Химический реактор - RU2004123790A

Реферат

1. Химический реактор, содержащий

a) насадку, состоящую по меньшей мере из одного пакета металлических пластин, соединенных таким образом, что их поверхности обращены друг к другу в контактирующем прилегании,

б) множество реакционных зон, находящихся в насадке,

в) множество каталитических зон, находящихся в насадке,

г) первую канальную структуру, выполненную по меньшей мере в некоторых пластинах для транспортирования первого реагента в реакционные зоны и между ними, при этом части первой канальной структуры, взаимно соединяющие реакционные зоны, сформированы по меньшей мере на части их длины в качестве теплообменных каналов,

д) вторую канальную структуру, выполненную по меньшей мере в некоторых пластинах и подающую второй реагент в каждую реакционную зону, и

е) третью канальную структуру, выполненную по меньшей мере в некоторых пластинах для транспортирования третьего реагента в каталитические зоны и между ними, при этом части третьей канальной структуры, взаимно соединяющие каталитические зоны, сформированы по меньшей мере на части их длины в качестве теплообменных каналов, расположенных в теплообменной близости с теплообменными каналами первой канальной структуры.

2. Химический реактор по п.1, в котором насадка содержит один пакет металлических пластин, соединенных диффузией и поверхности которых обращены друг к другу в контактирующем прилегании.

3. Химический реактор по п.2, в котором каждая реакционная зона ограничена совмещенными отверстиями в соседних пластинах пакета.

4. Химический реактор по п.2, в котором каждая каталитическая зона ограничена совмещенными отверстиями в соседних пластинах пакета.

5. Химический реактор по одному из пп.2-4, в котором реакционные зоны расположены таким образом, что формируют зоны сгорания.

6. Химический реактор по одному из пп.2-5, в котором реакционные зоны имеют катализатор, выбранный для обеспечения каталитического сгорания первого и второго реагентов.

7. Химический реактор по одному из пп.2-6, в котором пластины пакетированы в повторяющихся группах из шести налагаемых друг на друга пластин, в которых пластины с первой по четвертую (в нисходящем порядке) имеют первую канальную структуру для транспортирования первого реагента в реакционные зоны и между ними, пластины со второй по пятую имеют вторую канальную структуру для подачи второго реагента в реакционные зоны, и пластины с третьей по шестую имеют третью канальную структуру для транспортирования третьего реагента в содержащие катализатор зоны и между ними.

8. Химический реактор по п.7, в котором пластины со второй по пятую имеют толщину, которая меньше толщины других пластин в каждой группе.

9. Химический реактор по п.7 или 8, в котором канальные элементы, которые образуют вторую канальную структуру, имеют площадь сечения, которая меньше площади сечения канальных элементов, образующих первую и третью канальные структуры.

10. Химический реактор по одному из предыдущих пунктов, в котором реакционные зоны расположены двумя параллельными рядами, а первая канальная структура проходит линейно между реакционными зонами.

11. Химический реактор по п.10, в котором содержащие катализатор зоны расположены тремя параллельными рядами, из которых один расположен между рядами реакционных зон, и два других снаружи рядов реакционных зон.

12. Химический реактор по одному из предыдущих пунктов, который выполнен с возможностью использования его в качестве установки конверсии с топливным элементом.

13. Химический реактор по одному из пп.2–12, который размещен в топливном процессоре, имеющем стадию конверсии, которая включает реакционные зоны, в качестве зон теплопроводности, и каталитические зоны.

14. Химический реактор по одному из пп.2–12, который размещен в топливном процессоре при использовании с топливным элементом с мембраной протонного обмена, при этом топливный процессор имеет стадию конверсии, которая включает реакционные зоны, в качестве зон теплопроводности, и каталитические зоны.

15. Химический реактор по п.13 или 14, который размещен в топливном процессоре, содержащем по меньшей мере одну стадию установки предварительной конверсии, включающую по меньшей мере одну каталитическую зону.

16. Химический реактор по п.15, который размещен в топливном процессоре, содержащем по меньшей мере одну установку предварительной конверсии, которая нагревается горячим синтез-газом.

17. Химический реактор по п.15 или 16, который размещен в топливном процессоре, содержащем по меньшей мере одну установку предварительной конверсии, которая нагревается горячим дымовым газом, который во время работы направляется по части третьей канальной структуры.

18. Способ осуществления химической реакции в химическом реакторе, выполненном по одному из предыдущих пунктов, включающий следующие стадии:

а) направляют первый реагент в и последовательно через реакционные зоны в химическом реакторе по первой канальной структуре,

б) направляют второй реагент параллельными потоками в реакционные зоны по второй канальной структуре, при этом второй реагент выбирают из числа реагентов, способных реагировать экзотермически с первым реагентом в соответствующих реакционных зонах, и

в) в то же время направляют третий реагент в и последовательно через катализатор, находящийся в каталитических зонах, по третьей канальной структуре, при этом подвергают реагент воздействию тепла от продукта экзотермической реакции при его прохождении через теплообменные каналы первой канальной структуры.