Реактор для проведения каталитических процессов Советский патент 1992 года по МПК B01J8/04 

Изобретение относится к реакторам для проведения каталитический процессов, в частности для селективной очистки выхлопного газа из монооксида углерода, и может быть использовано в производствах азотной кислоты, аммиака, гидроксиламинсуль- фата и др.

Известен аппарат для проведения каталитических процессов, в частности для очистки выхлопного газа, включающий корпус со штуцерами для входа и выхода газа. Внутри корпуса катализатор размещен в горизонтальной плоскости на колосниковых решетках, опирающихся на балки, при этом над катализатором встроено распределительное устройство для проходящей газо- ;вой смеси. Однако эта конструкция усложнена наличием специальных распределительных

устройств для выравнивания скорости газовой смеси по всей поверхности катализатора, и замена катализатора сопряжена со значительными затруднениями, вызванными разборкой реактора.

Известен реактор для проведения каталитических процессов, включающий корпус со штуцерами для входа и выхода газа, загрузки и выгрузки катализатора с установленной внутри него катализаторной камерой V-образного профиля, соединенной со штуцерами загрузки и выгрузки катализатора, причем камера разделена запорными устройствами на центральную и боковую секции, при этом стенки центральной секции выполнены перфорированными конусообразной формы с вершинами конусов, направленными вверх, а полость секXI

N3 КЗ СЛ О Ъ

ций соединена с центральной загрузочной трубой, в котором, в отдельных случаях, предусматривается дополнительная камера с перфорированными стенками, установленная над центральной секцией под загрузочной трубой или боковые секции камеры выполнены в виде нескольких герметичных лотков, размещенных равномерно по окружности аппарата. Известная конструкция позволяет производить загрузку и выгрузку катализатора без разборки корпуса, а в отдельных случаях и без остановки технологического процесса.

Однако в конструкции реактора не обеспечено равномерное распределение газовой смеси по всей поверхности внутренней секции катализаторной камеры. Необходимость установки дополнительного устройства для обеспечения равномерного распределения газовой смеси по всей поверхности внутренней секции катализаторной камеры приводит к усложнению конструкции реактора. Недостатком также является исключение из работы площади центральной секции катализаторной камеры в месте соединения с загрузочной трубой или дополнительной камерой для. предварительного нагрева с образованием застойной зоны, Наличие нескольких лотков для выгрузки катализатора, размещенных равномерно по окружности аппарата, количество которых для промышленных ап- паратов З-4 м составляет 6-10 шт и необходимость подсоединения их к общему коллектору для выгрузки катализатора приводит к большим затруднениям обеспечения герметичности из-за разных температурных удлинений реактора и коллектора, так как в рабочих условиях они находятся в разных температурных зонах.

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет обеспечения равномерного распределения газовой смеси по всей поверхности катализаторной камеры, исключение застойных зон.

Поставленная цель достигается тем, что в реакторе, включающем корпус со штуцерами для входа и выхода газа, загрузки и выгрузки катализатора с установленной внутри него катализаторной камерой V-об- разного профиля с перфорированными стенками, соединенной со штуцерами загрузки и выгрузки катализатора, катализа- торная камера встроена вершиной ее в сторону штуцера входа газообразной смеси и образует со стенкой корпуса сужающийся канал от указанного штуцера к основанию камеры, при этом ось симметрии камеры совпадает с осью штуцера входа газообразной смеси, а расстояние от вершины камеры

до штуцера равно (0,15-0,9) диаметра штуцера,

В данном реакторе обеспечивается равномерное распределение газового потока и

выравнивание статического давления газа по длине канала.

Расположение штуцера загрузки катализатора за пределами рабочей зоны катализатора камеры позволяет использовать

0 всю поверхность катализатора в технологическом процессе с исключением застойных зон,

Расположение оси симметрии катализаторной камеры между ее стенками

5 горизонтально или с отклонениями от горизонтальной оси при условии, что угол наклона стенки камеры превышает угол естественного откоса катализатора в состоянии покоя на 3-5°, позволяет выгрузку ка0 тализатора производить самотеком через штуцер, соединенный с низом камеры взаимен нескольких лотков, расположенных равномерно по окружности .аппарата с исключением коллектора, что значительно уп5 рощает узел выгрузки катализатора и обеспечивает герметичность, а также упрощает обслуживание аппарата.

