Конвертор паровой конверсии со с охлаждением

Авторы патента:

B63G8/08 - обеспечение хода (двигатели или силовые установки как таковые см. соответствующие классы; с использованием атомных установок B63H 21/18; устройства для выхлопа под водой F01N 7/12)

B01J7/00 - Устройства для генерирования газов (получение смесей инертных газов B01J 19/14; генерирование специальных газов см. соответствующие подклассы, например C01B,C10J)

Владельцы патента RU 2580186:

Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" (АО "ЦКБ МТ "Рубин") (RU)

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно, к установкам для получения водорода риформингом жидкого углеводородного сырья, может быть использовано в энергетической установке подводной лодки. Конвертор паровой конверсии CO с охлаждением включает корпус. Конвертор снабжен устройством для подачи парогазовой смеси, устройством вывода продуктов реакции, электронагревателем, теплоизоляцией и катализатором паровой конверсии CO. Теплоизоляция размещена поверх нагревателя. Катализатор паровой конверсии CO состоит из верхнего и нижнего слоя, которые разделены слоем инертной насадки, а также охлаждающим устройством. Охлаждающее устройство выполнено в виде внутреннего кольцевого трубчатого коллектора с отверстиями для выпуска воды и наружного коллектора. Достигается обеспечение непрерывности процесса получения водорода без использования дополнительных веществ на борту подводной лодки. 2 ил.

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к установкам для получения водорода риформингом жидкого углеводородного сырья, и может быть использовано в энергетической установке подводной лодки (патент RU 2381951 C1).

Известен промышленный конвертор оксида углерода, включающий корпус, работающий под давлением, снабженный распределительным устройством для подачи парогазовой смеси и для вывода продукта, и слоем катализатора, зафиксированным внутри корпуса прижимной решеткой (см. «Справочник азотчика под редакцией Мельникова Е.Я., М., Химия. 1986 г.). Данный конвертор поддерживает режим паровой конверсии CO, близкий к термодинамически расчетному, при содержании CO в парогазовой смеси на входе не более 12÷15% при состоянии пар:CO не менее 2.

Данный конвертор нельзя считать аналогом для предлагаемого изобретения, так как парогазовая смесь, подаваемая на стадию конверсии CO в энергетической установке подводной лодки (патент RU 2381951 C1), содержит в своем составе до 50% об. CO по сухому газу при соотношении пар:газ 1:1.

Увеличение концентрации CO в парогазовой смеси на входе в конвертор приводит к перегреву катализатора, содержащегося в конверторе, и к его термической дезактивации. Так, наиболее распространенный среднетемпературный катализатор паровой конверсии CO СТК-1 полностью теряет работоспособность при увеличении концентрации CO в парогазовой смеси выше 25% об.

Прототип, близкий по технической сущности к предлагаемому изобретению не обнаружен, поскольку конверторы с охлаждением на стадии паровой конверсии CO ранее не применялись.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка конвертора паровой конверсии CO с охлаждением, обеспечивающим проведение процесса паровой конверсии при повышенном до 50% об. по сухому газу содержании CO в парогазовой смеси путем подачи воды в полость каталитической камеры, что, в свою очередь, обеспечивает непрерывность процесса получения водорода без использования дополнительных веществ на борту подводной лодки.

Поставленная задача решается предлагаемым конвертором паровой конверсии CO с охлаждением, который включает корпус, работающий под давлением, снабженный устройством для подачи парогазовой смеси и устройством вывода продуктов реакции, электронагревателем и теплоизоляцией, размещенной поверх нагревателя, и катализатором паровой конверсии CO, состоящим из верхнего и нижнего слоев, разделенных слоем инертной насадки, предпочтительно кольцами Рашига, а также охлаждающим устройством, выполненным в виде внутреннего кольцевого трубчатого коллектора с отверстиями для выпуска воды, размещенного в средней части корпуса конвертора внутри слоя инертной насадки, и наружного коллектора, соединенного с внутренним кольцевым трубчатым коллектором с отверстиями для выпуска воды через две подводящие трубки, закрепленные на корпусе.

Сущность изобретения схематически поясняется прилагаемыми чертежами (Фиг. 1 и Фиг. 2).

На Фиг. 1 показан общий вид конвертора.

На Фиг. 2 показан разрез конвертора по сечению А-А.

Конвертор паровой конверсии CO состоит из корпуса 1, работающего под давлением, и расположенного в нем катализатора паровой конверсии CO 2, состоящего из верхнего 3 и нижнего 4 слоев, разделенных слоем инертной насадки 5.

