RU89980U1 - Реактор для проведения каталитических процессов - Google Patents
Реактор для проведения каталитических процессов Download PDFInfo
- Publication number
- RU89980U1 RU89980U1 RU2009129848/22U RU2009129848U RU89980U1 RU 89980 U1 RU89980 U1 RU 89980U1 RU 2009129848/22 U RU2009129848/22 U RU 2009129848/22U RU 2009129848 U RU2009129848 U RU 2009129848U RU 89980 U1 RU89980 U1 RU 89980U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- reaction
- reactor
- outlet
- unloading
- Prior art date
Links
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Реактор для проведения каталитических процессов, содержащий цилиндрический корпус со штуцером ввода, штуцером вывода реагирующих компонентов и штуцером для загрузки и выгрузки катализатора, отличающийся тем, что диаметры штуцеров ввода и вывода реагирующих компонентов равны диаметру корпуса реакционного пространства, штуцера ввода и вывода составляют одну трубу с цилиндрическим корпусом, загрузку и выгрузку катализатора осуществляют через штуцер вывода продуктов реакции, реакционное пространство заполнено катализатором в следующих пропорциях вдоль хода исходного сырья: катализатор для протекания углекислотного реформинга 30…40%, катализатор для протекания реакции парового реформинга 60…70%, подвод углеводородного сырья осуществляют в нижней части корпуса реакционного пространства.
Description
Полезная модель относится к устройствам для проведения каталитических процессов в стационарном слое катализатора. Описанный реактор для проведения каталитических процессов может применяться в системах термохимической регенерации теплоты отходящих дымовых газов с температурой от 700°С до 1200°С.
Известен реактор для проведения каталитических процессов, включающий цилиндрический корпус со штуцером ввода и ответным фланцем, штуцером вывода продуктов реакции и штуцерами для загрузки и выгрузки катализатора, внутри которого коаксиально установлена центральная перфорированная труба (ЦПТ), заглушенная с одного конца, а на другом конце которой имеется патрубок для ввода сырья, перфорированные желоба, расположенные по образующим корпуса, коллектор и патрубки для выгрузки катализатора и вывода продуктов реакции (патент Российской Федерации №2102131, 6 B01J 8/02, 1998 г.).
Недостатком конструкции данного реактора являются высокие скорости входа потока окислителя и углеводородного сырья в слой катализатора из отверстий центральной перфорированной трубы, что приводит к неравномерному распределению реакционной смеси по объему катализатора и повышенному удельному расходу катализатора, а также к неблагоприятным силовым нагрузкам, обусловленным температурными напряжениями, возникающих в центральной перфорированной трубе, что вызывает преждевременный износ конструкций реактора.
Известен также принятый за прототип реактор для проведения каталитических процессов, содержащий цилиндрический корпус со штуцером ввода и ответным фланцем, штуцером вывода продуктов реакции и штуцерами для загрузки и выгрузки катализатора, внутри которого коаксиально установлена ЦПТ, снабженная ступенчатым гасителем скорости потока, включающим в себя разделительные кольца и выходную трубу с площадью перфорации не менее 20% от наружной поверхности, заглушенная с одного конца и имеющая на другом конце патрубок ввода реагирующей смеси, перфорированные желоба, расположенные по образующим корпуса, а также устройства для загрузки и выгрузки катализатора и вывода продуктов реакции (патент Российской Федерации №2217229, 7 B01J 8/02, 2003 г.).
Недостатками прототипа является то, что отверстия в выходной трубе, площадь которых, как указано выше, достигает не менее 20%, от наружной поверхности выходной трубы, может привести к попаданию катализатора в полость центральной перфорированной трубы при его загрузке, а это приводит к неравномерному распределению потока по объему катализатора и снижению эффективности его работы. Неравномерное распределение потока ведет к образованию сажистого углерода. Кроме того, в процессе эксплуатации реактора на центральной перфорированной трубе возникают высокие температурные напряжения, а, следовательно, и силовые нагрузки, что приводит к снижению срока службы центральной перфорированной трубы, остановке реактора на ремонт и к дополнительным эксплуатационным затратам.
Задачей полезной модель является повышение надежности работы реактора, улучшение условий работы катализатора, увеличение эффективности реформинга углеводородного сырья, в частности реформинга природного газа продуктами его полного сгорания, а также снижения эксплуатационных и капитальных затрат.