На чертеже схематически изображен реактор для проведения каталитических

0 процессов, общий вид.

Реактор для проведения каталитических процессов содержит корпус 1, штуцер 2 входа газообразной смеси, штуцер 3 выхода очищенного газа, катзлизатор5 ную камеру 4 V-образного профиля с перфорированными стенками 5 и 6, соединенную со штуцером 7 загрузки катализатора, в котором предусмотрена задвижка 8, и штуцером 9 выгрузки катализатора с установ0 ленной в нем задвижкой 10. Внутренняя полость камеры 4 заполнена катализатором 11.

Катализаторная камера 4 встроена вершиной в сторону штуцера 2 и образует со

5 стенкой корпуса 1 сужающийся канал 12 от штуцера 2 до основания стенки 5 катализаторной камеры.

Реактор работает следующим образом. При закрытой задвижке 10 штуцера 9

0 внутреннюю полость катализаторной камеры 4 заполняют катализатором 11 через штуцер 7, после чего закрывают задвижку 8, а в корпусе реактора 1 создают необходимые давление и температуру.

5 Поступающая через штуцер 2 газообразная смесь равномерно распределяется по сужающемуся каналу 12. проходит через отверстия перфорированной стенки 5 и слой катализатора 11, контактируя на его поверхности, затем, пройдя через отверстия перфррированной стенки 6, удаляется из реактора через штуцер 3.

По истечении ресурса работоспособность катализатора 11 открывают задвижки 10 и 8. Отработанный катализатор самоте- ком удаляется через штуцер 9, а взамен через штуцер 7 загружается новый. После замены катализатора закрывают задвижки 10 и 8;

Расположение штуцера 7 загрузки ката- лизатора вне рабочей зоны катализаторной камеры 4 позволяет использовать всю поверхность катализатора в технологическом процессе с исключением застойных зон.

Процесс замены катализатора может осуществляться без остановки технологического процесса в случае, когда не требуется предварительный подогрев катализатора.

Обеспечение равномерного распреде- ления газовой смеси по всей поверхности катализаторной камеры с более полным использованием поверхности катализатора и исключением застойных зон позволяет интенсифицировать процесс, в результате че- го появляется возможность производить качественную очистку выхлопных газов при меньшем расходе катализатора и металла, что снижает стоимость процесса очистки ориентировочно до 5%.

Выгрузка катализатора через штуцер, соединенный с низом катализаторной камеры взамен нескольких лотков, расположенных равномерно по окружности аппарата с исключением коллектора, улучшает обслуживание аппарата, а обеспечение герметичности позволяет исключить загрязнение атмосферы.

Формула изобретения Реактор для проведения каталитических процессов, включающий корпус со штуцерами для входа и выхода газа, загрузки и выгрузки катализатора с установленной внутри него катализаторной камерой V-об- разного профиля с перфорированными стенками, соединенной со штуцерами загрузки и выгрузки катализатора, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса путем обеспечения равномерного распределения газовой смеси по всей поверхности катализаторной камеры, исключения застойных зон, катализаторная камера встроена вершиной ее в сторону штуцера входа газа и образует со стенкой корпуса сужающийся канал от указанного штуцера к основанию камеры, при этом ось симметрии камеры совпадает с осью штуцера, а расстояние от вершины камеры до штуцера входа газа равно 0,15-0,9 диаметра штуцера.

Использование: в производствах азотной кислоты, аммиака, гидроксиламинсуль- фата и др. Сущность изобретения: реактор включает корпус со штуцерами для входа и выхода газа, загрузки и выгрузки катализатора с установленной внутри него катализа- торной камерой V-образного профиля с перфорированными стенками, соединенной со штуцерами загрузки и выгрузки катализатора. Катализаторная камера встроена вершиной ее в сторону штуцера входа газа и образует со стенкой корпуса сужающийся канал от указанного штуцера к основанию камеры. Ось симметрии камеры совпадает с осью штуцера, а расстояние от вершины камеры до штуцера входа газа равно (0,15- 0,9)d штуцера. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. у В