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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2264853

METHOD Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff in dem Gasgemisch von Wasserstoff und Sauerstoff Rekombinator

Name des Erfinders: Scherbakov Sergey Ivanovich (RU); Kalyakin Sergey G. (RU); Peter Nikiforovich Martynov (RU); Yagodkin Ivan (RU)
Der Name des Patentinhabers: Scherbakov Sergey Ivanovich (RU); Kalyakin Sergey G. (RU); Peter Nikiforovich Martynov (RU); Yagodkin Ivan (RU)
Korrespondenzanschrift: 249039, Region Kaluga, Obninsk, / I 9004, pat.pov .. Yu.B.Bazanovu, reg. Nummer 28
Startdatum des Patents: 2004.02.25

Die beanspruchte Gruppe von Erfindungen ist entworfen , um eine Wasserstoffexplosion zu bieten und kann in Kernkraft, Transport, Chemie und anderen Branchen eingesetzt werden. Verfahren Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff in der Gasmischung ist in der Einleitung des Gasgemischs den Katalysator mit dem erhitzten Körper entlang der wärmeleitende Kanäle angeordnet sind kontaktiert, den Wärmeaustausch zwischen ihnen. Das heiße Ende des Kanaltemperatur mit dem Katalysator - Trägerkörpers im Bereich von 150 bis 350 ° C, das kalte Ende des wärmeleitenden Kanals Temperatur am Berührungspunkt mit dem Katalysator an der Stelle seiner Kontakt wärmeleitendem unterhalb der Körpertemperatur des heißen Ende gehalten. Das Gasgemisch durch den Katalysatorkörper in der Richtung von dem kalten Ende des wärmeleitenden Kanals zu dem heißen Ende geführt. Rekombinator Wasserstoff und Sauerstoff umfaßt ein Gehäuse mit Ein- und Auslaufstrecken zwischen dem wärmeleitenden Kanal und dem Katalysatorkörper, angeordnet in dem Weg des Gasgemischs entlang des wärmeleitenden Kanals angeordnet ist. Der Wärmeleitungskanal in dem Einlaßabschnitt ist mit einer Kühlvorrichtung und dem Auslassabschnitt ausgestattet - Heizung. Die Erfindung ermöglicht es, den Arbeitsbereich der Wasserstoffkonzentration auf 0,5 bis 25% der Gasmischung und Aufrechterhaltung des Betriebs der Vorrichtung in unterschiedlichen Betriebsarten zu erweitern.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die beanspruchte Gruppe von Erfindungen bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen , die eine Wasserstoffexplosion zu schaffen konzipiert und kann in Kernkraft, Transport, Chemie und anderen Branchen eingesetzt werden.

Ein Verfahren ist die Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff in dem gasförmigen Gemisch bekannt, mit dem Gasgemisch Verabreichen des Katalysators mit einem erhitzten Körper / deutschen Patent 2239952 N, Cl kontaktieren. G 21 G 21/20, 1990 /. So reagieren sowohl untereinander als Gas auf die Reaktionstemperatur erwärmt , bis mindestens 620 ° C, vorzugsweise bis 760 ° C

Der Nachteil dieses Verfahrens ist , daß es in einem relativ engen Bereich der Wasserstoffkonzentration von 1 bis 5% durchgeführt werden kann.

Bekannte Bau von Wasserstoff und Sauerstoff Rekombinationswellenleiter in russischen Patent beschrieben 2069582, IPC B 01 J 8/04, 1996. Diese Vorrichtung umfasst ein vertikales Gehäuse mindestens eine permanent offene Gaseinlaßöffnung und eine permanent offene Gasaustritts miteinander Öffnung in Verbindung steht, in dessen Innerem der Gasweg den Katalysatorkörper gelegt. Die Katalysatorkörper sind in Form von Platten mehrschichtigen eine Vielzahl von Mehrkanalsystem parallel zueinander Gasströmungskanäle bilden.

Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist , dass es in einem engen Bereich von Wasserstoffkonzentration von 1 bis 5% funktioniert.

Ein Teil dieser Nachteil wird bei dem Verfahren und der Vorrichtung in der Erfinderzertifikat der UdSSR № 993998, cl beschrieben eliminiert. B 01 J 8/04, 1983. Nach Prototyp Verfahren wird das Gasgemisch mit dem Katalysator in dem erhitzten Körper entlang der wärmeleitende Kanäle angeordnet sind kontaktiert, den Wärmeaustausch zwischen ihnen.

Die Prototypvorrichtung umfasst ein Gehäuse mit Einlass- und Auslassdüsen, deren Achse ein Wärmerohr installiert ist, von dem ein Ende in dem Katalysatorbett angeordnet ist, und die andere - die Vorheizkammer des Gasgemisches.

Der Nachteil des Prototyps besteht darin , dass das Verfahren durchgeführt werden kann, und das Gerät ist betriebsbereit in einem ziemlich engen Bereich von Wasserstoffkonzentrationen von 0,1 bis 5%.