Поставленная задача решается тем, что реактор для проведения каталитических процессов, содержащий цилиндрический корпус со штуцером ввода и штуцером вывода реагирующих компонентов и штуцером для загрузки и выгрузки катализатора имеет диаметры штуцеров ввода и вывода реагирующих компонентов равные диаметру корпуса реакционного пространства, штуцера ввода и вывода составляют одну трубу с цилиндрическим корпусом, загрузку и выгрузку катализатора осуществляют через штуцер вывода продуктов реакции, реакционное пространство заполнено катализатором в следующих пропорциях вдоль хода исходного сырья: катализатор для протекания углекислотного реформинга 30…40%, катализатор для протекания реакции парового реформинга 60…70%, подвод углеводородного сырья осуществляют в нижней части корпуса реакционного пространства.
Сущность полезной модели поясняется чертежом рис.1 - общий вид реактора.
Реактор содержит цилиндрический корпус 2, фланец на входе и на выходе реагирующих компонентов 2, опорное кольцо 3 для поддержки 6 катализатора, слой катализатора, патрубок подвода углеводородного сырья 4.
Цилиндрический корпус 2 представляет трубу постоянного диаметра, в которой штуцера ввода и вывода реагирующих компонентов конструктивно не выделены, что позволяет существенно унифицировать процесс изготовления реактора.
Движение реагирующей смеси сверху вниз согласно рис.1. Окислитель, в частности дымовые газы, подаются снизу, углеводородное сырье, в частности природный газ (метан) подводят в нижнюю часть реакционного пространства через патрубок подвода углеводородного сырья 4. В нижней части реакционного пространства происходит смешение углеводородного сырья и окислителя. После чего реагирующие компоненты попадают в реакционное пространство, заполненное катализатором 5. Катализатор укладывается слоями на поддержку катализатора 6, выполненную в виде этажерки.
Наиболее эффективным применение описанной конструкции будет соответствовать реформингу природного газа продуктами его полного горания. Компонентный состав продуктов полного сгорания природного газа равен CO2:H2O:N2≈1:2:7,52. В реакционном пространстве протекают реакции парового и углекислотного реформинга метана описываемые следующими уравнениями:
СН4+СO2=2СО+2Н2-247,1 кДж/моль (1)
СН4+Н2O=СО+3Н2-206,6 кДж/моль (2)
Исходная смесь природного газа и продуктов его полного сгорания имеет температуру от 800 до 1200°С. Свободная энергия Гиббса для реакции углекислотного реформинга природного газа (метана) (1) имеет более высокое значение, чем свободная энергия для реакции парового реформинга метана (2), поэтому необходимо, чтобы содержащийся углекислый газ в исходной смеси прореагировал с метаном в верхней части реакционного пространства, т.к. в верхней части температурный потенциал будет недостаточен для протекания реакции (1). Для этого нижнюю часть реакционного пространства ~30…40% заполняют катализаторами углекислотной конверсии метана, т.е. катализаторами, которые показывают хорошие окислительные свойства именно для реакции (1).
После прохождения нижней части реакционного пространства ~30…40%, реагирующая смесь с уже меньшей концентрацией углекислого газа, но все еще с высокой концентрацией водяных паров попадает в верхнюю часть реакционного пространства ~60…70%, которая заполнена катализаторами паровой конверсии метана (2), т.е. катализаторами, которые показывают хорошие окислительные свойства именно для реакции (2).
Преимущества заполнения реакционного пространства катализаторами углекислотной конверсии ~30…40% и катализаторами паровой конверсии ~60…70% следующие: реагирующая смесь попадает в реакционное пространство с высокой температурой 800…1200°С, при высоком температурном потенциале на катализаторах углекислотной конверсии происходит окисление природного газа углекислым газом, в результате чего температура смеси снижается до температуры, при которой становится невозможным протекание реакции (1). После этого, остальная часть нелрореагировавшего природного газа и дымовых газов попадают в нижнюю часть реакционного пространства ~60…70%. Температурный потенциал в нижней части все еще позволяет реакции (2) полностью завершиться на катализаторах паровой конверсии. Таким образом, на выходе из реактора имеется конвертированный газ с минимальной концентрацией негорючих компонентов (CO2, Н2O, N2). Здесь считается, что азот дымовых газов химически нейтрален.
Загрузка и выгрузка катализатора осуществляется следующим образом: при снижении эффективности работы катализатора, через штуцер ввода продуктов реакции вынимается поддержка катализатора 6, в которой происходит замена «отравленных» катализаторов.
