Claims (74)
1. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, скомпонованный из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода протекающей газообразной реакционной смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего между внутренней поверхностью покрытых катализатором каналов и внутренней поверхностью смежных, не содержащих катализатора каналов происходит теплообмен, и где покрытые катализатором каналы имеют конфигурацию, которая формирует более извилистый проход для протекающей через них реакционной смеси, чем проход, формируемый не содержащими катализатора каналами.1. A catalytic structure comprising a carrier of heat-resistant material, composed of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of a flowing gaseous reaction mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the rest the channels are not coated with the catalyst, as a result of which between the inner surface of the channels coated with the catalyst and the inner surface of adjacent x catalyst is a heat exchange channel, and wherein the catalyst-coated channels have a configuration which forms a more tortuous passage for flowing therethrough the reaction mixture than the passage formed by the catalyst-free channels.
2. Каталитическая структура по п. 1, в которой покрытые катализатором каналы периодически изменяются за счет изменения площади их по перечного сечения, изменения направления вдоль своей продольной оси или посредством одновременного изменения и площади по перечного сечения и направления вдоль своей продольной оси, в результате чего направление потока по крайней мере части газообразной реакционной смеси в покрытых катализатором каналах изменяется в по крайней мере большом количестве точек при ее прохождении через покрытые катализатором каналы, тогда как не содержащие катализатора каналы выполнены по существу прямолинейными и имеют постоянную площадь по перечного сечения по всей своей продольной оси, в результате чего направление потока газообразной реакционной смеси в не содержащих катализатора каналах по существу остается постоянным. 2. The catalytic structure according to claim 1, in which the channels coated with the catalyst periodically change due to a change in their cross-sectional area, a change in direction along its longitudinal axis, or by simultaneously changing both the cross-sectional area and direction along its longitudinal axis, resulting in the flow direction of at least a portion of the gaseous reaction mixture in the catalyst-coated channels changes at least a large number of points as it passes through the catalyst-coated channels, while the catalyst-free channels are substantially straight and have a constant cross-sectional area along their entire longitudinal axis, whereby the flow direction of the gaseous reaction mixture in the catalyst-free channels essentially remains constant.
3. Каталитическая структура по п. 2, в которой покрытые катализатором каналы имеют переменную площадь по перечного сечения, что достигается за счет путем повторяющегося изгиба внутрь и наружу стенок каналов вдоль продольной оси каналов или использованием заслонок, перегородок или других преград, расположенных во многих точках вдоль продольной оси каналов и частично изменяющих направление потока газообразной реакционной смеси. 3. The catalytic structure according to claim 2, in which the channels coated with the catalyst have a variable cross-sectional area, which is achieved by repeated bending in and out of the channel walls along the longitudinal axis of the channels or by using shutters, partitions, or other barriers located at many points along the longitudinal axis of the channels and partially changing the flow direction of the gaseous reaction mixture.
4. Каталитическая структура по п. 3, в которой площадь по перечного сечения покрытых катализатором каналов изменяется за счет повторяющегося изгиба внутрь и наружу их стенок с образованием покрытых катализатором каналов, которые имеют гофрированную в виде ломаной линии конфигурацию, для чего используют гофрированные листы, собранные в пакет и не вложенные друг в друга. 4. The catalytic structure according to claim 3, in which the cross-sectional area of the channels coated with the catalyst is changed due to repeated bending in and out of their walls with the formation of the channels coated with the catalyst, which have a corrugated line in the form of a broken line, for which corrugated sheets assembled in a package and not nested in each other.
5. Каталитическая структура по п. 4, в которой покрытые катализатором каналы и не содержащие катализатора каналы образованы повторяющейся трехслойной структурой, содержащей первый слой гофрированного листа с продольными выступами, разделенными плоскими участками, уложенного пакетом на второй слой, образованный гофрированным листом, в котором гофры образованы соседними продольными вершинами и впадинами, которые вдоль листа, образующего второй слой, имеют форму ломаной линии, при этом второй слой уложен в пакет на третий слой, образованный гофрированным металлическим листом, причем эти листы не вложены друг в друга, а гофры третьего слоя образованы соседними продольными вершинами и впадинами, которые вдоль листа, образующего третий слой, имеют форму ломаной линии, при этом катализатором для реакционной смеси покрыты нижняя сторона первого слоя и верхняя сторона третьего слоя, в результате чего при размещении пакетом первого слоя повторяющейся структуры под третьим слоем следующей смежной трехслойной повторяющейся структуры между ними формируются не содержащие катализатора каналы, а покрытые катализатором каналы формируются между нижней стороной первого слоя и верхней стороной второго слоя и между нижней стороной второго слоя и верхней стороной третьего слоя повторяющейся трехслойной структуры. 5. The catalytic structure according to claim 4, in which the catalyst-coated channels and the catalyst-free channels are formed by a repeating three-layer structure containing a first layer of corrugated sheet with longitudinal protrusions separated by flat sections, laid by a packet on a second layer formed by a corrugated sheet in which corrugations formed by adjacent longitudinal peaks and troughs, which along the sheet forming the second layer are in the form of a broken line, while the second layer is laid in a packet on the third layer formed corrugated metal sheet, and these sheets are not embedded in each other, and the corrugations of the third layer are formed by adjacent longitudinal peaks and troughs, which along the sheet forming the third layer have the shape of a broken line, while the catalyst for the reaction mixture is coated with the lower side of the first layer and the upper side of the third layer, as a result of which, when the packet places the first layer of the repeating structure under the third layer of the next adjacent three-layer repeating structure, no catalyst Ator channels and catalyst-coated channels are formed between the lower side of the first layer and top side of the second layer and between the bottom side of the second layer and the third upper side layer the repeating three layer structure.
6. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода газообразной реакционной смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью смежных, не содержащих катализатора каналов, и где (а) покрытые катализатором каналы имеют средний гидравлический диаметр (Dh) меньше, чем не содержащие катализатора канальцы, (б) покрытые катализатором каналы имеют более высокий коэффициент пленочной теплопередачи (h), чем не содержащие катализатора каналы; и (в) покрытые катализатором каналы образуют более извилистый проход для протекающей через них реакционной смеси, чем проход для реакционной смеси, протекающей через не содержащие катализатора каналы.6. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the gaseous reaction mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface of adjacent catalyst-containing channels, and where (a) the catalyst-coated channels have an average hydraulic diameter (D h ) less than the catalyst-free tubules, (b) the catalyst-coated channels have a higher film heat transfer coefficient (h) than the catalyst-free channels; and (c) the catalyst-coated channels form a more tortuous passage for the reaction mixture flowing through them than the passage for the reaction mixture flowing through the catalyst-free channels.
7. Каталитическая структура по п. 6, в которой численное отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 0,15-0,9.7. The catalytic structure according to claim 6, in which the numerical ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is approximately 0.15-0.9.
8. Каталитическая структура по п. 7, в которой численное отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 0,3-0,8.8. The catalytic structure according to claim 7, in which the numerical ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is approximately 0.3-0.8.
9. Каталитическая структура по п. 6, в которой отношение коэффициента (h) пленочной теплопередачи покрытых катализатором каналов к коэффициенту (h) пленочной теплопередачи не содержащих катализатора каналов или hкат/hнекат составляет приблизительно 1,1-7.9. The catalytic structure according to claim 6, in which the ratio of the coefficient (h) of the film heat transfer of the catalyst coated channels to the coefficient (h) of the film heat of the catalyst-free channels or h cat / h nekat is approximately 1.1-7.
10. Каталитическая структура по п. 9, в которой hкат/hнекат составляет приблизительно 1,3-4.10. The catalytic structure according to claim 9, in which h cat / h nekat is approximately 1.3-4.
11. Каталитическая структура по п. 6, в которой частное от деления площади поверхности теплопередачи между покрытыми катализатором и не содержащими катализатора каналами на общий объем каналов в структуре составляет приблизительно более 0,5 мм-1.11. The catalytic structure according to claim 6, in which the quotient from dividing the heat transfer surface area between the coated catalyst and non-catalyst channels by the total channel volume in the structure is approximately more than 0.5 mm -1 .
12. Каталитическая структура по п. 11, в которой частное от деления площади поверхности теплопередачи между покрытыми катализатором и не содержащими катализатора каналами на общий объем каналов в структуре составляет приблизительно 0,5-2 мм-1.12. The catalytic structure according to claim 11, in which the quotient from dividing the heat transfer surface area between the coated catalyst and non-catalyst channels by the total channel volume in the structure is approximately 0.5-2 mm -1 .
13. Каталитическая структура по п. 12, в которой частное от деления площади поверхности теплопередачи между покрытыми катализатором и не содержащими катализатора каналами на общий объем каналов в структуре составляет приблизительно 0,5-1,5 мм-1.13. The catalytic structure according to p. 12, in which the quotient from dividing the heat transfer surface area between the coated catalyst and non-catalyst channels by the total channel volume in the structure is approximately 0.5-1.5 mm -1 .
14. Каталитическая структура по пп. 11, 12 или 13, в которой hкат/hнекат составляет приблизительно 1,1-7, а отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 0,15-0,9.14. The catalytic structure according to paragraphs. 11, 12 or 13, in which the h cat / h nekat is approximately 1.1-7, and the ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is approximately 0.15-0.9.
15. Каталитическая структура по пп. 11, 12 или 13, в которой hкат/hнекат составляет приблизительно 1,3-4, а отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 0,3-0,8.15. The catalytic structure according to paragraphs. 11, 12 or 13, in which the h cat / h nekat is approximately 1.3-4, and the ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is approximately 0.3-0.8.
16. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода газообразной реакционной смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью смежных, не содержащих катализатора каналов и где покрытые катализатором каналы имеют коэффициент (h) пленочной теплопередачи в более чем в 1,5 раза превышающий коэффициент (h) пленочной теплопередачи не содержащих катализатора каналов и покрытые катализатором каналы занимают приблизительно 20-80% от общей передней открытой площади каталитической структуры и формируют более извилистый проход для протекающей через них реакционной смеси, чем проход, образованный не содержащими катализатора каналами. 16. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the gaseous reaction mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface of adjacent containing catalyst channels and where the catalyst coated channels have a film heat transfer coefficient (h) of more than 1.5 times the film heat transfer coefficient (h) of the catalyst free channels and the catalyst coated channels occupy approximately 20-80% of the total front open area of the catalytic structures and form a more tortuous passage for the reaction mixture flowing through them than the passage formed by catalyst-free channels.
17. Каталитическая структура по п. 16, в которой отношение h покрытых катализатором каналов к h не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 1,5-7. 17. The catalytic structure according to claim 16, in which the ratio h of the catalyst coated channels to h of the catalyst free channels is approximately 1.5-7.
18. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода газообразной реакционной смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью смежных, не содержащих катализатора каналов и где покрытые катализатором каналы имеют средний гидравлический диаметр (Dh) меньше, чем не содержащие катализатора каналы, а численное отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов меньше численного отношения открытой передней площади покрытых катализатором каналов к открытой передней площади не содержащих катализатора каналов.18. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the gaseous reaction mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface of adjacent containing the catalyst channels and wherein catalyst-coated channels have an average hydraulic diameter (D h) less than the non-catalytic channels and the numeric ratio of average D h coated channels catalyst to the average D h catalyst-free channels is less than the numerical ratio of open frontal area of catalyst-coated channels to the open front area of the catalyst-free channels.
19. Каталитическая структура по п. 18, в которой открытая передняя площадь покрытых катализатором каналов составляет приблизительно 20-80% от общей открытой передней площади каталитической структуры. 19. The catalytic structure according to claim 18, in which the open front area of the coated catalyst channels is approximately 20-80% of the total open front area of the catalytic structure.
20. Каталитическая структура по пп. 1-6, в которой размер и количество покрытых катализатором каналов по сравнению с размером и количеством не содержащих катализатора каналов таковы, что приблизительно 35-70% от всего объема каналов занимают покрытые катализатором каналы, через которые проходит реакционная смесь. 20. The catalytic structure according to paragraphs. 1-6, in which the size and number of channels coated with the catalyst compared with the size and number of channels not containing the catalyst are such that approximately 35-70% of the total channel volume is occupied by the channels coated with the catalyst through which the reaction mixture passes.
21. Каталитическая структура по п. 20, в которой около 50% от всего объема каналов приходится на покрытые катализатором каналы, через которые проходит реакционная смесь. 21. The catalytic structure according to claim 20, in which about 50% of the total volume of the channels falls on the catalyst-coated channels through which the reaction mixture passes.
22. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода реакционной смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью не содержащих катализатора каналов и где (а) покрытые катализатором каналы имеют более высокий коэффициент пленочной теплопередачи (h), чем не содержащие катализатора каналы, (б) покрытые катализатором каналы имеют средний гидравлический диаметр (Dh) меньше, чем не содержащие катализатора каналы и (в) численное отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов меньше численного отношения открытой передней площади покрытых катализатором каналов к открытой передней площади не содержащих катализатора каналов.22. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the reaction mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels is not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface of the catalyst-free ora of channels and where (a) the catalyst-coated channels have a higher film heat transfer coefficient (h) than the catalyst-free channels, (b) the catalyst-coated channels have an average hydraulic diameter (D h ) less than the catalyst-free channels and (c ) the numerical ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is less than the numerical ratio of the open front area of the catalyst coated channels to the open front area of the catalyst free channels.
23. Каталитическая структура по п. 22, в которой численное отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 0,15-0,9.23. The catalytic structure according to claim 22, in which the numerical ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average of the catalyst free channels is approximately 0.15-0.9.
24. Каталитическая структура по п. 23, в которой численное отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 0,3-0,8.24. The catalytic structure of claim 23, wherein the numerical ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is approximately 0.3-0.8.
25. Каталитическая структура по п. 22, в которой отношение коэффициента (h) пленочной теплопередачи покрытых катализатором каналов к коэффициенту (h) пленочной теплопередачи не содержащих катализатора каналов или hкат/hнекат составляет приблизительно 1,1-7.25. The catalytic structure according to p. 22, in which the ratio of the coefficient (h) of the film heat transfer of the catalyst coated channels to the coefficient (h) of the film heat of the catalyst-free channels or h cat / h nekat is approximately 1.1-7.
