Реактор для осуществления гетерогенно катализируемых газофазных реакций и его применение - RU2018125955A
Код документа: RU2018125955A
Формула
1. Реактор для осуществления гетерогенно катализируемых газофазных реакций с одним встроенным элементом (11, 35) или несколькими встроенными элементами (11, 35), последовательно расположенными в направлении течения газовой смеси гетерогенно катализируемой газофазной реакции через реактор (10), причем встроенные элементы распространяются по всему поперечному сечению реактора, отличающийся тем, что один или несколько встроенных элементов (11, 35) по меньшей мере частично выполнены из керамического волокнистого композиционного материала, причем керамический волокнистый композиционный материал сформирован из керамической матрицы, в которую внедрены керамические волокна.
2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что встроенные элементы (11, 35) включают встроенные элементы для размещения гетерогенного катализатора и при необходимости дополнительно порожние элементы, через которые не протекает реакционный газ, и которые не содержат катализаторный материал.
3. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что керамическая матрица и/или керамические волокна выполнены из оксидной керамики.
4. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что реактор (10) предназначен для осуществления гетерогенно катализируемых газофазных реакций при температурах реакции от 600 до 1500°C, в частности, от 800 до 1000°C.
5. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что реактор имеет цилиндрический кожух (17).
6. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что поперечное сечение реактора в зонах, в которых расположены встроенные элементы (11, 35), составляет более 0,25 м2, в частности, более 1 м2, причем максимальное поперечное сечение реактора предпочтительно составляет от 5 до 50 м2, особенно предпочтительно от 10 до 30 м2.
7. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что один или несколько встроенных элементов (11), последовательно расположенных в направлении течения газовой смеси гетерогенно катализируемой газофазной реакции через реактор (10), выполнены неразъемными, предпочтительно в виде неразъемной корзины (12) со сплошной вертикальной боковой стенкой (13) и перфорированным днищем (14).
8. Реактор по п. 7, отличающийся тем, что встроенные элементы (11) в каждом случае выполнены в виде неразъемной корзины (12) со сплошной вертикальной боковой стенкой (13) и перфорированным днищем (14), причем верхний край сплошной вертикальной боковой стенки (13) неразъемной корзины (12) переходит в горизонтально отогнутую кольцевую шайбу (15), предназначенную для позиционирования неразъемной корзины (12) на опоре (16), причем опора (16) предпочтительно выполнена в виде кольцеобразного кронштейна, закрепленного на внутренней стенке кожуха (17) реактора, в частности, приваренного к кожуху (17) реактора.
9. Реактор по п. 8, отличающийся тем, что между горизонтально отогнутой кольцевой шайбой (15) и опорой (16) предусмотрена уплотнительная прокладка (18), предпочтительно состоящая из одного или нескольких слоев волокнистых матов или волокнистых лент.
10. Реактор по п. 8, отличающийся тем, что опора выполнена в виде встроенной в кожух реактора (17) опорной части (23), включающей вертикальную боковую стенку (25) и горизонтальный кольцеобразный выступ (26), направленный внутрь реактора.
11. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что один или несколько встроенных элементов (35), последовательно расположенных в направлении течения газовой смеси гетерогенно катализируемой газофазной реакции через реактор, выполнены составными.
12. Реактор по п. 11, отличающийся тем, что один или несколько составных встроенных элементов (35), последовательно расположенных в направлении течения газовой смеси гетерогенно катализируемой газофазной реакции через реактор (10), выполнены в виде нескольких отдельных решеток (36) и/или нескольких отдельных корзин (39), которые соответственно снабжены собственными боковыми стенками (40) и перфорированными днищами (41), причем решетки (36) и/или корзины (39) раположены на несущих элементах (37, 38, 44), которые допускают возможность протекания газовой смеси гетерогенно катализируемой газофазной реакции.
13. Реактор по п. 12, отличающийся тем, что корзины (39) герметизированы относительно друг друга и/или относительно внутренней стенки кожуха (17) реактора посредством изоляционного материала (43), в частности, посредством волокнистых матов.
14. Реактор по п. 12, отличающийся тем, что несущие элементы выполнены в виде расположенных на расстоянии друг от друга тавров, в частности, двутавров, или в виде волнистых профилированных несущих элементов (44) с множеством отверстий (46) для протекания газовой смеси гетерогенно катализируемой газофазной реакции.
15. Реактор по п. 12, отличающийся тем, что как один или несколько составных встроенных элементов (35), последовательно расположенных в направлении течения газовой смеси гетерогенно катализируемой газофазной реакции через реактор (10), так и несущие элементы (37, 38, 44) выполнены из керамических волокнистых композиционных материалов, причем керамический волокнистый композиционный материал для несущих элементов (37, 38, 44) обладает более высокой прочностью по сравнению с волокнистым композиционным материалом для одного или нескольких составных встроенных элементов (35), последовательно расположенных в направлении течения газовой смеси гетерогенно катализируемой газофазной реакции через реактор (10).
16. Реактор по одному из пп. 1-15, отличающийся тем, что предусмотрены два, три или более встроенных элемента (11, 35), последовательно расположенных в реакторе (10) с возможностью пропускания газовой смеси гетерогенно катализируемой газофазной реакции, причем кожух (17) реактора предпочтительно обладает конической формой.
17. Применение реактора по одному из пп. 1-16 для осуществления гетерогенно катализируемых газофазных реакций, в частности, в качестве печи для сжигания или топочной камеры, реактора для частичного окисления органических соединений, реактора для получения синтез-газа, реактора для окисления аммиака, реактора для дегидрирования, реактора для окисления неорганических соединений или реактора для очистки отходящих газов.