Das Gebrauchsmuster liegt die Aufgabe zugrunde , eine Vorrichtung zur Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff mit einem erweiterten Arbeitsbereich der Wasserstoffkonzentration von 0,1 bis 25% zu schaffen.

Zur Lösung dieses Problems das Verfahren der Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff in dem gasförmigen Gemisch, umfassend das Verabreichen an das Gasgemisch den Katalysator mit dem erhitzten Körper entlang der wärmeleitende Kanäle angeordnet Kontaktierung Bereitstellen Wärmeaustausch zwischen ihnen. Ein besonderes Merkmal des vorgeschlagenen Verfahrens ist , dass die Temperatur des heißen Ende des wärmeleitenden Kanäle am Berührungspunkt mit dem Katalysatorkörper in dem Bereich von 150 bis 350 ° C, das kalte Ende des wärmeleitenden Kanals Temperatur am Kontaktpunkt mit dem Katalysatorkörper aufrechterhalten wird , wird unter dem heißen Ende Temperatur zu diesem gehalten Gasgemisch wird durch einen Katalysatorkörper in der Richtung von dem kalten Ende des wärmeleitenden Kanals zu dem heißen Ende geführt.

Weiter das Gasgemisch durch den Katalysatorkörper in einer solchen Weise geleitet vorgesehen, die in der wärmeleitenden Kanal an jedem Punkt die Temperatur nicht höher als die Temperatur des heißen Endes ist.

Um dieses Problem zu Rekombinator Wasserstoff und Sauerstoff zu lösen, mit einem Gehäuse mit Eintritts- und Austrittsabschnitte aufweist , die zwischen dem wärmeleitenden Kanal und dem Katalysatorkörper, angeordnet in dem Weg des Gasgemischs entlang des wärmeleitenden Kanals angeordnet ist. Eine Besonderheit der vorgeschlagenen Rekombinator ist, dass die wärmeleitenden Kanal in dem Einlassabschnitt mit einer Kühlvorrichtung ausgestattet ist und der Auslaßabschnitt - Heizung.

Zusätzlich bot Rekombinationswellenleiter konstruktiv wärmeleitenden Kanal und den Körper zu verbinden.

Zusätzlich Rekombinator angeboten so konfiguriert, dass der Abstand von einem beliebigen Punkt in dem Körper des Katalysators auf eine wärmeleitende Oberfläche des Kanals nicht mehr als sechs Millimeter nicht übersteigt.

Location Katalysatorkörpers entlang des wärmeleitenden Kanals mit der Bereitstellung von Wärmeaustausch zwischen dem wärmeleitenden Kanal und dem Katalysator ermöglicht es dem Körper die gewünschte Temperatur katalizatrnogo Körper für die Durchführung der Rekombinationsreaktion zu halten, sondern ermöglicht auch die Wärme, die während der Reaktion in dem wärmeleitenden Kanal erzeugt zurücksetzen. Aufrechterhalten der Temperatur im Bereich von 150 bis 350 ° C die Mischung ermöglichen , mit einer niedrigen Konzentration von Wasserstoff zu rekombinieren - weniger als 1% und die Effizienz der Rekombination Gemische mit einer hohen Konzentration an Wasserstoff zu erhöhen - bis zu 25%. Übertragung des Gasgemisches durch ein Katalysatorkörper in der Richtung von dem kalten Ende des wärmeleitenden Kanals zu dem heißen Ende können die Prozesseffizienz und der Vorrichtung zu verbessern. Durchführen Rekombinator so dass der Abstand von einem beliebigen Punkt des Katalysatorkörpers an die Oberfläche des wärmeleitenden Kanals nicht grßer als sechs Millimeter ist, ermöglicht es, gegen Überhitzen des Katalysatorkörpers zu schützen und dadurch den Betrieb der Vorrichtung in verschiedenen Betriebsarten aufrechtzuerhalten. So erreichen wir das angegebene technische Ergebnis.

METHOD Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff in dem Gasgemisch von Wasserstoff und Sauerstoff Rekombinator. Russische Föderation Patent RU2264853 METHOD Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff in dem Gasgemisch von Wasserstoff und Sauerstoff Rekombinator. Russische Föderation Patent RU2264853

1 zeigt den erfindungsgemässen Rekombinators wobei 1 - einen vorderen Gehäuseabschnitt 3 - - Austrittskörperabschnitt, das wärmeleitende Kanal im Inneren des Katalysatorkörpers 4. In dem Auslassabschnitt positioniert thermisch leitenden Heizelement Kanal 5 und der wärmeleitende Kanal strukturell mit dem Gehäuse, 2 kombiniert wird wärmeleitenden Kanaleinlaufstrecke Kühlvorrichtung 6 als Heizkörper genommen. Zur Temperaturregelung Heizung wird mit einem Thermoelement 7 ausgestattet.

