Реактор для каталитической обработки содержащего частицы газа

Изобретение относится к реакторам, а именно к реакторам с восходящим потоком для каталитической обработки содержащего частицы газа. Реактор включает патрубок для ввода неочищенного газа, расположенный в донной части реактора, патрубок для вывода очищенного газа, каталитический блок и по меньшей мере одну отводную трубу, расположенную концентрично со стенкой реактора. Реактор также содержит ректификатор потока неочищенного газа, расположенный ниже каталитического блока, и направляющие лопатки для направления газа к каталитическому блоку, расположенные во входном отверстии и внутри реактора. Изобретение обеспечивает более полное удаление частиц, присутствующих в газе, входящем в реактор. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Данное изобретение относится к реактору для каталитической обработки газа. Более точно оно относится к каталитическому реактору с восходящим потоком, пригодному для удаления частиц.

Присутствие частиц в газе в каталитических реакторах представляет широко распространенную проблему. Частицы, такие как пыль, способствуют эрозии и засорению каталитического слоя. В реакторах, использующих системы с восходящим потоком, большие количества пыли могут собираться над каталитическим слоем и приводить к закупорке каналов в слое.

Из RU 2103053 С1, кл. B01J 8/02, 27.01.1998 известен аппарат для очистки газа, содержащий патрубок для ввода неочищенного газа, расположенный в донной части реактора, патрубок для вывода очищенного газа, каталитический блок и отводные трубы.

Задача изобретения состоит в обеспечении каталитического реактора, способного к более полному удалению частиц, присутствующих в газе, входящем в реактор.

Это достигается тем, что в настоящем изобретении реактор с восходящим потоком для каталитической обработки содержащего частицы газа, включающий патрубок для ввода неочищенного газа, расположенный в донной части реактора, патрубок для вывода очищенного газа, каталитический блок, по меньшей мере одну отводную трубу, расположенную концентрично со стенкой реактора, содержит также ректификатор потока неочищенного газа, расположенный ниже каталитического блока, и направляющие лопатки для направления газа к каталитическому блоку, расположенные во входном отверстии и внутри реактора.

В реакторе по меньшей мере одна отводная труба может быть расположена на расстоянии от стенки реактора.

Реактор может содержать по меньшей мере две отводных трубы, расположенные на равном расстоянии внутри реактора.

В реакторе верхний конец по меньшей мере одной отводной трубы может быть размещен смежно с направляющими лопатками.

Реактор особенно пригоден для удаления частиц, таких как пыль, из отходящих газов, из которых должны быть удалены окислы азота (NO_x). Он, однако, может быть использован в других процессах, где имеется пыль или другие твердые частицы, присутствующие во входящем газовом потоке.

Реактор будет описан более подробно ниже.

Фиг.1 показывает схему конкретного варианта осуществления изобретения и различных компонентов. Реактор является реактором с восходящим потоком и имеет входной патрубок (1), находящийся на дне реактора, через который входит газообразный подаваемый поток, содержащий частицы. Направляющие лопатки (8) могут присутствовать во входном отверстии и внутри реактора, чтобы направлять газ к каталитическим слоям.

Реактор содержит каталитический блок, и чертеж показывает реактор с двумя каталитическими слоями. После прохождения через направляющие лопатки (8) содержащий частицы газ направляют через ректификатор (2) от пыли к каталитическому слою (3). Ректификатор (2) потока неочищенного газа расположен ниже каталитического блока. Ректификатор (2) от пыли регулирует путь твердых частиц пыли в газе перед входом в каталитический слой (3). После прохождения через каталитический слой (3) газ, содержащий часть частиц, входит в каталитический слой (4) и, наконец, покидает реактор через выпускной патрубок (5). Дно реактора имеет выпускной патрубок (6) для собранных частиц пыли. Собранные частицы пыли затем перемещают транспортной системой к устройству для хранения.

При прохождении через реактор содержащий частицы газ присутствует в объеме реактора перед входом в каталитический слой (3). При входе в пустоты/каналы в слое (3) частицы пыли претерпевают увеличение скорости. Это происходит вследствие того, что скорость частиц в каталитическом объеме в 1,4-1,5 раз превышает скорость частиц в объеме реактора. Некоторые из частиц поэтому перемещаются через каталитические слои в объем реактора дальше по ходу потока через два каталитических слоя (3) и (4), где они приводят к засорению и закупорке каталитического слоя, как указано ранее.

