CZ287310B6 - Reactor for catalytic treatment of liquid in the form of gas - Google Patents

Reactor for catalytic treatment of liquid in the form of gas Download PDF

Info

Publication number
CZ287310B6
CZ287310B6 CZ19942641A CZ264194A CZ287310B6 CZ 287310 B6 CZ287310 B6 CZ 287310B6 CZ 19942641 A CZ19942641 A CZ 19942641A CZ 264194 A CZ264194 A CZ 264194A CZ 287310 B6 CZ287310 B6 CZ 287310B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
catalyst
plates
reactor according
fluid
reactor
Prior art date
Application number
CZ19942641A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ264194A3 (en
Inventor
Gerd Gaiser
Original Assignee
Gerd Gaiser
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerd Gaiser filed Critical Gerd Gaiser
Publication of CZ264194A3 publication Critical patent/CZ264194A3/cs
Publication of CZ287310B6 publication Critical patent/CZ287310B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2046—Periodically cooling catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/88—Handling or mounting catalysts
    • B01D53/885—Devices in general for catalytic purification of waste gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J15/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J15/005—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/2485—Monolithic reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32—Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional [3D] monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0242—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F01N3/2026—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means directly electrifying the catalyst substrate, i.e. heating the electrically conductive catalyst substrate by joule effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F01N3/2814—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates all sheets, plates or foils being corrugated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825—Ceramics
    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2889—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with heat exchangers in a single housing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/02—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
    • B01J2208/021—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles comprising a plurality of beds with flow of reactants in parallel
    • B01J2208/022—Plate-type reactors filled with granular catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322—Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203—Sheets
    • B01J2219/32206—Flat sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322—Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203—Sheets
    • B01J2219/3221—Corrugated sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322—Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203—Sheets
    • B01J2219/32213—Plurality of essentially parallel sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322—Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203—Sheets
    • B01J2219/32224—Sheets characterised by the orientation of the sheet
    • B01J2219/32227—Vertical orientation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/324—Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/32466—Composition or microstructure of the elements comprising catalytically active material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/324—Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/32466—Composition or microstructure of the elements comprising catalytically active material
    • B01J2219/32475—Composition or microstructure of the elements comprising catalytically active material involving heat exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/32—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
    • F01N2330/321—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils with two or more different kinds of corrugations in the same substrate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká reaktoru pro katalytické zpracování tekutiny ve formě plynu, s tělesem reaktoru a s dráhami pro protisměrné vedení tekutiny.
Dosavadní stav techniky
Je známo, že se pro čištění odpadního vzduchu, například vzduchu obsahujícího rozpouštědla z průmyslu a technické syntézy, používají katalyzátory. Přitom se odpadní vzduch vede reaktorem, ve kterém je katalyzátor. Pro katalytickou oxidaci je typické, že tekutina, která se má zpracovávat, vyžaduje jednak určitou výchozí teplotu, aby se katalytická reakce uvedla do chodu, a jednak, aby se během katalytické reakce uvolňovalo exotermickou reakcí teplo.
V důsledku toho je žádoucí uvolněné teplo odvádět, aby nedošlo k přehřátí a zničení katalyzátoru, a zejména na začátku reakce teplo přivádět.
Za tím účelem bylo již známo opatřit reaktor na odpadní vzduch periodicky se střídajícím směrem proudění. Vedle vysokých technických nákladů na konstrukční vytvoření je zejména nevýhodné, že se při střídání směru proudění vypustí nevyčištěné množství vzduchu, nacházející se v bývalém přítoku.
Dále bylo navrhováno provádět katalytické čištění odpadního vzduchu pomocí rotujícího katalyzátoru. Přitom se proud odpadního vzduchu vede katalyzátorem v důsledku jeho otáčivého pohybu periodicky střídavě radiálně nebo axiálně. Při použití rotujících částí dochází k velkým problémům při utěsnění a v důsledku střídání směru proudění dochází rovněž ke vzniku takzvaných mrtvých objemů, tedy k množství odpadního vzduchu, které zůstává nezpracováno.
Vynález si proto klade za úkol vyvinout reaktor uvedeného druhu, který by bez změny směru proudění umožnil kontinuální provoz.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol splňuje reaktor pro katalytické zpracování tekutiny ve formě plynu, s tělesem reaktoru a s dráhami pro protisměrné vedení tekutiny, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sousední dráhy pro vedení tekutiny jsou alespoň v jedné oblasti opatřeny katalyzátorem a jiné oblasti bez katalyzátoru tvoří výměník tepla mezi sousedními dráhami pro vedení tekutiny.
Ukázalo se, že se tímto uspořádáním při stále stejném směru proudění tekutiny mohou vytvořit oblasti s rozdílnou teplotou. Právě toto rozdělení teplotních zón je při katalytickém čištění odpadního vzduchu žádoucí, popřípadě nutné.