26. Каталитическая структура по п. 25, в которой hкат/hнекат составляет приблизительно 1,3-4.26. The catalytic structure according to p. 25, in which h cat / h nekat is approximately 1.3-4.
27. Каталитическая структура по п. 22, в которой частное от деления площади поверхности теплопередачи между покрытыми катализатором и не содержащими катализатора каналами на общий объем каналов в структуре составляет приблизительно более 0,5 мм. 27. The catalytic structure according to p. 22, in which the quotient from dividing the heat transfer surface area between the catalyst coated and catalyst free channels by the total channel volume in the structure is approximately more than 0.5 mm.
28. Каталитическая структура по п. 27, в которой частное от деления площади поверхности теплопередачи между покрытыми катализатором и не содержащими катализатора каналами на общий объем каналов в структуре составляет приблизительно 0,5-2 мм-1.28. The catalytic structure according to p. 27, in which the quotient from dividing the heat transfer surface area between the coated catalyst and non-catalyst channels by the total channel volume in the structure is approximately 0.5-2 mm -1 .
29. Каталитическая структура по п. 28, в которой частное от деления площади поверхности теплопередачи между покрытыми катализатором и не содержащими катализатора каналами на общий объем каналов в структуре составляет приблизительно 0,5-1,5 мм-1.29. The catalytic structure according to p. 28, in which the quotient from dividing the heat transfer surface area between the coated catalyst and non-catalyst channels by the total channel volume in the structure is approximately 0.5-1.5 mm -1 .
30. Каталитическая структура по пп. 27, 28 или 29, в которой hкат/hнекат составляет приблизительно 1,1-7, а отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 0,15-0,9.30. The catalytic structure according to paragraphs. 27, 28 or 29, in which the h cat / h nekat is approximately 1.1-7, and the ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is approximately 0.15-0.9.
31. Каталитическая структура по пп. 27, 28 или 29, в которой hкат/hнекат составляет приблизительно 1,3-4, а отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 0,3-0,8.31. The catalytic structure according to paragraphs. 27, 28 or 29, in which the h cat / h nekat is approximately 1.3-4, and the ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is approximately 0.3-0.8.
32. Каталитическая структура по пп. 22-27, в которой размер и количество покрытых катализатором каналов по сравнению с размером и количеством не содержащих катализатора каналов таковы, что приблизительно 35-70% от всего объема каналов занимают покрытые катализатором каналы, через которые проходит реакционная смесь. 32. The catalytic structure according to paragraphs. 22-27, in which the size and number of channels coated with the catalyst compared to the size and number of channels not containing the catalyst are such that approximately 35-70% of the total channel volume is occupied by the channels coated with the catalyst through which the reaction mixture passes.
33. Каталитическая структура по п. 32, в которой около 50% от всего объема каналов приходится на покрытые катализатором каналы, через которые проходит реакционная смесь. 33. The catalytic structure according to p. 32, in which about 50% of the total volume of the channels falls on the catalyst-coated channels through which the reaction mixture passes.
34. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода газообразной реакционной смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью смежных, не содержащих катализатора каналов, и где (а) покрытые катализатором каналы имеют более высокий коэффициент пленочной теплопередачи (h), чем не содержащие катализатора каналы, (б) более чем 50% от общего расхода реакционной смеси проходит через покрытые катализатором каналы, и (в) покрытые катализатором каналы образуют более извилистый проход для протекающей через них реакционной смеси, чем проход для реакционной смеси, протекающей через не содержащие катализатора каналы. 34. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the gaseous reaction mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface of adjacent catalyst-containing channels, and where (a) the catalyst-coated channels have a higher film heat transfer coefficient (h) than the catalyst-free channels, (b) more than 50% of the total flow rate of the reaction mixture passes through the catalyst-coated channels, and (c) the catalyst-coated channels form a more tortuous passage for the reaction mixture flowing through them than the passage for the reaction mixture flowing through the catalyst-free channels.
35. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода газообразной реакционной смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью не содержащих катализатора каналов, и где (а) коэффициент пленочной теплопередачи (h) у покрытых катализатором каналов по меньшей мере в 1,2 раза больше, чем у не содержащих катализатора каналов, (б) более чем 40%, но менее чем 50% от общего расхода реакционной смеси проходит через покрытые катализатором каналы; и (в) покрытые катализатором каналы образуют более извилистый проход для протекающей через них реакционной смеси, чем проход для реакционной смеси, протекающей через не содержащие катализатора каналы. 35. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the gaseous reaction mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface without channels of the catalyst, and where (a) the film heat transfer coefficient (h) of the channels coated with the catalyst is at least 1.2 times greater than that of the channels containing no catalyst, (b) more than 40%, but less than 50% of the total flow rate of the reaction mixture passes through the channels coated with the catalyst; and (c) the catalyst coated channels form a more tortuous passage for the reaction mixture flowing through them than the passage for the reaction mixture flowing through the catalyst free channels.
36. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода газообразной реакционной смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью смежных, не содержащих катализатора каналов, и где (а) коэффициент пленочной теплопередачи (h) у покрытых катализатором каналов по меньшей мере в 1,3 раза больше, чем у не содержащих катализатора каналов, (б) более чем 30%, но менее чем 40% от общего расхода реакционной смеси проходит через покрытые катализатором каналы, и (в) покрытые катализатором каналы образуют более извилистый проход для протекающей через них реакционной смеси, чем проход для реакционной смеси, протекающей через не содержащие катализатора каналы. 36. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the gaseous reaction mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface of adjacent containing catalyst channels, and where (a) the film heat transfer coefficient (h) of the channels coated with the catalyst is at least 1.3 times greater than that of the channels containing no catalyst, (b) more than 30%, but less than 40% of The total flow rate of the reaction mixture passes through the catalyst coated channels, and (c) the catalyst coated channels form a more tortuous passage for the reaction mixture flowing through them than the passage for the reaction mixture flowing through the catalyst free channels.
37. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода газообразной реакционной смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью смежных, не содержащих катализатора каналов, и где (а) коэффициент пленочной теплопередачи (h) у покрытых катализатором каналов по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем у не содержащих катализатора каналов, (б) более чем 20%, но менее чем 30% от общего расхода реакционной смеси проходит через покрытые катализатором каналы, и (в) покрытые катализатором каналы образуют более извилистый проход для протекающей через них реакционной смеси, чем проход для реакционной смеси, протекающей через не содержащие катализатора каналы. 37. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the gaseous reaction mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface of adjacent containing catalyst channels, and where (a) the film heat transfer coefficient (h) of the channels coated with the catalyst is at least 1.5 times greater than that of the channels containing no catalyst, (b) more than 20%, but less than 30% of The total flow rate of the reaction mixture passes through the catalyst coated channels, and (c) the catalyst coated channels form a more tortuous passage for the reaction mixture flowing through them than the passage for the reaction mixture flowing through the catalyst free channels.
38. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода газообразной реакционной смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью смежных, не содержащих катализатора каналов, и где (а) коэффициент пленочной теплопередачи (h) у покрытых катализатором каналов по меньшей мере в 2 раза больше, чем у не содержащих катализатора каналов, (б) более чем 10%, но менее чем 20% от общего расхода реакционной смеси проходит через покрытые катализатором каналы, (в) покрытые катализатором каналы образуют более извилистый проход для протекающей через них реакционной смеси, чем проход для реакционной смеси, протекающей через не содержащие катализатора каналы. 38. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the gaseous reaction mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface of adjacent containing catalyst channels, and where (a) the film heat transfer coefficient (h) of the channels coated with the catalyst is at least 2 times greater than that of the channels containing no catalyst, (b) more than 10%, but less than 20% of the total consumption the reaction mixture passes through the channels coated with the catalyst, (c) the channels coated with the catalyst form a more sinuous passage for the reaction mixture flowing through them than the passage for the reaction mixture flowing through the catalyst free channels.
39. Каталитическая структура по пп. 34-37 или 38, в которой средний гидравлический диаметр (Dh) у покрытых катализатором каналов меньше, чем у не содержащие катализатора каналов.39. The catalytic structure according to paragraphs. 34-37 or 38, in which the average hydraulic diameter (D h ) of the catalyst coated channels is smaller than that of the catalyst free channels.
40. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода горючей смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью не содержащих катализатора каналов, и где (а) коэффициент пленочной теплопередачи (h) больше у покрытых катали- затором каналов, чем у не содержащих катализатора каналов, (б) покрытые катализатором каналы имеют средний гидравлический диаметр (Dh) меньше, чем не содержащие катализатора каналы, и (в) покрытые катализатором каналы образуют более извилистый проход для протекающей через них горючей смеси, чем проход для горючей смеси, протекающей через не содержащие катализатора каналы.40. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of a combustible mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels is not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface of the catalyst-free analyte, and wherein (a) film heat transfer coefficient (h) greater in the catalyst-coated channels than the catalyst-free channels, (b) the catalyst-coated channels have an average hydraulic diameter (D h) less than the catalyst-free channels, and (c) the catalyst coated channels form a more tortuous passage for the combustible mixture flowing through them than the passage for the combustible mixture flowing through the catalyst free channels.
