КАТАЛИТИЧЕСКИЙ АППАРАТ Советский патент 1998 года по МПК B01J8/02 

Изобретение относится к технике очистки технологических и вентиляционных газов от примесей органических веществ и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где ведутся работы с органическими веществами.

Известен спиральный теплообменник, содержащий соединенные между собой листы, образующие спиральный канал, в котором размещена вставка.

Однако этот теплообменник имеет большие габаритные размеры за счет вставки для обеспечения движения подогреваемого воздуха вдоль спиральных каналов.

Наиболее близким по конструкции является контактный аппарат, содержащий катализаторную секцию, размещенную внутри теплообменника, выполненного в виде двухканальной спирали, наружные концы которой соединены со штуцерами для ввода и вывода обрабатываемых газов, а внутренние - с газоходными каналами катализаторной секции.

Однако этот аппарат недостаточно эффективен за счет неравномерной нагрузки на катализатор из-за его слеживаемости по высоте, многократного изменения направления газового потока и отсутствия его выравнивания после электронагревателей.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что спираль выполнена из полуцилиндрических обечаек, при этом каталитическая секция образована крайними внутренними полуцилиндрическими обечайками и вертикально установленными стенками, подсоединенными одним концом к криволинейным поверхностям обечаек, а другим - к их крайним продольным кромкам, повернутым относительно оси на высоту каталитической секции.

Полуцилиндрические обечайки одного диаметра смещены относительно друг друга на ширину канала и соединены продольными кромками с полуцилиндрическими обечайками, имеющими диаметр, больший на двойную ширину канала. На полуцилиндрических обечайках выполнены гофры, а электронагреватель расположен над слоем катализатора.

На фиг. 1 показан общий вид каталитического аппарата; на фиг. 2 - попарное образование каналов; на фиг. 3 - сечение спирального канала; на фиг. 4 - вид сбоку на каталитический аппарат.

Каталитический аппарат включает каталитическую секцию 1, электронагреватель 2, спиральный теплообменник-рекуператор 3. Спиральные каналы 4 выполнены из полуцилиндрических обечаек 5.

Полуцилиндрические обечайки 5 и 6 одного диаметра смещены относительно друг друга на ширину канала "Н" и соединены с обечайками 7 и 8, имеющими увеличенный на двойную ширину канала "Н" диаметр.

Полуцилиндрические обечайки выполнены с гофрами "г" для улучшения конвективного теплообмена.

Каталитическая секция 1 образована крайними внутренними полуцилиндрическими обечайками 5 и 6 входного "а" и выходного "б" каналов и вертикально установленными стенками 9 и 10, замыкающими концы полуцилиндрических обечаек 5 и 6 с их криволинейными поверхностями.

Конец полуцилиндрической обечайки 6 выходного канала "а" подсоединен к верху стенки 10, а конец полуцилиндрической обечайки 5 выходного канала "б" - к низу другой стенки 9.

Каталитический аппарат работает следующим образом. Вентилятор (не показан) через входной патрубок подает в аппарат технологические газы. Входящий газ, двигаясь по каналу 4 теплообменника-рекуператора 3, соприкасается со стенками и подогревается до температуры ниже начала процесса.

Выходя из канала 4 рекуператора 3, газ попадает в электронагреватель 2, где догревается до температуры начала процесса каталитического дожигания, а за счет использования электронагревателя, расположенного над каталитической секцией 1, в качестве распределительной решетки поток выравнивается.

Далее газ проходит через слой катализатора, где происходит дожигание органических примесей с выделением тепла, которое отводится отходящим газом.

После каталитической секции 1 газ снова попадает в канал 4 теплообменника-рекуператора 3 и отдает тепло нагреваемым газам.

Электронагреватель 2 после выхода аппарата на рабочий режим автоматически поддерживает температуру начала процесса каталитического дожигания.

При достаточно больших концентрациях примесей органических веществ в технологических газах аппарат может работать без потребления электроэнергии.

Технико-экономическая эффективность аппарата заключается в снижении гидравлического сопротивления предлагаемой конструкции в 1,5 раза, а размеров в 1,2 раза по сравнению с прототипом.

Использование: относится к технике очистки технологических и вентиляционных газов от примесей органических веществ. Сущность изобретения: каталитический аппарат состоит из каталитической секции, электронагревателя, спирального теплообменника-рекуператора. Спиральные каналы выполнены из полуцилиндрических обечаек одного диаметра, смещенных относительно друг друга на ширину канала. Обечайки выполнены с гофрами. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Каталитический аппарат, содержащий корпус, выполненный в виде двухканальной спирали, концы которой соединены со штуцерами ввода и вывода очищаемых газов, каталитическую секцию, расположенную внутри спирали, и электронагреватель, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, спираль выполнена из полуцилиндрических обечаек, при этом каталитическая секция образована крайними внутренними полуцилиндрическими обечайками и вертикально установленными стенками, подсоединенными одним концом к криволинейным поверхностям обечаек, а другим - к их крайним продольным кромкам, повернутым относительно оси на высоту каталитической секции. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что полуцилиндрические обечайки одного диаметра смещены относительно друг друга на ширину канала и соединены продольными кромками с полуцилиндрическими обечайками, имеющими диаметр, больший на ширину канала. 3. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на полуцилиндрических обечайках выполнены гофры. 4. Аппарат по пп.1 - 3, отличающийся тем, что электронагреватель расположен над слоем катализатора.