Podle výhodného provedení vynálezu jsou dráhy pro vedení tekutiny tvořeny strukturami, zejména deskami, které mají povrch odlišný od rovné plochy, a pouze v jejich střední oblasti je umístěn katalyzátor. Oblasti bez katalyzátoru jsou s výhodou uspořádány před oblastí opatřenou katalyzátorem a za ní, takže počáteční a koncová oblasti nemá nyní žádnou katalytickou oblast.
Pomocí zvlněné struktury desek vznikne mezi dvěma deskami vždy průtoková dráha s velmi vysokým přestupem tepla a hmoty na deskách.
-1 CZ 287310 B6 /
Tento účinek se využívá výhodným způsobem tak, že se podle vynálezu vede odpadní vzduch sousedícími dráhami v protiproudu.
Za tím účelem se proud tekutiny rozdělí a v jednom směru se přivádí jen do každé druhé průtoko5 vé dráhy. Tím se dosáhne toho, že v první oblasti desek ze zvlněného plechu, která neobsahuje katalyzátor, se odevzdává teplo ze vzduchu, který již prošel katalyzátorem a ohřál se exotermní reakcí a v sousední dráze se předehřeje přestupem tepla odpadní vzduch, který má projít katalyzátorem. Ve druhé oblasti zvlněných desek, která rovněž neobsahuje katalyzátor, dochází ke stejnému přestupu tepla, ale v přesně opačném směru.
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu jsou v tělese reaktoru pevně uspořádány desky, zejména navzájem rovnoběžně s odstupy od sebe, které tvoří dráhy pro vedení tekutiny, přičemž vždy dvě navzájem nesousedící desky jsou navzájem spojeny pro vytvoření dráhy pro vedení tekutiny zahnuté zejména o 180°, a přičemž desky jsou alespoň v jedné oblasti opatřeny 15 katalyzátorem, takže reakční teplo vzniklé v jednom proudu tekutiny se může odevzdat vlastnímu proudu tekutiny pro předehřátí.
Oblast bez katalyzátoru je s výhodou uspořádána před oblastí opatřenou katalyzátorem. Dráhy pro vedení tekutiny s výhodou ústí do sběrného kanálu. Místo utěsnění mohou dráhy také 20 vyúsťovat do společného sběrného kanálu a odtamtud přecházet do sousedících drah. Tento způsob proudění se provádí nucené, neboť tekutina se přivádí do reaktoru s vlastním tlakem.
Při dalším výhodném uspořádání má sběrný kanál odvod tepla. Sběrný kanál má s výhodou předehřívací zařízení. V přívodu tekutiny je s výhodou uspořádáno předehřívací zařízení. Tím se 25 může volitelně v souladu s průběhem reakce regulovat tepelné hospodářství tak, aby bylo silně exotermní nebo méně exotermní.
Podle výhodného provedení vynálezu jsou v tělese reaktoru pevně uspořádány desky, navzájem rovnoběžně s odstupy od sebe, které tvoří dráhy pro vedení tekutiny a kanály, přičemž desky jsou 30 v alespoň jedné oblasti opatřeny katalyzátorem. Kanály jsou s výhodou součástí chladicího nebo ohřívacího okruhu.
Podle výhodného provedení vynálezu jsou v tělese reaktoru pevně uspořádány desky, navzájem rovnoběžně s odstupy od sebe, které tvoří dráhy pro vedení tekutiny, přičemž vždy dvě navzájem 35 nesousedící desky jsou navzájem spojeny pro vytvoření dráhy pro vedení tekutiny zahnuté zejména o 180°, a přičemž desky jsou alespoň v jedné oblasti opatřeny katalyzátorem a mezi dvěma zahnutými dráhami jsou uspořádány kanály.
Vhodným uspořádáním povrchu desek se dá dosáhnout nejen velkého přestupu tepla a hmoty 40 mezi tekutinou a stěnou, nýbrž i definované jednotné prodlevy a homogenního příčného promíchávání v plynné fázi.
Uspořádání povrchu desek je s ohledem na velmi vysoký přestup tepla rozhodující, neboť například při katalytickém čištění odpadního vzduchu, který neobsahuje rozpouštědlo, je 45 koncentrace škodlivin malá a v důsledku toho je malá i výhřevnost vznikající katalýzou.
To vyvolá malý teplotní rozdíl mezi přiváděným vzduchem a odpadním vzduchem. Z toho vyplývá relativně malý ohřev vzduchu vyvolaný reakcí a tím relativně malý teplotní rozdíl mezi vyčištěným vzduchem po reakci a předčištěným přiváděným vzduchem před reakcí.
