Каталитический реактор Советский патент 1988 года по МПК B01J8/04 

Изобретение относится к конструкции каалитического реактора, позволяющего пребразовывать энергию копцентрированного солнечного излучения в химическую, аккумулированную в продуктах реакции конверсии углеводородов, и может быть испольовано в виде источника энергии химиеского топлива, для создания солнечных лектростанций башенного тина.

Цель изобретения - интенсификация процесса за счет более равномерного нагрева всей поверхности труб конвертерного элемента прямым и отраженным сконцентрированным светом.

На фиг. 1 схематично показан каталитический реактор; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - конвертерный элемент; на фиг. 4 - разрез Б -Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В - В на фиг. 1; на фиг. 6 - принципиальная схема работы каталитического реактора.

Каталитический реактор содержит кор пус 1, внутри которого размещен конвертерный элемент, выполненный из двух

секций 2 и 3 в виде труб одного диа- .метра, заполненных катализатором 4, в каждой из которых трубы соединены последовательно между собой для прохода реакционной смеси, причем трубы одной секции расположены между трубами другой секции,

теплообменник 5, экран 6, противоточный теплобменник 7, тройник 8 с дозировочным капиляром для внрыскивания воды и два коллектора 9 и 10. Все эти- элементы окружены изоляцией в корпусе 1. В нижней части полости каталитического реактора имеется круглое отверстие для прохождения сконцентрированного солнечного потока. На концах каждой трубы конвертерного элемента накручены заглушки 11 с уплотнениями.

Каталитический реактор работает следую- nuiM образом.

Исходный газ С,;Н,„ поступает в обменник 5, где нагг евается и затем в тройнике 8 в него вп)ыск 1вается вода. Далее парогазовая смесь поступает в теплообменник 7 п через коллектор 10 подается в конвертерный элемент. Паровую конверсию углеводородов проводят при болыно.м избытке пара (во избежание отложения углерода на катализаторе), поэтому теплообменник 7 служит для испарения воды как за счет тепла продуктов реакции, так и тепла газа, нагретого в теплообменнике 5

Равномерное освещение поверхности секций 2 и 3 создается углом наклона одной секции по отноп ению к другой секции по оси крепления.

Вследствие того, что между трубами секций конвертерного элемента имеется пространство, часть сконцегггрированного солнечного света, направленная на нижнюю плоскость конвертерно -о элемента, п;)оходит между трубами и облучает верхнюю плос- коеть конвертерного элемента, нагревая его. Прошедший через верхнюю плоскость конвертерного элемента свет .мтражается экраном 6 на трубы теневой сторо Пз верхней н.юс- кости конвертерного улеменга. В результате многократных отражений cue ia нагреваются и теневые стороны труб 1а.нвер- терного э.лемента.

Кроме того, конвертерного э

емента под углом tr i)

печивает также вс.. 1ичение iiOBepxiiocTn тегь лосъема (которая в осно} ном и определяет уровень теплопередачи от стойки к катализатору и |-азовому i vroKy): S,i/Ci)s ip, ; де So - площадь конвес-7чм)ного .i;ieMei-iTa при Ф 0.

Концы каждой т)убы конвер гер1:ог) элемента закрыты специальными за пуи1ками, которые обеспечивают возможность загрузки катализатора в виде блоков специальной формы с диаметром, близким внут1)ен- нему диаметру трубы.

Формула изобретения

Каталитический реактор для преоб)азо- вания солнечной энергии в химическ ю, содержащий корпус, внутри которого разме- п,ен конвертерный элемент, выполненный из двух трубчатых секций, трубы которых заполнены катализатором и соединены последовательно между собой для прохода

реакционной смеси, причем трубы одной сек- оасцоложены между трубами другой cciviuiH, отличающийся тем, что, с целью 1нтснси(.)икации процесса за счет более равномерного нагрева всей поверхности труб конвертерного элемента прямым и отраженным .ептрированным светом, каждая секция В1 1нолпена в виде пучка прямых труб, при )1ом секции установлены под углом одна к другой в месте пересечения с осью сг:мметрии корпуса.

J 6

/ 2 ;;

J

в

Изобретение относится к энергетике, а более конкретно к устройствам, позволяющим преобразовывать энергию концентрированного солнечного излучения в химическую, аккумулированную в продуктах реакции конверсии углеводородов. Наиболее перспективно использовать предложенный конвертерный элемент каталитического реактора для проведения процессов паровой или углекислотной конверсии метана с це;1ью получения синтез-газа (СО, Но). Цель - интенсификация процесса за счет более равномерного нагрева. Конвертерный элемент выполнен из двух секций, каждая из которых представляет собой прямые стальные трубы одпого диаметра, параллельно расположенные в плоскости на расстоянии одного диаметра трубы одна от другой и соединенные последовательно между собой для прохода реагирующего газа, секции конвертерного элемента вложены под углом а 30° одна в другую, так что труба с катализатором одной секции находится в пространстве между трубами другой и пересечение секций осуществляется по оси симметрии, перпендикулярной трубам. 6 ил. SS (Л

fu.i

Фиг. 2.

НгО BuwS вход

g ФигМ

СпН,

т

Н2,СО,С02

HzO

1