Каталитический химический реактор Советский патент 1985 года по МПК F24J1/00 F24J2/02 

Изобретение относится к гелиотехнике и предназначено для проведения химических реакций с использованием солнечной энергии.

Цель изобретения - упрощение изготовления и облегчение эксплуатации за счет придания конвертору формы, удобной для загрузки и разгрузки катализатора с одновременным использованием тепла на участках реактора, неудобных для загрузки и разгрузки катализатора.

На фиг. 1 показан реактор, разрез; на фиг. 2 - схема водяного и газовых трактов; на фиг. 3 - схема установки с предлагаемым реактором.

Реактор содержит теплоизолированный полостной гелиоприемник в виде спирального трубчатого конвертора 1 конической формы, размещенного по боковой стенке 2 полости и сообщенного у ее основания 3 и у днища 4 с отводящим и подводящим патрубками 5 и 6. Гелиоприемник снабжен также плоским испарительным элементом 7, размещенным в области днища 4 полости, сообщенным с подводящим патрубком 6 и подключенным к водоподводящему патрубку 8, а каждый виток 9 спирали конвертора заполненный никелевым катализатором снабжен двумя размещенными в низкотемпературной области загрузочными патрубками 10 с крыщками (не показаны). Стенка 2 выполнена отражающей и окружена слоем 11 изоляции из кремнеземистого волокна. Вне полости гелиоприемника размещен теплообменник 12. Патрубок 8 снабжен тройником 13 для впрыска воды и подачи газообразных реагентов. При использоваН,СО,СО,

2} Г/4

),

НИИ для получения продуктов реакции реактор устанавливают в фокусе концентратора 14 и подключают к емкостям 15 и 16 для исходных продуктов и продуктов реакции соответственно.

Реактор работает следующим образом.

По трубопроводу 6 подают исходную смесь реагентов.

Конверсия СН4+СО2. Заранее подготовленная смесь СН4 и COz в соотнощениях 1:4:1:5 ноступает в теплообменник 12, там нагревается и поступает в конвертор, где и происходит конверсия. Продукты реакции по патрубку 5 поступают в теплообменник 12 отдают тепло входящему газу и выходят из реактора.

Конверсия СН4+НгО. Проведение этой реакции в реакторе отличается от описанной технологической схемы только подготовительными процессами. Так СН поступает в теплообменник 12, там нагревается и проходит через тройник 13, где подхватывает и дробит капельки воды, которые поступают через дозировочное отверстие тройника 13. Впрыснутые капельки воды испаряются в испарительном элементе 7, в результате чего паро-газовая смесь поступает в конвертор 1. Соотношения СН и НгО в исходной смеси варьируют от 1:2 до 1:4.

Таким образом, в реакторе используют тепло продуктов реакции для подогрева исходных продуктов в теплообменнике 12 и 0 энергия, сконцентрированная в области днища 4 полости для подогрева исходных продуктов или испарения воды, что позволяет проводить реакции при температуре около 700°С.

Н,0

КАТАЛИТИЧЕСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР, содержащий теплоизолированный полостной гелиоприемник в виде спирального трубчатого конвертора конической формы, размещенного по боковой стенке полости и сообщенного у ее основания и днища с отводящим и подводящим патрубками, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления и эксплуатаЩ1И, гелиоприемник снабжен плоским испарительным элементом, размещенным в области днища полости, сообщенным с подводящим патрубком и подключенным к водоподводящему патрубку, а каждый виток спирали конвертора снабжен по меньщей мере двумя загрузочными патрубками с крышками. (Л г ел 4;