Aby se nyní vzduch proudící do reaktoru ohřál na reakční teplotu, musí se množství tepla, které je při malé koncentraci rozpouštědla v odpadním vzduchu jen relativně malé, co nejdokonaleji přenést na přiváděný vzduch.
Podle výhodného provedení vynálezu jsou kanály součástí chladicího nebo ohřívacího okruhu.
-2 CZ 287310 B6
Desky jsou s výhodou opatřeny, zejména potaženy, katalyzátorem na jedné straně.
Oblasti s výhodou nejsou opatřeny katalyzátorem souvisle.
Podle výhodného provedení vynálezu jsou v oblastech dráhy pro vedení tekutiny opatřených katalyzátorem struktury tvořící dráhu pro vedení tekutiny potaženy katalyzátorem.
Katalyzátor je s výhodou v dráhách pro vedení tekutiny umístěn jako násyp.
Katalyzátor je s výhodou v dráhách pro vedení tekutiny umístěn na přídavných strukturách, které nejsou identické se stěnami.
Desky jsou s výhodou tvořeny zvlněným plechem.
Ve smyslu vynálezu je rovněž možné, aby vedle až dosud popsaných autotermických typů reaktorů se i u silně exotermických nebo endotermických reakcí použilo tohoto uspořádání. U těchto typů reaktorů je nutný jednotný přívod tepla nebo odvod tepla, neboť jinak dojde ke zničení katalyzátoru, popřípadě při endotermické reakci k přerušení reakce.
Za tím účelem jsou podle vynálezu vedle již popsaných struktur tvořících dráhy pro vedení tekutiny uspořádány dodatečně topné a/nebo chladicí kanály. Tyto jsou s výhodou umístěny mezi dvěma reakčními oblastmi.
Tvary konstrukce mohou být přizpůsobeny příslušným požadavkům. Například vzorování povrchů přijímajících a odevzdávajících teplo pro autotermický provoz může být dimenzováno pro jiný přestup tepla, popřípadě pro přestup hmoty, než reakční oblast.
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu jsou desky uspořádány tak, že vyklenutí jsou umístěna proti sobě a dotýkají se pro vytvoření kanálů.
Desky jsou s výhodou uspořádány nerovnoběžně a/nebo vůči sobě pootočené.
Desky mají s výhodou rozměry vyklenutých struktur lišící se navzájem výškou a/nebo odstupem. U této konstrukce lze dosáhnout nej lepších výsledků.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je dále blíže vysvětlen na několika příkladech provedení pomocí přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje reaktor s jednostupňovou konstrukcí, obr. 2 reaktor s dvoustupňovou konstrukcí, obr. 3 reaktor s dvoustupňovou konstrukcí se sběrným kanálem, obr. 4 reaktor s přídavnými chladicími nebo topnými kanály, obr. 5 další reaktor s topnými nebo chladicími kanály, obr. 6 varianta uspořádání desek, obr. 7 další varianta uspořádání desek a obr. 8 varianta konstrukce desek.
-3 CZ 287310 B6 / Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněn reaktor pro katalytické zpracování plynných tekutin. Pro přehlednost se 5 zde a na dalších obrázcích upouští od znázornění tělesa reaktoru.
Je uspořádáno několik desek 10, které mají zvlněnou strukturu, navzájem jsou rovnoběžné, aby mezi deskami 10 vznikly dráhy 19 pro vedení tekutiny ve formě kanálů, dále uváděné jen jako dráhy 19. Desky 10 mají oblast H, ve které jsou opatřeny po obou stranách katalyzátorem 12, 10 přičemž zde jsou jím například potaženy. Kromě toho mají desky 10 oblasti 13, 14, ve kterých není uspořádán katalyzátor 12, tedy nejsou potaženy. Pro přivádění tekutiny slouží přívod 15 a přívod 16 a pro odvádění produktu odvod 17 a odvod 18.
Funkce reaktoru je následující:
Tekutina přivedená přívody 15 se rozdělí tak, aby protékala jen každou druhou dráhou 19 v jednom směru. Tekutina přiváděná přívodem 16 se rovněž zavádí do každé druhé dráhy 19, a to tak, aby ve dvou sousedících dráhách 19 vznikl protiproud. Když tekutina projde oblastí H, ve které je katalyzátor 12, nebo která je tímto katalyzátorem 12 potažena, dojde ke katalytické 20 reakci. Při této reakci se uvolní teplo, které tekutina pohltí. Tekutina procházející oblastí 13 odevzdá teplo deskám 10. Vzhledem k tomu, že v sousední dráze 19 proudí ještě nezpracovaná a v důsledku toho chladnější tekutina, tato tekutina zde toto teplo přijme. Takto předehřátá tekutina vstoupí do reakční oblasti své dráhy 19 a je katalyticky zpracována. Exotermickou reakcí se tekutina dále ohřeje a opět předá teplo deskám 10 v oblasti ]4.