41. Каталитическая структура, содержащая носитель из термостойкого материала, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода горючей смеси, где по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью не содержащих катализатора каналов, и где (а) коэффициент пленочной теплопередачи (h) больше у покрытых катали- затором каналов, чем у не содержащих катализатора каналов, (б) покрытые катализатором каналы имеют средний гидравлический диаметр (Dh) меньше, чем не содержащие катализатора каналы, и (в) численное отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов меньше численного отношения открытой передней площади покрытых катализатором каналов к открытой передней площади не содержащих катализатора каналов.41. A catalytic structure containing a carrier of heat-resistant material, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the combustible mixture, where at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels is not coated with the catalyst, as a result of which the inner surface of the channels coated with the catalyst is in a state of heat exchange with the inner surface of the catalyst-free analyte, and wherein (a) film heat transfer coefficient (h) greater in the catalyst-coated channels than the catalyst-free channels, (b) the catalyst-coated channels have an average hydraulic diameter (D h) less than the catalyst-free channels, and (c) the numerical ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is less than the numerical ratio of the open front area of the catalyst coated channels to the open front area of the catalyst free channels.
42. Каталитическая структура по п. 40 или 42, в которой приблизительно 35-70% от общего расхода горючей смеси протекает через покрытые катализатором каналы. 42. The catalytic structure according to claim 40 or 42, in which approximately 35-70% of the total flow rate of the combustible mixture flows through the channels coated with the catalyst.
43. Каталитическая структура по п. 40 или 42, в которой приблизительно 50% от общего расхода горючей смеси протекает через покрытые катализатором каналы. 43. The catalytic structure according to claim 40 or 42, in which approximately 50% of the total flow rate of the combustible mixture flows through the channels coated with the catalyst.
44. Каталитическая структура по п. 40 или 41, в которой частное от деления площади поверхности теплопередачи между покрытыми катализатором и не содержащими катализатора каналами на общий объем каналов в структуре составляет приблизительно более 0,5 мм-1.44. The catalytic structure according to claim 40 or 41, in which the quotient from dividing the heat transfer surface area between the coated catalyst channels and the catalyst-free channels by the total channel volume in the structure is approximately greater than 0.5 mm -1 .
45. Каталитическая структура по п. 44, в которой отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 0,15-0,9.45. The catalytic structure according to claim 44, wherein the ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is approximately 0.15-0.9.
46. Каталитическая структура по п. 45, в которой отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 0,3-0,8.46. The catalytic structure of claim 45, wherein the ratio of the average D h of the catalyst coated channels to the average D h of the catalyst free channels is approximately 0.3-0.8.
47. Каталитическая структура по п. 45, в которой отношение коэффициента h пленочной теплопередачи покрытых катализатором каналов к коэффициенту h пленочной теплопередачи не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно 1,1-07. 47. The catalyst structure of claim 45, wherein the ratio of the film heat transfer coefficient h of the catalyst coated channels to the film heat transfer coefficient h of the catalyst free channels is approximately 1.1-07.
48. Каталитическая структура по п. 46, в которой отношение коэффициента h пленочной теплопередачи покрытых катализатором каналов к коэффициенту h пленочной теплопередачи не содержащих катализатора каналов составляет приблизительно l,3-4. 48. The catalyst structure of claim 46, wherein the ratio of the film heat transfer coefficient h of the catalyst coated channels to the film heat transfer coefficient h of the catalyst-free channels is approximately l, 3-4.
49. Каталитическая структура по п. 42, в которой материал носителя выбран из группы, включающей керамические материалы, теплостойкие неорганические окислы, материалы со связанным металлом, карбиды, нитриды и металлические материалы. 49. The catalytic structure according to p. 42, in which the carrier material is selected from the group comprising ceramic materials, heat-resistant inorganic oxides, materials with bonded metal, carbides, nitrides and metallic materials.
50. Каталитическая структура по п. 49, в которой в качестве неорганического окисла используют окись кремния, окись магния, окись алюминия, окись титана, окись циркония и их смеси, а в качестве металлического материала используют алюминий, высокотемпературные сплавы металла, нержавеющую сталь и алюминийсодержащую сталь и алюминийсодержащий сплав. 50. The catalytic structure according to claim 49, in which silicon oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide and mixtures thereof are used as an inorganic oxide, and aluminum, high temperature metal alloys, stainless steel and aluminum-containing material are used steel and aluminum alloy.
51. Каталитическая структура по п. 49, в которой в качестве катализатора используют один или несколько элементов платиновой группы. 51. The catalytic structure according to p. 49, in which one or more elements of the platinum group are used as a catalyst.
52. Каталитическая структура по п. 51, в которой в качестве катализатора используют палладий или смеси палладия и платины. 52. The catalytic structure according to claim 51, in which palladium or a mixture of palladium and platinum are used as a catalyst.
53. Каталитическая структура по п. 51, в которой в материале носителя дополнительно содержится грунт из окиси циркония, окиси титана, окиси алюминия, окиси кремния или другой огнеупорной окиси металла, которым покрыта по крайней мере часть носителя. 53. The catalytic structure according to claim 51, wherein the support material further comprises a soil of zirconium oxide, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide or other refractory metal oxide, which covers at least a portion of the carrier.