Охлаждающее устройство выполнено в виде внутреннего кольцевого трубчатого коллектора с отверстиями для выпуска воды 6 и размещено в средней части корпуса 1 конвертора внутри слоя инертной насадки 5.

Внутренний трубчатый коллектор с отверстиями для выпуска воды 6 соединен с наружным коллектором 7 через две подводящие трубки 8, закрепленные на корпусе 1.

Конвертор паровой конверсии CO, кроме того, снабжен устройством для подачи парогазовой смеси 9 и устройством вывода продуктов реакции 10, электронагревателем 11 и теплоизоляцией 12.

Работа конвертора паровой конверсии осуществляется следующим образом.

Парогазовая смесь, состоящая из водорода, CO и водяного пара, с содержанием CO по сухому газу до 50% об. и соотношением пар:газ 1:1, подается в корпус 1 через устройство подачи парогазовой смеси 9. Далее парогазовая смесь проходит последовательно через нижний 4 слой катализатора паровой конверсии CO 2, слой инертной насадки 5, верхний слой 3 катализатора паровой конверсии CO 2 и выводится из корпуса 1 через устройство вывода продуктов реакции 10.

Избыточное тепло, выделяющееся в процессе паровой конверсии в нижнем слое 4 катализатора паровой конверсии CO 2, снимается путем подачи воды в слой инертной насадки 5 через наружный коллектор 7 и соединенный с ним двумя подводящими трубками 8 внутренний кольцевой трубчатый коллектор с отверстиями для выпуска воды 6 охлаждающего устройства. Установившийся при этом температурный режим верхнего слоя 3 катализатора паровой конверсии CO 2 обеспечивает глубину конверсии CO до его остаточного содержания по сухому газу 1% об.

Таким образом, заявляемое устройство решает задачу проведения паровой конверсии CO в парогазовой смеси при повышенном до 50% об. по сухому газу содержании CO в парогазовой смеси, что, в свою очередь, обеспечивает непрерывность процесса получения водорода без использования дополнительных веществ на борту подводной лодки.

Конвертор паровой конверсии CO с охлаждением, включающий корпус, работающий под давлением, снабженный устройством для подачи парогазовой смеси и устройством вывода продуктов реакции, электронагревателем и теплоизоляцией, размещенной поверх нагревателя, и катализатором паровой конверсии CO, состоящим из верхнего и нижнего слоя, разделенных слоем инертной насадки, а также охлаждающим устройством, выполненным в виде внутреннего кольцевого трубчатого коллектора с отверстиями для выпуска воды, размещенного в средней части корпуса конвертора внутри слоя инертной насадки, и наружного коллектора, соединенного с внутренним кольцевым трубчатым коллектором с отверстиями для выпуска воды через две подводящие трубки, закрепленные на корпусе.

Изобретение относится к энергетическим установкам, функционирующим без связи с атмосферой и предназначенным для глубоководных аппаратов и подводных лодок. Паровая энергетическая установка снабжена промежуточным контуром с диатермическим маслом и насосом для его циркуляции, при этом в качестве рабочего тела для парового контура использована органическая жидкость, камера сгорания выполнена в виде масляного котла, паровой контур снабжен теплообменником-рекуператором, теплообменником-испарителем и насосом, а промежуточный контур с диатермическим маслом расположен между масляным котлом и паровым контуром и проходит через топочное пространство масляного котла и теплообменник-испаритель парового контура, причем магистраль для отвода отработанных газов снабжена байпасной линией с регулирующим клапаном для подачи части отработанных газов в топочное пространство масляного котла и дожимным компрессором для подачи части отработанных газов непосредственно в емкость для растворения отработанных газов в забортной воде, а магистраль забортной воды последовательно проходит через конденсатор пара парового контура и емкость для растворения отработанных газов в забортной воде.

Энергетическая установка для подводного технического средства // 2564193

Изобретение относится к энергетическим установкам, функционирующим без связи с атмосферой и предназначенным для глубоководных аппаратов и подводных лодок. Энергетическая установка содержит в качестве рабочего тела для парового контура органическую жидкость, паровой контур снабжен установленным между паровой турбиной и конденсатором пара теплообменником-рекуператором и теплообменником-испарителем, через который проходит магистраль для отвода отработанных газов из камеры сгорания, при этом магистраль для отвода отработанных газов снабжена байпасной линией с регулирующим клапаном, соединенной через эжектор с магистралью отработанных газов перед теплообменником-испарителем и отходящей от магистрали для отвода отработанных газов после теплообменника-испарителя.