Střídavým prouděním dráhami 19 dojde k autotermickému způsobu zpracování tekutiny. V každé průtokové dráze 19 jsou různé funkční oblasti: v první funkční části se tekutina ohřívá, ve střední části reaguje a ve třetí části odevzdává teplo tekutině v sousedních dráhách 19. Tím je zaručeno, že se tekutina nyní předehřeje na předreakční teplotu. Pouze při prvním uvedení reaktoru do 30 provozu může být zapotřebí dodatečného prvního předehřátí tekutiny.
Tepelný tok v deskách 10 se může měnit a může být ovlivněn volbou tloušťky desek 10, materiálu desek 10 a vzorováním jejich povrchu.
Rovněž u zde neznázoměné možnosti opatření desek 10 souvislou vrstvou katalyzátoru 12 nebo jejich potažení katalyzátorem 12 se nastaví oblasti s rozdílnými teplotami a tím různými funkcemi (ohřívání, katalytické reakce, ochlazování). Například je potřebná určitá doba ohřevu tekutiny, takže první oblast je chladnější a v poslední oblasti, rovněž potažené katalyzátorem 12, již nedochází k žádnému ohřevu, neboť v důsledku katalýzy, která již předtím proběhla, 40 k výměně tepla ve vyčištěné tekutině j iž nedochází.
Obr. 2 znázorňuje jinou variantu reaktoru. I zde je rovněž uspořádáno navzájem rovnoběžně více desek 20, které mají zvlněnou struktur, takže vzniknou dráhy 21 pro vedení tekutiny ve formě kanálů, dále uváděné jen jako dráhy 21. Desky 20 mají oblast 22, ve které jsou oboustranně 45 opatřeny katalyzátorem 23, nebo jsou jím potaženy, a oblast 24, ve které nejsou potaženy katalyzátorem 23. Nyní jsou spolu spojeny dvě desky 20, které spolu nesousedí, takže dvě dráhy 21 tvoří souvislý zahnutě probíhající reakční prostor. Reaktor má přívod 25 pro tekutinu a obvod 26 pro produkt.
Funkce je následující:
Tekutina se přivádí do reaktoru přívodem 25 a rozdělí tak, aby vtékala do každého druhé dráhy
21. V oblasti 22 desek 20 dochází ke katalytické reakci. Tato reakce probíhá jak při vtoku tekutiny, tak i při stékání tekutiny dolů. Tekutina ohřátá exotermickou reakcí odevzdává při
-4CZ 287310 B6 stékání dolů teplo deskám 20 v oblasti 24. Zde odevzdané teplo přijímá tekutina, která teče v sousední dráze 21 v protiproudu, a předehřívá se tedy na nezbytnou předreakční teplotu.
Na obr. 3 je další varianta reaktoru. Tento reaktor, který se s ohledem na svou konstrukci podobá 5 reaktoru z obr. 2, má místo spojení dvou desek 20, které spolu nesousedí, sběrný kanál 27.
Do tohoto sběrného kanálu 27 jsou vyústěny dráhy 21, přičemž tekutina může proudit zpět různými dráhami.
V příkladu provedení, který je zde znázorněn, je na sběrném kanálu 27 uspořádán odvod 28 ío tepla. Tím je zejména umožněno odvádět při velmi silně exotermicky probíhajících katalytických reakcích přebytečnou tepelnou energii. Odvádění tepla se provádí jen do té míry, aby bylo k dispozici dostatečně velké množství tepla pro ohřev desek 20 v oblasti 24.
Dále jsou zde dvě externí předehřívací zařízení 29 a 30. Tato předehřívací zařízení 29 a 30 jsou 15 potřebná při uvádění reaktoru do provozu, aby se tekutina předehřála na potřebnou reakční teplotu. Pro tento účel je k dispozici podle potřeby předehřívací zařízení 29 v přívodu tekutiny a předehřívací zařízení 30 ve sběrném kanálu 27.
Příklady provedení, které byly až dosud popsány, jsou v první řadě upraveny autotermický 20 způsob provozu.
Obr. 4 znázorňuje formu provedení reaktoru, která se používá při silně exotermických a silně endotermických reakcích. Zde jsou nyní mezi dvěma deskami 32 vytvořeny dráhy 31 pro vedení tekutiny, tvořící reakční prostor, a kanály 34 patřící k chladicímu nebo ohřívacímu okruhu 33. 25 Desky 32 mají oblast 36 potaženou katalyzátorem 35 a dolní oblast 37 a homí oblast 38, které nejsou potaženy katalyzátorem.
Desky 32 jsou potaženy katalyzátorem 35 pouze na straně nacházející se v dráze 31 pro vedení tekutiny v reaktoru.