54. Каталитическая структура по п. 53, в которой грунт содержит окись алюминия, окись кремния или смеси этих окислов. 54. The catalytic structure according to p. 53, in which the soil contains aluminum oxide, silicon oxide or a mixture of these oxides.
55. Каталитическая структура по п. 53, в которой грунт содержит окись циркония. 55. The catalytic structure according to p. 53, in which the soil contains zirconium oxide.
56. Каталитическая структура по п. 53, в которой катализатор представляет собой нанесенные на грунт палладий или смеси палладия и платины. 56. The catalytic structure according to p. 53, in which the catalyst is a supported palladium or a mixture of palladium and platinum.
57. Способ сжигания горючей смеси, включающий стадии (а) смешивание топлива и кислородсодержащего газа с образованием горючей смеси, (б) пропускание смеси через термостойкий носитель катализатора, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода горючей смеси, в котором по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью смежных, не содержащих катализатора каналов, и в котором (I) коэффициент пленочной теплопередачи (h) больше у покрытых катализатором каналов, чем у не содержащих катализатора каналов, (II) покрытые катализатором каналы имеют средний Dh меньше, чем не содержащие катализатора каналы, и (III) покрытые катализатором каналы образуют более извилистый проход для протекающей через них горючей смеси, чем проход для горючей смеси, протекающей через не содержащие катализатора каналы.57. A method of burning a combustible mixture, comprising the steps of (a) mixing fuel and an oxygen-containing gas to form a combustible mixture, (b) passing the mixture through a heat-resistant catalyst carrier, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the combustible mixture, in which at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels is not coated with a catalyst, resulting in an inner surface l coated with catalyst channels is in a state of heat exchange with the inner surface of adjacent channels without catalyst, and in which (I) the film heat transfer coefficient (h) is higher for channels coated with catalyst than for channels without catalyst, (II) channels coated with catalyst the average D h is less than the catalyst-free channels, and (III) the catalyst-coated channels form a more tortuous passage for the combustible mixture flowing through them than the passage for the combustible mixture flowing through the catalyst-free catalyst channels.
58. Способ сжигания горючей смеси, включающий стадии - (а) смешивание топлива и кислородсодержащего газа с образованием горючей смеси, (б) пропускание смеси через термостойкий носитель катализатора, состоящий из множества общих стенок, которые формируют большое количество смежных продольных каналов для прохода горючей смеси, в котором по крайней мере часть внутренней поверхности по крайней мере части каналов покрыта катализатором, а внутренняя поверхность остальных каналов не покрыта катализатором, в результате чего внутренняя поверхность покрытых катализатором каналов находится в состоянии теплообмена с внутренней поверхностью смежных, не содержащих катализатора каналов, и в котором (I) коэффициент пленочной теплопередачи (h) больше у покрытых катализатором каналов, чем у не содержащих катализатора каналов (II) покрытые катализатором каналы имеют средний Dh меньше, чем не содержащие катализатора каналы, (III) численное отношение среднего Dh покрытых катализатором каналов к среднему Dh не содержащих катализатора каналов меньше численного отношения открытой передней площади покрытых катализатором каналов к открытой передней площади не содержащих катализатора каналов.58. A method of burning a combustible mixture, comprising the steps of - (a) mixing fuel and an oxygen-containing gas to form a combustible mixture, (b) passing the mixture through a heat-resistant catalyst carrier, consisting of many common walls that form a large number of adjacent longitudinal channels for the passage of the combustible mixture in which at least part of the inner surface of at least part of the channels is coated with a catalyst, and the inner surface of the remaining channels is not coated with a catalyst, resulting in an inner surface The catalyst-coated channels are in heat exchange with the inner surface of adjacent catalyst-free channels, and in which (I) the film heat transfer coefficient (h) is higher for the catalyst-coated channels than for the catalyst-free channels (II). D h is less than the catalyst-free channels, (III) the numerical ratio of the average D h of the catalyst-coated channels to the average D h of the catalyst-free channels is less than the numerical ratio of the open front area di coated catalyst channels to an open front area of catalyst free channels.
59. Способ по п. 57 или 58, в котором частное от деления площади поверхности теплопередачи между покрытыми катализатором и не содержащими катализатора каналами на общий объем каналов в структуре составляет приблизительно более 0,5 мм-1.59. The method according to p. 57 or 58, in which the quotient from dividing the heat transfer surface area between the coated catalyst and non-catalyst channels by the total channel volume in the structure is approximately more than 0.5 mm -1 .
60. Способ по п. 59, в котором распределение горючей смеси, протекающей через носитель катализатора таково, что приблизительно 35-70% от общего расхода горючей смеси протекает через покрытые катализатором каналы. 60. The method according to p. 59, in which the distribution of the combustible mixture flowing through the catalyst carrier is such that approximately 35-70% of the total flow rate of the combustible mixture flows through the channels coated with the catalyst.