Низкие скорости реагирующей смеси достигаются за счет того, что по ходу движения реагирующей смеси отсутствует диффузор (расширяющееся сопло). Отсутствие центральной перфорированной трубы приводит к тому, что температурные напряжения по длине реактора распределены равномерно. Отсутствие центральной перфорированной трубы приводит к равномерному распределению реагирующих компонентов, что в свою очередь приводит к минимизации сажеобразования
Исходное положение реактора перед работой: реактор расположен вертикально, загрузку катализатора 5 на поддержке катализатора 6 осуществляют через штуцер вывода продуктов реакции.
Claims (1)
- Реактор для проведения каталитических процессов, содержащий цилиндрический корпус со штуцером ввода, штуцером вывода реагирующих компонентов и штуцером для загрузки и выгрузки катализатора, отличающийся тем, что диаметры штуцеров ввода и вывода реагирующих компонентов равны диаметру корпуса реакционного пространства, штуцера ввода и вывода составляют одну трубу с цилиндрическим корпусом, загрузку и выгрузку катализатора осуществляют через штуцер вывода продуктов реакции, реакционное пространство заполнено катализатором в следующих пропорциях вдоль хода исходного сырья: катализатор для протекания углекислотного реформинга 30…40%, катализатор для протекания реакции парового реформинга 60…70%, подвод углеводородного сырья осуществляют в нижней части корпуса реакционного пространства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009129848/22U RU89980U1 (ru) | 2009-08-03 | 2009-08-03 | Реактор для проведения каталитических процессов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009129848/22U RU89980U1 (ru) | 2009-08-03 | 2009-08-03 | Реактор для проведения каталитических процессов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU89980U1 true RU89980U1 (ru) | 2009-12-27 |
Family
ID=41643263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009129848/22U RU89980U1 (ru) | 2009-08-03 | 2009-08-03 | Реактор для проведения каталитических процессов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU89980U1 (ru) |
-
2009
- 2009-08-03 RU RU2009129848/22U patent/RU89980U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2424847C2 (ru) | Теплообменный реактор внутреннего сгорания для эндотермической реакции в неподвижном слое | |
RU2415073C2 (ru) | Компактный реактор реформинга | |
US7744728B2 (en) | Apparatus for and method of producing hydrogen using microwaves | |
KR101753425B1 (ko) | 스팀 메탄 개질기를 갖는 수소 플랜트로의 원료로서 사용하기 위한 처리된 탄화수소 함유 스트림을 생성하기 위한 방법 및 장치 | |
KR101401423B1 (ko) | 마이크로웨이브 플라즈마촉매 하이브리드 공정을 이용한 이산화탄소로부터 가연성 합성가스 제조 장치 및 방법 | |
EA006718B1 (ru) | Реформинг природного газа в синтез-газ с использованием окисления водорода в пар | |
CN101328423B (zh) | 超绝热部分氧化焦油焦碳清除及气体重整方法与装置 | |
ID30326A (id) | Pembakar dan proses perbaikan sekunder | |
RU2462413C2 (ru) | Новая печь для парового риформинга, содержащая пористые горелки | |
CN203159209U (zh) | 二氧化碳-甲烷自热重整反应器 | |
EA024238B1 (ru) | Установка и способ адиабатической конверсии метана | |
JP7154289B2 (ja) | 水素含有ガスを得るための装置および方法 | |
RU2374173C1 (ru) | Способ получения синтез-газа | |
AP1608A (en) | Furnace and steam reforming process | |
RU89980U1 (ru) | Реактор для проведения каталитических процессов | |
KR20160022640A (ko) | 이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치 및 가스 개질 방법 | |
RU185654U1 (ru) | Установка для получения и сжигания синтез-газа | |
CN100447221C (zh) | 气化方法和气化系统 | |
US20230220994A1 (en) | A scrubber burner | |
CN201040750Y (zh) | 一种焦炉气转化炉 | |
CN101721957B (zh) | 一种连续炭催化ch4-co2重整反应器 | |
Guo et al. | Investigation of oxy-fuel combustion for methane and acid gas in a diffusion flame | |
Ouyang et al. | Experimental study of synthesis gas production by coal and natural gas co-conversion process | |
KR101704767B1 (ko) | 열분해가스 순환구조를 갖는 가스화장치 | |
RU2615768C1 (ru) | Реактор для каталитической паровой и пароуглекислотной конверсии углеводородов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100804 |