Funkce je následující:
Tekutina je přiváděna do reaktoru přívodem 39 a je vedena do reakčního prostoru tvořeného dráhami 3L Tam jsou tekutiny podrobeny v oblasti 36 již popsanému katalytickému zpracování 35 a jsou opět odvedeny odvodem 40. Vždy podle toho, zda se jedná o silně exotermickou nebo silně endotermickou katalýzu, vede se kanály 34 chladicí nebo ohřívací médium. Toto buď odvádí z reakčního prostoru tvořeného dráhami 31 pro vedení tekutiny teplo, neboje tam přivádí. Tím se udržuje katalytická reakce v rovnováze. Oblasti 37, 38 tvoří ohřívací, popřípadě chladicí, oblasti pro tekutinu, o kterých se hovořilo u výše uvedených příkladů.
U dalšího neznázoměného příkladu provedení se může upustit od oblastí 37 a 38, které nejsou opatřeny katalyzátorem ani jím nejsou potaženy, takže desky 32 jsou po celé své délce opatřeny nebo potaženy katalyzátorem. Ochlazování, popřípadě ohřev, se potom provádí výlučně médii vedenými kanály 34.
Další varianta reaktoru je znázorněna na obr. 5. Zde je konstrukce reaktoru popsaná na obr. 2 zkombinována s chladicím nebo ohřívacím okruhem 33. Tak je umožněno využít co nejdelší reakční dráhy atak přídavně vznikající teplo odvádět, popřípadě přídavně potřebné teplo přivádět.
Na obr. 6 až 8 jsou znázorněny nezávisle na celkové konstrukci reaktoru příklady možného uspořádání desek.
Na obr. 6 je perspektivní pohled na uspořádání desek.
-5CZ 287310 B6
Je zřetelně vidět, jak jsou desky 50 uspořádány střídavě přesazené pod úhlem nad sebou. Desky 50 se přitom opírají o svá vyklenutí, odpovídající zvlněné struktuře.
Tímto optimálním opřením se současně i u velmi tenkých stěn dosáhne dobré stability. Vzhledem k tomu, že právě tenčí stěny jsou dobře vodivé, nabízí se zde optimální konstrukce.
Deskami 50 jsou vytvořeny kanály 52, které s ohledem na to, že jsou opřeny o vyklenutí 51, nejsou hladce průchozí. V důsledku těchto zábran v proudu tekutiny a/nebo v proudu ohřívacího, io popřípadě chladicího, média dochází k lepšímu rozvíření médií a tím k lepšímu účinku celého zařízení.
Jako úhel přesazení je možný každý úhel mezi 0° až 90°.
Dále je možné, jak je znázorněno na obr. 7, uspořádat zvlněné struktury v sobě navzájem. Desky jsou uspořádány tak, aby vznikl průchozí kanál 61. Mezi deskami 60 jsou, zde neznázoměné, další opěry.
Dále může být výhodné, jak vyplývá z obr. 8, použít desky 70 a 71, které mají různou konstrukci, 20 a sice pokud jde jak o výšku, tak i rozteč po sobě následujících zvlněných struktur.
Vynález se neomezuje na znázorněné příklady provedení, nýbrž lze ho přizpůsobit všem typům reaktorů, které obsahují katalyzátory, ke kterým mohou být přiřazeny ohřívací a/nebo chladicí oblasti pro tekutinu.
Do rámce vynálezu patří zejména i to, že znázorněné oblasti 11, 22, 36 nejsou opatřeny nebo potaženy katalyzátorem souvisle, ale mají i části bez katalyzátoru. Tím se umožní ještě přesnější vedení tepla během celého průběhu způsobu.
Všeobecně je také možno opatřit katalyzátorem dráhu pro vedení tekutiny libovolným způsobem.
Například se může upustit od potažení stěn hmotou katalyzátoru a místo toho umístit do dráhy pro vedení tekutiny strukturu potaženou katalyzátorem, například mřížku, nebo do dráhy pro vedení tekutiny katalyzátor nasypat.

Claims (23)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Reaktor pro katalytické zpracování tekutiny ve formě plynu, s tělesem reaktoru a s dráhami pro protisměrné vedení tekutiny, vyznačující se tím, že sousední dráhy (19, 21) pro vedení tekutiny jsou alespoň v jedné oblasti (11, 22) opatřeny katalyzátorem (12, 23) a jiné oblasti (13, 14, 24) bez katalyzátoru tvoří výměník tepla mezi sousedními dráhami (19, 21) pro
    45 vedení tekutiny.
  2. 2. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že dráhy (19, 21) pro vedení tekutiny jsou tvořeny strukturami, zejména deskami (10), které mají povrch odlišný od rovné plochy.