Способ эксплуатации подводной лодки, а также подводная лодка // 2561476

Группа изобретений относится к оборудованию для подводных лодок. При способе эксплуатации подводной лодки используют приводной двигатель, подпитываемый через импульсные вентильные преобразователи частоты.

Силовая установка подводного аппарата // 2556821

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям силовых установок подводных аппаратов. Силовая установка подводного аппарата содержит высокооборотный электродвигатель переменного тока, который соединен с движителем аппарата через редуктор.

Подводный аппарат повышенной маневренности // 2547102

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным аппаратам повышенной маневренности, и может использоваться при возведении морских нефтегазодобывающих платформ с прокладкой трубопроводов на дне моря.

Всесезонное подводное судно "река-море" // 2529047

Изобретение относится к области судостроения и касается эксплуатации подводных судов в ледовых условиях. Подводная лодка содержит корпус, емкости для изменения плавучести лодки путем заполнения их забортной водой или воздухом.

Подводный аппарат // 2515815

Изобретение относится к области подводного судостроения. Подводный аппарат содержит корпус, гребной электродвигатель, связанный через главный редуктор с гребным винтом.

Способ функционирования судового приводного двигателя, питаемого инвертором с широтно-импульсной модуляцией, а также система судового привода // 2514383

Изобретение относится к способу функционирования судового приводного двигателя (2), питаемого по меньшей мере одним импульсным инвертором (3), при котором элементы (5) переключения импульсного инвертора (3) переключаются с изменяемой частотой переключения.

Подводная лодка и двигательная установка подводной лодки // 2502631

Группа изобретений относится к подводному кораблестроению и может быть использована преимущественно для подводных лодок. Подводная лодка содержит прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, кормовую оконечность с гребным винтом, со ступицей, установленной на гребном валу, соединенном с электродвигателем, соединенным электрическим кабелем с аккумулятором, электрогенератор, вал которого соединен с главным валом двигательной установки.

Подводная лодка и двигательная установка подводной лодки // 2501705

Группа изобретений относится к подводному кораблестроению и может быть использована преимущественно для подводных лодок. Подводная лодка содержит прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, прочную рубку и спасательную всплывающую камеру, установленную внутри прочного корпуса под прочной рубкой, кормовую оконечность с гребным винтом, со ступицей, установленной на гребном валу, соединенном с электродвигателем, соединенным электрическим кабелем с аккумулятором, электрогенератор, вал которого соединен с валом двигательной установки.

Способ получения синтез-газа из водородсодержащего сырья в реакторе с обращаемым потоком и реактор для его осуществления // 2574464

Изобретение относится к области получения водорода или синтез-газа при переработке различных водородсодержащих топлив посредством парциального окисления и может быть использовано для переработки различных углеводородных топлив и сероводорода.

Система контролируемой выработки водорода на месте по необходимости при помощи вторичного жидкого металлического реагента и способ, использованный в системе // 2555022

Изобретение относится к системе выработки водорода и способу управляемой выработки водорода. Способ заключается в реакции металлического реактива, отобранного среди щелочных металлов, щелочноземельных металлов, сплавов и смесей, состоящих из щелочных металлов, щелочноземельных металлов, сплавов, состоящих, как минимум, из одного щелочного металла, и как минимум, одного щелочноземельного металла, с водой для получения водорода и остаточного продукта реакции в виде гидроксида металла, отобранного среди щелочных гидроксидов и щелочноземельных гидроксидов, при этом осуществляют сжижение металлического реактива путем нагревания в вакууме, подачу жидкого металлического реактива в гомогенный реактор выдавливанием при помощи средств подачи и одновременную подачу воды для поддержания стехиометрического соотношения воды в соответствии с количеством жидкого металлического реактива, транспортировку водорода и остаточного продукта из реактора в средства разделения, разделение водорода и остаточного продукта реакции, транспортировку отделенного водорода в приемник водорода, транспортировку остаточного продукта реакции в приемник гидроксида металла и предотвращение попадания кислорода в средства подачи металлического реактива, систему подачи воды, реактор, разделители и приемник водорода путем выборочного применения вакуума.

