CS263755B1

CS263755B1 - Gas reaction equipment

Info

Publication number: CS263755B1
Application number: CS872056A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Behounek; Zdenek Ing Nozicka; Josef Ing Vyskocil; Vojtech Otasek
Original assignee: Ladislav Behounek; Nozicka Zdenek; Vyskocil Josef; Vojtech Otasek
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS205687A1

Abstract

Zařízení řeší problém spojeni funkce ohřívače a zařízení pro reakci plynů. Dosahuje to instalací dvou trubek do pláště zařízení, ve kterém je katalyzátor, a to vratné trubky, která je s vůli umístěna okolo trubky topení, ve kterém je vyjímatelně uloženo topné těleso. Vůli mezi oběma trubkami překrývá reflexní deska. Část vratné trubky, vyčnívající nad víko uzavírající plášt zařízení, je opatřena přívodem, pod jehož vstupní částí je nádoba pro zachycování nečistot vystupujících s řízenou atmosférou. Ze dna pláště je vyveden odvod, nahoře připojený přes soustavu armatur k přívodu.The device solves the problem of combining the functions of a heater and a gas reaction device. This is achieved by installing two pipes in the casing of the device, in which there is a catalyst, namely a return pipe, which is placed with a clearance around the heating pipe, in which a heating element is removably mounted. The clearance between the two pipes is covered by a reflective plate. The part of the return pipe, protruding above the lid closing the casing of the device, is equipped with an inlet, under the inlet part of which there is a container for collecting impurities emerging with the controlled atmosphere. A drain is led out from the bottom of the casing, connected at the top via a system of fittings to the inlet.

Description

Vynález se týká zařízení pro reakci plynů, pracující za zvýšené teploty, zejména při výrobě řízených atmosfér pro potřeby chemioko-tepelného zpracování kovů.The present invention relates to an apparatus for the reaction of gases operating at elevated temperature, in particular in the production of controlled atmospheres for the needs of the chemical-thermal treatment of metals.

Dosud známá zařízení pro reakci plynů pracující za zvýšené teploty jsou řešena dvoustupňové, tj. tak, že se plyny ohřívají nejprve v předřazeném ohřívači a vlastní reakce probíhá v následně zařazeném reaktoru. U těchto zařízení dochází však ke značným tepelným ztrátám, jsou hmotná, pracná a kladou značné nároky na prostor. Pokud mají takováto zařízení ohřívač zabudovaný přímo do katalyzátoru reaktoru, je katalyzátor nerovnoměrně ohříván a v místě styku katalyzátoru s ohřívačem dochází k jeho nežádoucímu přehřívání. Tím je účinně využívána pouze část nálože katalyzátoru a podmínky pro žádanou reakci nejsou optimální. Společnou nevýhodou známých zařízení je pracná montáž a demontáž ohřívače reaktoru a dále skutečnost, že vstupní plyny, obsahující v převážné většině kapalné a tuhé nečistoty, které jsou do reaktoru zanášeny, čímž se zhoršuje životnost ohřívače i katalyzátoru.The previously known elevated temperature gas reaction apparatuses are designed in two stages, i.e. by first heating the gases in a pre-heater and reacting in a downstream reactor. These devices, however, have considerable heat losses, are material, laborious and place considerable demands on space. If such devices have a heater built directly into the reactor catalyst, the catalyst is unevenly heated and undesirably overheated at the point of contact of the catalyst with the heater. Thus, only part of the catalyst charge is effectively used and the conditions for the desired reaction are not optimal. A common disadvantage of the known apparatuses is the laborious assembly and disassembly of the reactor heater and the fact that the feed gases, which contain most of the liquid and solid impurities that are introduced into the reactor, thereby deteriorating the life of both the heater and the catalyst.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro reakci plynů, pracující za zvýšené teploty zejména při výrobě řízených atmosfér pro potřeby chemioko-tepelného zpracování kovů sestávající z pláště, opatřeného tepelnou izolací a uzavřeného z jedné strany dnem a z druhé strany víkem a naplněného katalyzátorem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že víkem je vedena trubka topení, opatřená nad víkem přívodem a pod víkem reflexní deskou překrývající ústi vratné trubky, umístěné s vůlí okolo trubky topení, ve kterém je vyjímatelně uložen topný článek, přičemž k plášti je v úrovni dna napojen odvod. Výhodně je pod vstupní částí přívodu umístěna nádoba pro zachycování nečistot.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the gas reaction apparatus operating at elevated temperature, in particular in the production of controlled atmospheres for the needs of the chemiocothermal treatment of metals consisting of a sheath provided with thermal insulation and closed on one side with a lid and filled with a catalyst. The principle is that the heating pipe is guided through the lid, provided above the lid by the inlet and below the lid with a reflective plate covering the mouth of the return pipe, with a clearance around the heating pipe, in which the heating element is removably mounted. . Advantageously, a dirt catching vessel is located below the inlet portion of the inlet.