  3. 3. Reaktor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že oblasti (13, 14) bez katalyzátoru jsou uspořádány před oblastí (11) opatřenou katalyzátorem (12) a za ní.
    -6CZ 287310 B6
  4. 4. Reaktor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dráhy (19) pro vedení tekutiny mají rozdílné funkční oblasti pro ohřev, pro reakci a pro předávání tepla.
  5. 5. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že v tělese reaktoru jsou pevně uspořádány desky (20), zejména navzájem rovnoběžně s odstupy od sebe, které tvoří dráhy (21) pro vedení tekutiny, a vždy dvě navzájem nesousedící desky (20) jsou navzájem spojeny pro vytvoření dráhy pro vedení tekutiny zahnuté zejména o 180°, přičemž desky (20) jsou alespoň v jedné oblasti (22) opatřeny katalyzátorem (23).
  6. 6. Reaktor podle nároku 5, vyznačující se tím, že oblast (24) bez katalyzátoru je uspořádána před oblastí (22) opatřenou katalyzátorem (23).
  7. 7. Reaktor podle nároků 5 a6, vyznačující se tím, že dráhy (21) pro vedení tekutiny ústí do sběrného kanálu (27).
  8. 8. Reaktor podle nároku 7, vyznačující se tím, že sběrný kanál (27) má odvod (28) tepla.
  9. 9. Reaktor podle jednoho z nároků 7a 8, vyznačující se tím, že sběrný kanál (27) má předehřívací zařízení (30).
  10. 10. Reaktor podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že v přívodu tekutiny je uspořádáno předehřívací zařízení (29).
  11. 11. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že v tělese reaktoru jsou pevně uspořádány desky (32), navzájem rovnoběžně s odstupy od sebe, které tvoří dráhy (31) pro vedení tekutiny a kanály (34), přičemž desky (32) jsou v alespoň jedné oblasti (36) opatřeny katalyzátorem (35).
  12. 12. Reaktor podle nároku 11, vyznačující se tím, že kanály (34) jsou součástí chladicího nebo ohřívacího okruhu (33).
  13. 13. Reaktor podle nároku 1, vy z n a č u j í c í se tím, že v tělese reaktoru jsou pevně uspořádány desky (20), navzájem rovnoběžně s odstupy od sebe, které tvoří dráhy (21) pro vedení tekutiny, přičemž vždy dvě navzájem nesousedící desky (20) jsou navzájem spojeny pro vytvoření dráhy pro vedení tekutiny zahnuté zejména o 180°, a přičemž desky (20) jsou alespoň v jedné oblasti (22) opatřeny katalyzátorem (23) a mezi dvěma zahnutými dráhami jsou uspořádány kanály (41).
  14. 14. Reaktor podle nároku 13, vyznačující se tím, že kanály (41) jsou součástí chladicího nebo ohřívacího okruhu (33).
  15. 15. Reaktor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že desky (10, 20, 32) jsou opatřeny, zejména potaženy, katalyzátorem na jedné straně.
  16. 16. Reaktor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že oblasti (11, 22, 36) nejsou opatřeny katalyzátorem souvisle.
  17. 17. Reaktor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že v oblastech dráhy (19, 21, 31) pro vedení tekutiny opatřených katalyzátorem jsou struktury tvořící dráhu (19, 21, 31) pro vedení tekutiny potaženy katalyzátorem.
    -7CZ 287310 B6 /
    /
  18. 18. Reaktor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že katalyzátor je v dráhách (19, 21, 31) pro vedení tekutiny umístěn jako násyp.
  19. 19. Reaktor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že 5 katalyzátor je v dráhách (19, 21, 31) pro vedení tekutiny umístěn na přídavných strukturách, které nejsou identické se stěnami.
  20. 20. Reaktor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že desky (10, 20, 32) jsou tvořeny zvlněným plechem.
  21. 21. Reaktor podle nároku 20, vyznačující se tím, že desky (50) jsou uspořádány tak, že vyklenutí (51) jsou umístěna proti sobě a dotýkají se pro vytvoření kanálů (52).
  22. 22. Reaktor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že desky
    15 (10,20, 32, 50, 60, 70) jsou uspořádány nerovnoběžně a/nebo vůči sobě pootočené.
  23. 23. Reaktor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že desky (70, 71) mají rozměry vyklenutých struktur lišící se navzájem výškou a/nebo odstupem.