61. Способ по п. 60, в котором приблизительно 50% от общего расхода горючей смеси протекает через покрытые катализатором каналы. 61. The method according to p. 60, in which approximately 50% of the total flow rate of the combustible mixture flows through the channels coated with the catalyst.
62. Способ по п. 57 или 58, в котором в качестве материала носителя катализатора используют керамический материал, теплостойкий неорганический окисел, материал со связанным металлом, карбид, нитрид и металлический материал. 62. The method according to p. 57 or 58, in which the material of the catalyst carrier is a ceramic material, a heat-resistant inorganic oxide, a material with a bonded metal, carbide, nitride and a metal material.
63. Способ по п. 62, в котором в качестве материала носителя катализатора используют металлический материал, выбранный из группы, включающей алюминий, высокотемпературный сплав, нержавеющую сталь, алюминийсодержащий сплав и алюминийсодержащий ферросплав. 63. The method according to p. 62, in which the material of the catalyst carrier is used a metal material selected from the group comprising aluminum, high temperature alloy, stainless steel, aluminum-containing alloy and aluminum-containing ferroalloy.
64. Способ по п. 63, в котором носитель катализатора изготовлен из алюминийсодержащего ферросплава или сплава, содержащего алюминий и не содержащего железа. 64. The method of claim 63, wherein the catalyst support is made of an aluminum-containing ferroalloy or an alloy containing aluminum and not containing iron.
65. Способ по п. 64, в котором в материале носителя дополнительно содержится грунт из окиси циркония, окиси титана, окиси алюминия, окиси кремния или другой огнеупорной окиси металла, которым покрыта по крайней мере часть носителя. 65. The method according to p. 64, in which the carrier material further comprises a soil of zirconium oxide, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide or other refractory metal oxide, which covers at least part of the carrier.
66. Способ по п. 65, в котором металлический носитель катализатора дополнительно содержит грунт из циркония, которым покрыта по крайней мере часть носителя. 66. The method of claim 65, wherein the metal catalyst support further comprises zirconium soil with which at least a portion of the support is coated.
67. Способ по п. 66, в котором в качестве каталитического материала используют один или несколько элементов платиновой группы. 67. The method according to p. 66, in which as the catalytic material using one or more elements of the platinum group.
68. Способ по п. 67, в котором в качестве каталитического материала используют палладий. 68. The method according to p. 67, in which palladium is used as a catalytic material.
69. Способ по п. 68, в котором теоретическая температура адиабатического сгорания горючей смеси превышает 900oС.69. The method according to p. 68, in which the theoretical temperature of the adiabatic combustion of the combustible mixture exceeds 900 o C.
70. Способ по п. 57 или 58, в котором горючая смесь частично сгорает при контакте с каталитической структурой и процесс сгорания заканчивается в зоне гомогенного сгорания после того, как горючая смесь пройдет через каталитическую структуру. 70. The method according to p. 57 or 58, in which the combustible mixture partially burns in contact with the catalytic structure and the combustion process ends in the zone of homogeneous combustion after the combustible mixture passes through the catalytic structure.
71. Каталитическая структура по п. 14, в которой размер и количество покрытых катализатором каналов по сравнению с размером и количеством не содержащих катализатора каналов таковы, что 35-70% от общего объема каналов занимают покрытые катализатором каналы, через которые проходит поток реакционной смеси. 71. The catalytic structure according to claim 14, in which the size and number of channels coated with the catalyst compared to the size and number of channels not containing the catalyst are such that 35-70% of the total channel volume is occupied by the channels coated with the catalyst through which the reaction mixture flows.
72. Каталитическая структура по п. 15, в которой размер и количество покрытых катализатором каналов по сравнению с размером и количеством не содержащих катализатора каналов таковы, что 35-70% от общего объема каналов занимают покрытые катализатором каналы, через которые проходит поток реакционной смеси. 72. The catalytic structure according to claim 15, in which the size and number of channels coated with the catalyst compared to the size and number of channels not containing the catalyst are such that 35-70% of the total channel volume is occupied by the channels coated with the catalyst through which the reaction mixture flows.
73. Способ по п. 59, в котором носитель катализатора содержит керамический материал, теплостойкий неорганический окисел, материал со связанным металлом, карбид, нитрид или металлический материал. 73. The method of claim 59, wherein the catalyst carrier comprises ceramic material, a heat resistant inorganic oxide, a material with a bonded metal, carbide, nitride, or metallic material.
74. Способ по п. 60, в котором носитель катализатора содержит керамический материал, теплостойкий неорганический окисел, материал со связанным металлом, карбид, нитрид или металлический материал. 74. The method of claim 60, wherein the catalyst carrier comprises ceramic material, a heat resistant inorganic oxide, a material with a bonded metal, carbide, nitride, or metallic material.