Výhody zařízeni podle vynálezu spočívají zejména v tom, že topný článek je zabudován přímo v katalyzátoru reaktoru, takže umožňuje rovnoměrný ohřev katalyzátoru, aniž by docházelo k jeho přehřívání. Tím se optimálně využívá celé nálože k reakci. Další výhodou jsou malé tepelné ztráty v důsledku malého povrchu zařízení, jednoduchá konstrukce, malá pracnost i hmotnost a možnost jednoduché montáže a demontáže topného článku reaktoru. Usměrnění toku plynů do katalyzátoru pomocí reflexní desky omezuje tepelné namáhání víka a jeho tepelné ztráty. Umístění nádoby pro kontinuální záchyt kapalných a tuhých nečistot pod přívodem plynů zvyšuje životnost topného článku a nálože reaktoru. Výhodou zařízení dle vynálezu je 1 možnost jednoduchého nasypávání katalyzátoru, jednoduché čištění spodku reaktoru a možnost odvodu případného kondenzátu z prostoru topného článku.The advantages of the device according to the invention are, in particular, that the heating element is incorporated directly in the reactor catalyst, so that it allows the catalyst to be heated uniformly without overheating. This makes optimal use of the entire charge for the reaction. Another advantage is the low heat loss due to the small surface of the device, simple construction, low labor and weight and the possibility of simple assembly and disassembly of the reactor heating element. Rectifying the flow of gases into the catalyst by means of a reflective plate reduces the thermal stress of the lid and its heat loss. Placing a vessel for the continuous collection of liquid and solid impurities under the gas supply increases the service life of the heater and reactor charge. Advantages of the device according to the invention are the possibility of simple charging of the catalyst, simple cleaning of the bottom of the reactor and the possibility of draining of possible condensate from the space of the heating element.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je na připojeném výkrese, kde je schéma zařízení.An example of an embodiment of the device according to the invention is in the attached drawing, which is a diagram of the device.

Zařízení sestává z pláště 2 s výhodou válcového tvaru, opatřeného tepelnou izolací a uzavřeného zespoda dnem 2 a zeshora víkem 2· ^Do víka 2 3^e zabudována trubka 2 topení, která svým jedním koncem vyčnívá nad víko 2 ^a svým druhým koncem vyústuje u dna vratné trubky J5, soustředně a s vůlí umístěné okolo trubky 2 topení. Vratná trubka je svým dnem 25 připevněná k roštu 7_, umístěnému nad dnem 2. Druhý konec vratné trubky 6 je vyveden k víku 2» přičemž prostor mezi vratnou trubkou 6 a trubkou 2 topení je překryt reflexní deskou 23 umístěnou na trubce 2 topení. Do trubky 2 topení je vložen topný článek 2· Na roštu 2 j^e umístěn keramický nosič 2 nesoucí katalyzátor 8, vyplňující prostor mezi vratnou trubkou 6 a pláštěm 2 s isolaoí 24. ^v dolní části pláště 2« v úrovni roštu je výsypné hrdlo 10, u kterého je připojen teploměr 2®» ^a P°d výsypným hrdlem 10 je v plášti 2 provedeno čisticí hrdlo 21· V horní části pláště 2 j^e regulátor teploty 22.· ^Ze dna ²⁵ vratné trubky 6 je vyvedena výpustní trubka 22» procházející pláštěm 2· Do horní části trubky 2 topení, vyčnívající nad víko 3, je zaústěn přívod 13, který se za první armaturou 20 rozvětvuje do vstupní části 22' přívodu 13 a pod ní umístěné nádoby 16 pro záchyt nečistot. Za rozvětvením navzauje na přívod 13 přípojka 22» která je za druhou armaturou 21 napojena na odvod 14, opatřený v části pod třetí armaturou 22 žebrováním 26 a napojený na výstup 27 provedený v úrovni dna 2.The device comprises a housing 2 preferably of cylindrical shape, provided with thermal insulation and a closed bottom bottom 2 and from the top cover 2 · ^cover 2 3 ^e pipework two heating which one end protrudes above the cap 2 ^and at its other end opens in the bottom of the return pipe, J5, concentrically and with clearance located around the heater tube 2. The return pipe is fastened by its bottom 25 to a grate 7 located above the bottom 2. The other end of the return pipe 6 is led to the cover 2, the space between the return pipe 6 and the heating pipe 2 being covered by a reflective plate 23 located on the heating pipe 2. Heating the tube 2 is inserted a heating element 2 on grate 2 · ^e j a ceramic carrier 2 carrying the catalyst 8 filling the space between the guide pipe 6 and the housing 2 with isolaoí 24. ^In the lower part of the housing 2 "is the level of the grate hopper throat 10, wherein a thermometer connected 2® »P ° d ^and a dispensing orifice 10 in the housing 2 made · cleaning orifice 21 in the upper part of the housing 2 ^e j · 22nd temperature controller ²⁵ ^{from the} bottom of the return line 6 is led outlet pipe 22» passing through the skin The inlet 13 extends into the upper part of the heater tube 2 protruding above the lid 3, which branches behind the first armature 20 into the inlet part 22 'of the inlet 13 and the dirt collection container 16 located thereunder. Downstream of the branch, a connection 22 is connected to the inlet 13, which is connected downstream of the second fitting 21 to an outlet 14 provided with ribs 26 in the part below the third fitting 22 and connected to an outlet 27 provided at the bottom 2.

