RU79451U1 - Каталитический элемент - Google Patents
Каталитический элемент Download PDFInfo
- Publication number
- RU79451U1 RU79451U1 RU2008110108/22U RU2008110108U RU79451U1 RU 79451 U1 RU79451 U1 RU 79451U1 RU 2008110108/22 U RU2008110108/22 U RU 2008110108/22U RU 2008110108 U RU2008110108 U RU 2008110108U RU 79451 U1 RU79451 U1 RU 79451U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalytic
- rods
- catalysts
- catalytic element
- element according
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к каталитическим элементам регулярной структуры для различных каталитических процессов. Каталитический элемент представляет собой единую блочную конструкцию, составленную из отдельных компонентов - каталитических стержней, отделенных друг от друга дистанционирующим устройством. Каталитические стержни могут иметь различную форму сечения и диаметры, а также представлять собой разные катализаторы. Стержни в единой блочной конструкции могут образовывать слои, расположенные параллельно, перпендикулярно или под другими углами друг к другу и потоку реагентов. Технический эффект - наличие достоинств блочных сотовых и гранулированных катализаторов: технологичность изготовления, низкое сопротивление потоку, хорошее перемешивание и турбулизация потока реагентов, высокие массо- и теплообменные характеристики, без присущих этим типам катализаторов недостатков. 1 н.п., 5 з п. ф-лы, 6 илл.
Description
Полезная модель относится к каталитическим элементам регулярной структуры, которые могут найти применение в различных каталитических процессах.
Самый распространенный и простой в изготовлении тип катализаторов - это катализаторы, выполненные в форме различных гранул. Гранулированные катализаторы можно готовить как экструзией, так и другими методами, например, прессованием или скатыванием. Все методы формовки высокопроизводительны и позволяют получать широчайший спектр рецептур и форм катализаторов.
Но гранулированные катализаторы имеют свои недостатки при эксплуатации:
- высокое сопротивление потоку; износ катализатора, связанный с истиранием, который приводит к потере ценных компонентов, особенно для катализаторов с драгметаллами; выделение пыли; рост сопротивления слоя; невысокие параметры теплоотдачи внутри слоя. В аппаратах возможно расслоение слоя катализатора по размерам гранул, забивание аппаратов пылью от истирания катализатора.
Частично недостатки гранулированных катализаторов устраняет другой тип катализаторов, а именно сотовые блоки.
Применение сотовых блоков обеспечивает низкое сопротивление потоку.
Сотовые блоки технологичны в эксплуатации, имеют минимальные по сравнению с гранулами истирание и унос, достаточно стойкие в работе из-за отсутствия износа, связанного с трением и вибрациями.
Тем не менее, сотовые блоки имеют и существенные недостатки. Это недостатки связанные как с изготовлением, так с эксплуатацией блоков.
При формовке блоков используют сложную и дорогую оснастку, производительность формовки низкая, формование сотовых структур возможно для ограниченного количества составов керамики, большинство рецептур либо не дают качественных каналов, либо растрескиваются при сушке и термообработке. Из самого распространенного носителя - гамма-оксида алюминия изготовить блок нельзя, чаще всего монолит блока и активный слой - это два различных материала, что создает сложность в технологическом процессе изготовления блочного катализатора и зачастую отслаивание активного слоя при эксплуатации.
Блоки сотовой структуры весьма чувствительны к термоударам - перепадам температур при эксплуатации у них малая термическая устойчивость, т.е. растрескивание при высоких и переменных температурах, плохой теплообмен керамики и возможность отвода тепла реакции в потоке внутри канала.
Наличие каналов малого диаметра при большой длине, может давать резкий рост сопротивления из-за возможной закупорки каналов реагентами, или продуктами реакции, или сажей.
Существует сильное отличие структуры потока по каналу в пристенном слое потока, что накладывает дополнительные диффузионные ограничения на процесс.
Известны сотовые каталитические элементы (РФ 2128081, B01J 35/04, 1999; JP 62-191048, B01J 35/04, 1987; DE 3430886, B01J 35/04, 1986; JP 53-137866, B01D 53/34, 1978;. JP 54-141382, B01J 1/00, 1979; EP 0260704, B01J 21/04, 1988 и др.).