Реактор по изобретению содержит по меньшей мере одну отводную трубу (7), расположенную в объеме реактора между входным отверстием и каталитическим блоком. Отводная труба (7) действует в качестве коллектора частиц и в качестве отводящей магистрали для частиц. Верхний конец отводной трубы открыт, и он позволяет частицам входить в отводную трубу для их сбора. Собранные частицы отводят из открытого нижнего конца отводной трубы в выпускной патрубок (6) и затем их перемещают в устройство для хранения.

В области вокруг направляющих лопаток газ и частицы подвергаются воздействию турбулентности. Положение отводных труб может изменяться. В варианте осуществления изобретения отводные трубы могут быть установлены смежно направляющим лопаткам. Размещение верхних концов труб смежно направляющим лопаткам облегчает сбор пыли в объеме реактора.

В следующем варианте осуществления изобретения, где присутствуют несколько отводных труб, трубы равноразнесены в объеме реактора.

Другой вариант осуществления изобретения состоит в замене нескольких отводных труб внутренней стенкой, концентричной со стенкой реактора и расположенной на расстоянии от нее. Фиг.2 показывает горизонтальное поперечное сечение (вид с точки выше внутренней стенки и направляющих лопаток) реактора, указывающее положение внутренней стенки (7). Направляющие лопатки (8) могут присутствовать во входном отверстии и в реакторе.

В случае, когда реактор с восходящим потоком по изобретению не является трубчатым, стенка реактора включает множество сторон. Стенка реактора, показанная в фиг.2 и 3, включает четыре стороны реактора.

Фиг.3 показывает вид реактора в перспективе и положение внутренней стенки (7). Для ясности направляющие лопатки на фиг.3 не показаны. Внутренняя стенка и стенка реактора образуют отводное кольцо, которое находится между входным отверстием (1) и каталитическими блоками (3 и 4). Отводное кольцо действует как коллектор частиц и как магистраль для отвода частиц. Верхний конец отводного кольца открыт, и он позволяет частицам входить в отводное кольцо для сбора в нижней части реактора. Отводное кольцо закрыто на конце, обращенном к входному каналу (1) для газа, чтобы предотвратить протекание содержащего частицы газа в отводное кольцо и нарушение сбора частиц.

На фиг.2 и 3 внутренняя стенка помещена концентрически со стенкой реактора и расположена на расстоянии от нее на трех из сторон реактора. Внутренняя стенка может также быть установлена параллельно только одной или двум из сторон реактора. Расстояние между внутренней стенкой и стенкой реактора составляет, по меньшей мере, 5 см и зависит от размера реактора. Отводное кольцо, образованное внутренней стенкой и стенкой реактора, может иметь длину 200 см или больше, например 1-10 м.

Количество отводных труб, присутствующих в реакторе, может изменяться в зависимости от содержания частиц в газе и размера реактора. Можно обеспечить от 1 до 100 отводных труб в реакторе, хотя большее количество также пригодно. Отводные трубы имеют гидравлический диаметр, по меньшей мере, 5 см, а их длина зависит от размера реактора. Трубы могут иметь длину 200 см или больше, например 1-10 м.

1. Реактор с восходящим потоком для каталитической обработки содержащего частицы газа, включающий патрубок для ввода неочищенного газа, расположенный в донной части реактора, патрубок для вывода очищенного газа, каталитический блок, по меньшей мере одну отводную трубу, расположенную концентрично со стенкой реактора, ректификатор потока неочищенного газа, расположенный ниже каталитического блока, и направляющие лопатки для направления газа к каталитическому блоку, расположенные во входном отверстии и внутри реактора.

2. Реактор по п.1, в котором по меньшей мере одна отводная труба расположена на расстоянии от стенки реактора.

3. Реактор по п.1, который содержит по меньшей мере две отводных трубы, расположенные на равном расстоянии внутри реактора.

4. Реактор по п.1, в котором верхний конец по меньшей мере одной отводной трубы размещен смежно с направляющими лопатками.