2 zeigt eine Ausführungsform der Rekombinator, das Gehäuse 8 und das wärmeleitende Kanal 9 strukturell getrennt.

Das Gerät arbeitet, und das Verfahren wird wie folgt ausgeführt. Nach dem Einschalten der Heizung 5 und Kontaktieren des Kühlers 6 mit der Umgebungstemperatur in dem Auslaßrohr 3 auf Werte von 150-350 ° C erhöht wird, die durch ein Thermoelement 7. Dieser Kanal gesteuert wird , ist die thermische Schnittstelle und der Wärmestrom entlang der wärmeleitenden Kanal von der Maximaltemperatur geändert wird der Minimalwert. Katalysatorkörper 4, hergestellt, beispielsweise aus einem porösen Material mit der Platinoberfläche beschichtet ist, in thermischem Kontakt mit dem wärmeleitenden Kanal 1 und erfasst dessen Temperatur. Ein gasförmiges Gemisch von Wasserstoff und Sauerstoff, oder erzwungene Konvektion über den Katalysator enthält, wird durch den Körper 4 in einer Richtung von dem Einlaßabschnitt zu dem Auslaßabschnitt 2 3. auf der Oberfläche des Körpers Dieser Katalysator geleitet 4 gibt Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff Wasserdampf und Wärme zu bilden. Die freigesetzte Wärme als Ergebnis der Rekombination wird durch die Wärmekontakt-Wärmeschnittstelle für den Kanal in Richtung des kalten Endes, in die entgegengesetzte Richtung zu dem Gasgemisch transportiert. Die Temperatur an dem Punkt der Wärmeerzeugung zunimmt, und das Gasgemisch wird weiter erwärmt. Als Ergebnis stellen die zu Beginn der Reaktion bewegt sich in die Katalysatorkörper zu seinem kalten Ende und das Volumen des Katalysatorkörpers in Rekombination erhöht beteiligt. Je größer die Konzentration an Wasserstoff, die näher an dem kalten Ende des Katalysatorkörpers Reaktion beginnt. So automatisch die optimale Bedingungen für die Rekombination einzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Rekombinator wurde in der Schale und das wärmeleitende Kanal konstruktiv vereinigt und aus Edelstahlrohr von 19 mm Außendurchmesser und einer Wandstärke von 4 mm gefertigt. Länge 65 mm Rekombinationswellenleiter. Der katalytische Körper gebildet aus einem porösen Schaummaterial (HPCM) - Basis - nichrome bedeckt Aluminiumoxidkristalle, Top-Platinüberzug. Heizung - elektrische Leistung von 90 Watt. Radiator - Luft. Rekombinator geleitet durch das Gas-Luft - Gemisch , das 0,5 bis 25% Wasserstoff. Das heiße Ende des Kraftstoffkanals Temperatur 220 gehalten ± 20 ° C wurde das kalt Endtemperatur 70 ± 10C °.

Strömung des Gasgemisches betrug 8,5 cm 3 / s. Somit ist die Ausgabe der Wasserstoffkonzentration lag nicht über 0,04%.

FORDERUNGEN

  1. Verfahren Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff in dem gasförmigen Gemisch, umfassend das Verabreichen an das Gasgemisch in Kontakt mit der erwärmten Körper Katalysator entlang der wärmeleitende Kanäle angeordnet sind, die Bereitstellung der Wärmeaustausch zwischen ihnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des heißen Ende des wärmeleitenden Kanäle am Berührungspunkt mit dem Katalysatorkörper Stütz im Bereich von 150 bis 350 ° C, das kalte Ende des wärmeleitenden Kanals Temperatur am Kontaktpunkt mit dem Katalysator unterhalb der Körpertemperatur des heißen Ende gehalten, und das Gasgemisch durch ein Katalysatorkörper in der Richtung von dem kalten Ende des wärmeleitenden Kanals zu dem heißen Ende geführt.

  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch in der Weise durch den Katalysatorkörper geleitet, dass die Temperatur an keiner Stelle der wärmeleitenden Kanal heißen Endtemperatur nicht übersteigt.

  3. Rekombinator Wasserstoff und Sauerstoff, mit einem Gehäuse mit Eintritts- und Austrittsabschnitten zwischen dem wärmeleitenden Kanal und dem Katalysatorkörper in dem Weg des Gasgemischs entlang des wärmeleitenden Kanals angeordnet angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeleitende Kanal in dem Abschnitt Einlass mit einer Kühlvorrichtung ausgestattet ist, und an dem Auslassabschnitt - Heizung.

  4. Rekombinator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeleitende Kanal und das Gehäuse baulich vereint sind.

  5. Rekombinator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von einem beliebigen Punkt des Katalysatorkörpers an den Wärme des Kanals leitenden Oberfläche nicht mehr als 6 mm nicht überschreitet.

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Erscheinungsdatum 03.12.2006gg