Řízená atmosféra je do zařízení přiváděna vstupní částí 22' ^a 3® vedena přes první armaturu 20 přívodem 13 do trubky 2 topení. Kapalné a tuhé nečistoty vstupující s řízenou atmosférou se zachycují v nádobě 16, takže přívodem 13 postupuje již čistá plynná atmosféra.The controlled atmosphere is fed to the device via the inlet portion 22 ' ^and 3' ^, passed through the first fitting 20 through the inlet 13 to the heating pipe 2. The liquid and solid impurities entering with the controlled atmosphere are trapped in the vessel 16 so that a clean gas atmosphere is passed through the inlet 13.

Po ohřátí topným článekm 5, prochází řízená atmosféra prostorem mezi trubkou 4 topení a vratnou trubkou 6 směrem k reflexní desce 23 a od ní se odráží do katalyzátoru £, který ohřívá. Při zvýšené teplotě dochází k žádané reakci kyslíku s vodíkem ve vodní páru. Odkysliče ná řízená atmosféra prochází roštem 2 ^a vystupuje ze zařízení odvodem 14, plnicím současně funkci vzduchového chladiče. Teplota ohřevu se reguluje prostřednictvím regulátoru teploty 19 a je kontrolována na teploměru 18. ^v případě potřeby lze spojit přívod 13 s odvodem 14 přestavením armatur 20, 21, 22,After heating by the heating element 5, the controlled atmosphere passes through the space between the heating pipe 4 and the return pipe 6 towards the reflective plate 23 and from there is reflected in the catalyst 6 which it heats. At elevated temperature, the desired reaction of oxygen with hydrogen occurs in the water vapor. The deoxygenated controlled atmosphere passes through the grate 2 ^and exits the device through a discharge 14, simultaneously performing the function of an air cooler. The heating temperature is controlled by a temperature controller 19 and is controlled by the thermometer ^18. If necessary, can connect inlet 13 with outlet 14 of adjustment valves 20, 21, 22,

Zařízení pro reakci plynů lze využít nejen u vyvíječů říezných atmosfér, ale i všech pochodů, kd eje třeba provádět reakci plynů na katalyzátoru při zvýšené teplotě.The gas reaction apparatus can be used not only for cutting atmospheric generators, but also for all processes where the reaction of the gases to the catalyst at elevated temperature needs to be carried out.

Claims

1. Apparatus for the reaction of gases operating at elevated temperature, in particular for the production of controlled atmospheres for the chemical-thermal treatment of metals, consisting of a sheath provided with thermal insulation and sealed on one side with a lid and filled with a catalyst, a heating pipe (4) is provided through the lid (3), provided with an inlet (13) above the lid (3) and a reflective plate (23) under the lid, covering the mouth of the return pipe (6) The heating element (5) is removably mounted, the outlet (14) being connected to the housing (1) at the level of the bottom (2).

Gas reaction apparatus according to claim 1, characterized in that a container (16) for collecting impurities is located below the inlet part (13 ') of the inlet (13).

3. The gas reaction apparatus according to claim 1, wherein the inlet (13) is connected to the upper part of the heating tube (4) via a first fitting (20), the outlet (14) being provided with the fitting (22) and connected a coupling (15) comprising a second armature (21) with a lead (13).

4. The gas reaction device according to claim 1, characterized in that the return pipe (6) is connected to the grate (7) by its bottom (25) from which the discharge pipe (17) is led out.

A gas reaction device according to claim 1, characterized in that the housing (1) is provided at the level of the grate (7) with a discharge neck (10) with a connected thermometer (18), and below the discharge neck (10). 1) the cleaning nozzle (11) is provided.