CZ19942641A 1992-04-30 1993-04-24 Reactor for catalytic treatment of liquid in the form of gas CZ287310B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4214579A DE4214579A1 (de) 1992-04-30 1992-04-30 Reaktor zur katalytischen behandlung gasfoermiger fluide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ264194A3 CZ264194A3 (en) 1995-02-15
CZ287310B6 true CZ287310B6 (en) 2000-10-11

Family

ID=6458040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19942641A CZ287310B6 (en) 1992-04-30 1993-04-24 Reactor for catalytic treatment of liquid in the form of gas

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5700434A (cs)
EP (1) EP0638140B1 (cs)
JP (1) JPH07506884A (cs)
KR (1) KR100305108B1 (cs)
AT (1) ATE134739T1 (cs)
CA (1) CA2134215C (cs)
CZ (1) CZ287310B6 (cs)
DE (2) DE4214579A1 (cs)
DK (1) DK0638140T3 (cs)
ES (1) ES2084494T3 (cs)
GR (1) GR3019494T3 (cs)
WO (1) WO1993022544A1 (cs)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5846494A (en) * 1992-04-30 1998-12-08 Gaiser; Gerd Reactor for catalytically processing gaseous fluids
US6207116B1 (en) * 1994-08-04 2001-03-27 Enklaven Ab Catalytic purification device
DE19653991A1 (de) 1996-12-21 1998-06-25 Degussa Reaktor zur Durchführung endothermer katalytischer Reaktionen
DE19725378A1 (de) * 1997-06-16 1998-12-17 Gerhard Friedrich Kompakter Festbettreaktor für katalytische Reaktionen mit integriertem Wärmeaustausch
US6190624B1 (en) * 1998-09-08 2001-02-20 Uop Llc Simplified plate channel reactor arrangement
EP1767886B1 (en) * 1999-03-27 2016-04-13 CHART HEAT EXCHANGERS Limited Partnership Fluid mixing means
FR2793875B1 (fr) * 1999-05-19 2001-08-03 Packinox Sa Echangeur thermique a plaques
DE19948222C2 (de) * 1999-10-07 2002-11-07 Xcellsis Gmbh Plattenwärmetauscher
SE524367C2 (sv) * 2000-01-05 2004-07-27 Volvo Ab Förfarande och arrangemang för behandling av ett gasflöde
SE520267C3 (sv) * 2000-10-04 2003-08-13 Volvo Teknisk Utveckling Ab Värmeenergiåtervinningsanordning
DE10108380A1 (de) * 2001-02-21 2002-09-05 Deg Intense Technologies & Ser Reaktor zur Durchführung von katalysierten Reaktionen
US6716400B2 (en) * 2001-03-09 2004-04-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Ignition system for a fuel cell hydrogen generator
US7476367B2 (en) * 2001-09-15 2009-01-13 Precision Combustion, Inc. Stacked catalytic reactor
US6920920B2 (en) * 2003-04-16 2005-07-26 Catacel Corporation Heat exchanger
EP1479883A1 (de) * 2003-05-10 2004-11-24 Universität Stuttgart Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen
DE10335510A1 (de) * 2003-07-31 2005-03-10 Stockhausen Chem Fab Gmbh Beschichteter Katalysator-Trägerkörper
DE10346286B3 (de) * 2003-10-06 2005-04-14 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasreinigungsanordnung
US7470408B2 (en) * 2003-12-18 2008-12-30 Velocys In situ mixing in microchannels
WO2005075800A1 (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 熱交換機能を備えた反応器
DE102004012159A1 (de) * 2004-03-12 2005-09-29 Adam Opel Ag Monolithischer Katalysator
WO2006100072A1 (de) 2005-03-24 2006-09-28 Behr Gmbh & Co. Kg Abgaswärmeübertrager, insbesondere abgaskühler für eine abgasrückführung in kraftfahrzeugen
KR100877574B1 (ko) * 2006-12-08 2009-01-08 한국원자력연구원 원자력 수소생산용 고온, 고압 및 내식성 공정 열교환기
US7745667B2 (en) * 2008-04-07 2010-06-29 Velocys Microchannel apparatus comprising structured walls, chemical processes, methods of making formaldehyde
EP2542373B1 (en) 2010-03-02 2020-11-25 Velocys, Inc. Welded, laminated apparatus, methods of making, and methods of using the apparatus
KR101298233B1 (ko) * 2011-03-08 2013-08-22 주식회사 케이씨씨 입자형 폴리실리콘을 제조하는 유동층 반응기
US20150010874A1 (en) * 2013-07-03 2015-01-08 Oregon State University Microscale combustor-heat exchanger
DE102014004264A1 (de) * 2014-03-14 2015-09-17 Universität Stuttgart Wärmeintegrierte Hochtemperatur-Reaktoren für die autotherme partielle Oxidation

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US441781A (en) * 1890-12-02 teeisen