Способ и система для подачи тепловой энергии и эксплуатирующая ее установка // 2553892

Изобретение относится к подаче тепловой энергии и может быть использовано в химической промышленности и газификации. Способ подачи тепловой энергии в систему термообработки (104) сырья включает: газификацию сухого сырья в первом реакторе (106) потоком газифицирующего газа (FGG) с получением первого газового потока (PFG); окисление во втором реакторе (108) с получением второго газового потока (DFG); активацию в третьем реакторе носителей кислорода с получением избытка тепловой энергии; подачу части тепловой энергии указанного второго газового потока (DFG) и/или избыточного тепла с активации носителей кислорода в систему (104) термообработки сырья; и повышение температуры потока газифицирующего газа (FGG) по меньшей мере одной частью избыточного тепла с активации носителей кислорода для повышения температуры указанного потока газифицирующего газа (FGG) до температуры газификации.

Термодиссоционный генератор водорода и кислорода // 2549847

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для производства водорода и кислорода из водяного пара методом термической диссоциации и может быть использовано в сельском хозяйстве, коммунально-бытовой отрасли для работы двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок.

Установка для получения синтез-газа для производства углеводородов // 2544656

Изобретение относится к области газохимии, а именно к установке для получения синтез-газа для производства углеводородов. Установка включает магистраль подачи углеводородного сырья, магистраль подачи остаточного газа с установки синтеза углеводородов из синтез-газа, соединенные с блоком адиабатического предриформинга, трубопровод для подачи кислородосодержащего газа, соединенный с блоком автотермического риформинга, связанного с блоком адиабатического предриформинга, и трубопровод для выхода полученной парогазовой смеси, соединенный с выходом блока автотермического риформинга.

Устройство генератора синтез-газа // 2535121

Изобретение относится к устройству переработки газового углеводородного сырья для получения синтез-газа. Устройство содержит узел подвода исходных компонентов - окислителя и углеводородного газа, узел охладителя, смеситель образования реакционной смеси, камеру горения в виде цилиндрического канала, корпус которой имеет охлаждающий тракт, дополнительные стенки-перегородки с охлаждающим внутренним проходным трактом, связанным с охлаждающим трактом корпуса камеры.

Электрохимический водяной насос // 2524606

Изобретение относится к насосной технике и может применяться при создании систем водоснабжения и силовых гидравлических установок, в том числе малогабаритных гидросистем высокого давления для космических аппаратов (КА).

Способ изготовления газогенерирующего элемента для низкотемпературного газогенератора // 2524388

Изобретение относится к прикладной химии, а именно к способу изготовления газогенерирующего элемента для низкотемпературного твердотопливного газогенератора. Способ включает приготовление раствора связующего в промежуточном растворителе, подготовку компонентов, смешение массы, приготовление из массы гранул размером 1-1,6 мм, формование с виброуплотнением навески приготовленных гранул в технологической оснастке или корпусе газогенератора, отверждение элемента в две стадии с вакуумированием на второй стадии и выпрессовку элемента.

Установка для переработки влажных органических субстратов в газообразные энергоносители // 2516492

Изобретение относится к области термохимической переработки влажных органических субстратов и к области получения газообразного топлива. Установка для переработки влажных органических субстратов в газообразные энергоносители состоит из последовательно расположенных механического обезвоживающего устройства (7), газогенератора (1), мокрого скруббера (10) и энергогенерирующей установки (13).

Способ конверсии дизельного топлива и конвертор для его осуществления // 2515326

Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано в химической, нефтехимической и энергетической промышленностях. Конвертор включает реактор, форсуночную головку для ввода дизельного топлива и кислорода с системой поджига, установленные в верхней части корпуса реактора, систему водяного охлаждения.

Твердотопливный газогенератор для подводного использования // 2582383

Изобретение относится к области ракетной техники, а более конкретно к области регулирования твердотопливных газогенерирующих систем для подводного применения. Твердотопливный газогенератор для подводного использования содержит установленную на опоре цилиндрическую шашку унитарного твердого топлива, на верхнем торце которой надет локализатор зоны горения в виде перевернутого термостойкого стакана с электрическим нагревателем, и средство управления. Локализатор зоны горения выполнен разъемным в виде шарнирной пары с горизонтальной шарнирной осью на боковой поверхности с возможностью пространственного поворота электронагревателя относительно термостойкого стакана, в котором предусмотрена перфорация днища. На противоположной стороне от оси шарнира к электронагревателю прикреплен кронштейн, на котором установлен исполнительный механизм средства управления, выполненный в виде электромотора с лопастным движителем. Изобретение позволяет регулировать темп газообразования, включая прерывание горения и повторное зажигание, без использования ограничивающей длину шашки арматуры. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.