hydrogen, method of operating such system and reactor plant with such system
EA201600209A EA038468B1 (en) 2013-11-26 2014-11-21 System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
EP14866478.2A EP3076400A4 (en) 2013-11-26 2014-11-21 System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
CN201480050897.7A CN105556613B (en) 2013-11-26 2014-11-21 One kind disappears hydrogen system and its application method
US15/021,692 US20160379723A1 (en) 2013-11-26 2014-11-21 System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
MYPI2016700626A MY174778A (en) 2013-11-26 2014-11-21 System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
UAA201602301A UA118356C2 (en) 2013-11-26 2014-11-21 System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
PCT/RU2014/000883 WO2015080627A1 (en) 2013-11-26 2014-11-21 System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
JP2016554167A JP2016540236A (en) 2013-11-26 2014-11-21 System for removing hydrogen and purifying gaseous media and method of use thereof
CA2927142A CA2927142C (en) 2013-11-26 2014-11-21 System and method for dehydrogenating a gaseous medium
KR1020167007242A KR102008852B1 (en) 2013-11-26 2014-11-21 System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
ZA2016/01806A ZA201601806B (en) 2013-11-26 2016-03-15 System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013152258/07A RU2550147C1 (en) 2013-11-26 2013-11-26 System to clean gas medium from hydrogen, method of operating such system and reactor plant with such system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2550147C1 true RU2550147C1 (en) 2015-05-10

Family

ID=53293857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013152258/07A RU2550147C1 (en) 2013-11-26 2013-11-26 System to clean gas medium from hydrogen, method of operating such system and reactor plant with such system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2550147C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210628U1 (en) * 2022-01-25 2022-04-22 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Hydrogen afterburner

Citations (6)

* 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
RU2226724C2 (en) * 1998-09-30 2004-04-10 Сименс Акциенгезелльшафт Device and method for recombining hydrogen and oxygen in gas mixture
RU2260212C2 (en) * 2003-11-27 2005-09-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС") Facility for hydrogen burning at nuclear power plant
RU2339097C1 (en) * 2007-04-02 2008-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУВПО НГТУ) Nuclear power station
US20090225927A1 (en) * 2008-03-07 2009-09-10 Areva Np Gmbh Method for Catalytic Recombination of Hydrogen, Which is Carried in a Gas Flow, With Oxygen, and a Recombination System for Carrying out the Method
US7612007B2 (en) * 2006-06-28 2009-11-03 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for regenerating catalyst

Patent Citations (6)

* 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
RU2226724C2 (en) * 1998-09-30 2004-04-10 Сименс Акциенгезелльшафт Device and method for recombining hydrogen and oxygen in gas mixture
RU2260212C2 (en) * 2003-11-27 2005-09-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС") Facility for hydrogen burning at nuclear power plant
US7612007B2 (en) * 2006-06-28 2009-11-03 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for regenerating catalyst
RU2339097C1 (en) * 2007-04-02 2008-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУВПО НГТУ) Nuclear power station
US20090225927A1 (en) * 2008-03-07 2009-09-10 Areva Np Gmbh Method for Catalytic Recombination of Hydrogen, Which is Carried in a Gas Flow, With Oxygen, and a Recombination System for Carrying out the Method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210628U1 (en) * 2022-01-25 2022-04-22 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Hydrogen afterburner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015080627A1 (en) System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
TW458803B (en) Apparatus and method for controlled decomposition oxidation of gaseous pollutants
WO2004041415A1 (en) Semiconductor manufacturing facility and process systems utilizing exhaust recirculation
KR101774710B1 (en) Hybrid Dry Hazardous Gas Treatment Apparatus Using Plasma and Catalyst and Operation Method Thereof
WO2004075262A2 (en) Low pressure drop canister for fixed bed scrubber applications and method of using same
JP2007311209A (en) Redox flow battery
KR101860633B1 (en) Plasma and Catalyst Hybrid Dry Treating System and its operation method for Hazardous Gas
JP6680781B2 (en) Method and control system for gas injection into coolant and nuclear reactor facility
RU2550147C1 (en) System to clean gas medium from hydrogen, method of operating such system and reactor plant with such system
JP2008262965A (en) Gas supply system of semiconductor manufacturing apparatus
RU2554115C1 (en) Hydrogen igniter and reactor plant having said igniter
KR20150080195A (en) Intercepting Apparatus For Residual Selenium In The Process Of Manufacturing Semi-conductors
JP7178335B2 (en) Gas processing system
CN210305002U (en) Molten salt furnace flue gas processing apparatus
JP6221613B2 (en) Gas processing apparatus and gas processing method
RU2548412C2 (en) Apparatus for extracting hydrogen from oxygenless gas media
KR101666069B1 (en) A method and apparatus for reducing the output of the scrubber off-gas treatment semiconductor
CN213853835U (en) Waste gas treatment equipment
KR101694253B1 (en) Filtered Containment Venting System of Reactor Containment Building Having Heating Part
CN213479844U (en) Pressure relief safety device and dry-type exhaust-gas treatment equipment
JP6498701B2 (en) Apparatus and method for purifying contaminated water from radioactive materials
JP6718934B2 (en) Method for producing hydrogen gas
JP2007033285A (en) Equipment for removing hydrogen of nuclear power plant
CN202561773U (en) Co-treatment system of volatile organic gas and organic waste water
CN211753709U (en) Waste gas treatment device for processing ABS plastic plate