DE838601C (de) * 1950-09-24 1952-05-12 Basf Ag Rohrbuendelofen zur Durchfuehrung exothermer katalytischer Gasreaktionen
US2778610A (en) * 1953-03-11 1957-01-22 Griscom Russell Co Catalyst finned tubing and method of making
JPS4828820A (cs) * 1971-08-17 1973-04-17
JPS5638260B2 (cs) * 1971-11-05 1981-09-05
JPS5415973B2 (cs) * 1972-05-08 1979-06-19
JPS5030115U (cs) * 1973-07-11 1975-04-04
US3972685A (en) * 1973-10-03 1976-08-03 Masanori Hanaoka Catalyst converter
DE2401204A1 (de) * 1974-01-11 1975-07-17 Marquardt Peter Katalytischer abgasreaktor fuer verbrennungsmotoren
GB1469705A (en) * 1974-04-11 1977-04-06 Ciba Geigy Ag Heat exchangers
DE2734010A1 (de) * 1977-07-28 1979-02-15 Degussa Abgasreinigungseinrichtung fuer eine brennkraftmaschine von fahrzeugen, insbesondere kraftfahrzeugen
JPS5824174B2 (ja) * 1977-08-31 1983-05-19 三菱重工業株式会社 排ガス処理法
US4582044A (en) * 1984-01-19 1986-04-15 Vermont Castings, Inc. Clean burning exterior retrofit system for solid fuel heating appliances
DE3402713A1 (de) * 1984-01-26 1985-08-08 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und reaktor zur durchfuehrung einer endothermen reaktion
DE3536309A1 (de) * 1984-12-01 1986-06-12 Pöhlmann, Erich, 8650 Kulmbach Abgaskatalysator
DE8435297U1 (de) * 1984-12-01 1985-03-14 Pöhlmann, Erich, 8650 Kulmbach Abgaskatalysator
US4867949A (en) * 1985-07-25 1989-09-19 Betz Erwin C Heat recuperative combustion device
JP2659720B2 (ja) * 1987-09-11 1997-09-30 三菱重工業株式会社 排ガス熱交換装置
JP2813679B2 (ja) * 1989-05-08 1998-10-22 臼井国際産業株式会社 排気ガス浄化装置
IL93319A (en) * 1990-02-08 1993-06-10 Pessach Seidel Heat exchanger assembly and panel therefor
DE4109227A1 (de) * 1991-03-21 1992-09-24 Schwaebische Huettenwerke Gmbh Abgasfilter und/oder katalysator

Also Published As

Publication number Publication date
EP0638140A1 (de) 1995-02-15
GR3019494T3 (en) 1996-07-31
KR100305108B1 (ko) 2001-12-15
JPH07506884A (ja) 1995-07-27
WO1993022544A1 (de) 1993-11-11
CA2134215C (en) 2005-02-08
DE59301741D1 (de) 1996-04-04
CA2134215A1 (en) 1993-10-31
US5700434A (en) 1997-12-23
ATE134739T1 (de) 1996-03-15
DK0638140T3 (da) 1996-07-22
KR950701408A (ko) 1995-03-23
CZ264194A3 (en) 1995-02-15
EP0638140B1 (de) 1996-02-28
ES2084494T3 (es) 1996-05-01
DE4214579A1 (de) 1993-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ287310B6 (en) Reactor for catalytic treatment of liquid in the form of gas
US5846494A (en) Reactor for catalytically processing gaseous fluids
US6168765B1 (en) Process and apparatus for interbed injection in plate reactor arrangement
US6190624B1 (en) Simplified plate channel reactor arrangement
US6228341B1 (en) Process using plate arrangement for exothermic reactions
US7014835B2 (en) Multi-stream microchannel device
CN100400152C (zh) 带催化剂的板式结构微型反应器及其应用方法
RU2435639C2 (ru) Изотермический реактор
Ramaswamy et al. Recuperative coupling of exothermic and endothermic reactions
EP1251951B1 (en) Chemical reactor with heat exchanger
US5405586A (en) Radial flow heat exchanging reactor
US20020018739A1 (en) Chemical reactor
DE60032468D1 (de) Wärmetauscher
US20030075311A1 (en) Method for processing fluid flows in a micro component reformer system
US6764660B1 (en) Process and apparatus for controlling reaction temperatures with heating arrangement in series flow
KR960703665A (ko) 반응온도조절 방법 및 장치(Process and apparatus for controlling reaction temperatures)
JP2011025240A (ja) 化学反応器
Delsman et al. Experiments and modelling of an integrated preferential oxidation–heat exchanger microdevice
CN101754802B (zh) 用于等温化学反应器的热交换单元
US20070009426A1 (en) Thermally coupled monolith reactor
AU2001224509B2 (en) Simplified plate channel reactor arrangement
AU2001224509A1 (en) Simplified plate channel reactor arrangement
CN1217732C (zh) 利用板排列加热和预热反应物的方法和设备
CN1784575B (zh) 热交换器以及执行化学处理的方法
RU2006110354A (ru) Реактор для гетерогенного синтеза химических соединений

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20070424