В патенте РФ 2209117, B01J 35/04, 27.07.2003 описан каталитический элемент регулярной сотовой структуры, который выполнен в виде слоя из отдельных призм, соединенных боковыми гранями и имеющих сотовые каналы, отдельные призмы при укладке их в слой сотовой структуры имеют зазор между боковыми гранями 0,1-1,0 диаметра сотового канала. Для укладывания по периметру слоя используются усеченные под диаметр контактного аппарата блоки треугольной и трапециевидной форм. Данные катализаторы применяются при проведении высокотемпературных процессов в газовой фазе, например - окислении аммиака. Предложены сотовые катализаторы для производства серной кислоты - процесс окисления диоксида серы. Наибольшее распространение блочные сотовые катализаторы получили в процессах очистки газов от вредных примесей. Во всех перечисленных процессах, сотовые блочные катализаторы проявляют свои положительные качества, при этом, сохраняя недостатки, прежде всего низкую термическую стойкость - растрескивание, отслаивание активного каталитического слоя от монолита блока, забивание каналов.
Данная полезная модель решает задачу разработки такой конструкции каталитического элемента, которая позволяла бы объединить достоинства гранулированных и сотовых катализаторов, не воспроизводя их главные недостатки.
Для решения поставленной задачи предлагается следующая конструкция каталитического элемента.
Каталитический элемент представляет собой кассету (сборку), в которой отдельные каталитические элементы, полученные стандартными методами гранулирования, объединены общей блочной конструкцией.
Каталитические элементы представляют собой стержни или гранулы катализатора круглого или иного сечения, и собраны с помощью дистанционирующего устройства в единый блок.
Дистанционирующее устройство может быть выполнено в виде сетки, в которой собирается блок катализаторов, в виде штырей на которых фиксируются каталитические элементы, либо в виде пластин в которых механически могут быть зафиксированы каталитические элементы.
Каталитический элемент может быть сформирован из параллельных или расположенных под углом слоев стержней катализатора, то же самое возможно при загрузке блоков в реактор. Каталитические элементы в реакторе будут ориентированы в направлении - «поток вдоль» «поток перпендикулярно» «поток под углом» к стержням, при этом степень турбулизации потока будет значительно отличаться.
Элемент может быть сформован из разнородных по составу стержней катализатора, то есть из различных катализаторов, имеющих одинаковую форму.
Элемент может быть сформирован из разных по диаметру стержней катализатора.
Сама геометрия стержня может быть по сечению не только круглой, но и иной, что делает возможным увеличение геометрической поверхности.
Достоинства предлагаемого элемента.
1. Простое и производительное, как у экструдатов, формование.
2. Возможность формования каталитических стержней из широкого спектра составов керамики, в том числе, из активных оксидов алюминия.
3. Низкое сопротивление потоку.
4. Постоянное "лобовое набегание" потока на каталитический элемент.
5. Поток не замкнут в канале, как у сотового блока.
6. Постоянные изменения направления и смешения потока по слоям элемента.
7. Хорошее перемешивание и турбулизация потока реагентов от слоя к слою.
8. Высокие массо- и теплообменные характеристики.
9. Отсутствие контакта между стержнями и, как следствие, износа трением.
10. Нет пыли при работе катализаторного слоя.
11. Термостойкость. Отсутствие термического расширения-сжатия, так как каталитический элемент термокомпенсирован самой конструкцией и не является монолитом. Не происходит растрескивания.
12. Нет опасности "забивания" слоя катализатора пылью, реагентами, сажей.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими фигурами.
На Фиг.1 Схематически показан общий вид каталитического элемента.
На Фиг.2 Показана схема устройства каталитического элемента.
На Фиг.3 Показана схема движения потока реагентов через каталитический элемент.
На Фиг.4 Схематически показан каталитический элемент с перпендикулярной компоновкой стержней.
На Фиг.5 Схематически показан вариант стержней с различным сечением.
На Фиг.6 Схематически показаны стержни, закрепленные в дистанционирующем устройстве - сетке.
В соответствии с данной заявкой были изготовлены опытные каталитические элементы двух типов:
1. На основе катализаторных стержней из гамма оксида алюминия с нанесенной платиной. Стержни собранны в единый каталитический блок сетчатым дистанционирующим устройством. Данные каталитические элементы показали хорошую работоспособность в системе связывания водорода на промышленном участке зарядки аккумуляторов. Каталитические элементы работают в условиях конвективного (без вентиляции) движения воздуха через катализатор.
2. На остове колец из высокотемпературного оксида алюминия с нанесенным палладием. Гранулы объединены в единый каталитический элемент с помощью дистанционирующего устройства в виде стержней. Эти каталитические элементы проходят испытания на электровозостроительном предприятии в системе генератор-аккумулятор. Движение воздуха через катализатор - принудительное.
Claims (7)
1. Каталитический элемент регулярной структуры, отличающийся тем, что он представляет собой единую блочную конструкцию, состоящую из отдельных каталитических компонентов, объединенных дистанционирующим устройством.
2. Каталитический элемент по п.1, отличающийся тем, что отдельные компоненты выполнены в виде каталитических стержней регулярной формы.
3. Каталитический элемент по п.1, отличающийся тем, что сечение каталитического компонента-стержня может представлять собой любую фигуру.
4. Каталитический элемент по п.1, отличающийся тем, что он может состоять из каталитических компонентов-стержней, имеющих различные диаметры.
5. Каталитический элемент по п.1, отличающийся тем, что он может состоять из каталитических стержней, являющихся различными по составу и концентрациям активных компонентов катализаторами.
6. Каталитический элемент по п.1, отличающийся тем, что стержни объединены в слои, расположенные параллельно, перпендикулярно или под различными углами по отношению друг к другу и потоку реагентов каталитического процесса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008110108/22U RU79451U1 (ru) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Каталитический элемент |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008110108/22U RU79451U1 (ru) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Каталитический элемент |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU79451U1 true RU79451U1 (ru) | 2009-01-10 |
Family
ID=40374522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008110108/22U RU79451U1 (ru) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Каталитический элемент |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU79451U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489209C1 (ru) * | 2012-08-15 | 2013-08-10 | Закрытое акционерное общество "Техметалл-2002" | Каталитический элемент для осуществления гетерогенно-каталитических реакций |
-
2008
- 2008-03-19 RU RU2008110108/22U patent/RU79451U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489209C1 (ru) * | 2012-08-15 | 2013-08-10 | Закрытое акционерное общество "Техметалл-2002" | Каталитический элемент для осуществления гетерогенно-каталитических реакций |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100471570C (zh) | 蜂窝结构体、蜂窝结构体集合体及蜂窝催化剂 | |
EP2511644B1 (en) | Heat exchanger | |
CA2559178C (en) | Catalyst systems | |
US9120056B2 (en) | Catalyst assembly for treating engine exhaust | |
JPWO2006082684A1 (ja) | ハニカム構造体 | |
US20100242424A1 (en) | Honeycomb filter | |
US9630173B2 (en) | Catalytic converter substrate | |
US20090246103A1 (en) | Honeycomb structure and method for manufacturing the same | |
EP2948246B1 (en) | Use of a honeycomb monolith structure with cells having elongated cross-section in selective catalytic reduction of nitrogen oxides | |
JP2011200845A (ja) | ゼオライトハニカム構造体 | |
JP6276990B2 (ja) | 構造的触媒体、触媒モジュール及び触媒層 | |
US20220111334A1 (en) | Reactor for reducing nitrogen oxides | |
US10150076B2 (en) | Honeycomb monolith structure | |
JP2004167440A (ja) | 触媒体 | |
RU2417840C1 (ru) | Каталитический элемент | |
RU79451U1 (ru) | Каталитический элемент | |
RU2362624C1 (ru) | Каталитический элемент | |
JP2005052750A (ja) | 排気ガス浄化装置用セラミックハニカム触媒及び排気ガス浄化装置 | |
WO2018064363A1 (en) | Surface textured structural catalyst and applications thereof | |
JP2007244950A (ja) | パティキュレートフィルター型排ガス浄化触媒及びパティキュレートフィルター | |
JP7181820B2 (ja) | 多孔質セラミック構造体 | |
JP5804909B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒構造体及びその製造法 | |
JP2011041946A (ja) | 排ガス浄化用ハニカム構造体及び排ガス浄化用ハニカム触媒体 | |
RU2318596C1 (ru) | Каталитический элемент для гетерогенных высокотемпературных реакций | |
JP2600192B2 (ja) | 排気ガス浄化用コンバータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100320 |