Пристрій для рекомбінації водню в газовій суміші
Формула / Реферат
1. Пристрій (1, 1’) для рекомбінації водню в газовій суміші, що містить корпус (4), виконаний з можливістю протікання газової суміші у режимі вільної конвекції, і розміщені в корпусі (4) каталізаторний пристрій (2) і пристрій (8) утримування полум'я, який відрізняється тим, що у пристрої (8) утримування полум'я виконано певну кількість призначених для втікання газової суміші вхідних отворів (12), середній розмір котрих становить від 0,2 мм до 3 мм.
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що перед каталізаторною системою включений пристрій утримування полум'я.
3. Пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що перед каталізаторною системою включений уловлювач осаду.
4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що уловлювач осаду вмонтований у пристрій утримування полум'я.
5. Пристрій за п. 3 або 4, який відрізняється тим, що уловлювач осаду є таким, що охолоджується газовою сумішшю, що втікає в корпус.
6. Пристрій за пп. 1 - 5, який відрізняється тим, що його корпус містить розташований вище вихідного отвору для газової суміші дах корпусу.
7. Пристрій за пп. 1 - 6, який відрізняється тим, що вхідні отвори мають відповідно середній розмір якнайбільше 2 мм.
8. Пристрій за пп. 1 - 7, який відрізняється тим, що об'єм, обмежений каталізаторною системою і пристроєм утримування полум'я, обмежує полум'я до довжини полум'я якнайбільше 0,3 м.
9. Пристрій за пп. 1 - 8, який відрізняється тим, що середня відстань пристрою утримування полум'я щодо каталізаторної системи складає якнайбільше 0,3 м.
10. Пристрій за пп. 1 - 9, який відрізняється тим, що після каталізаторної системи включений уловлювач грубих частинок.
11. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що уловлювач грубих частинок містить безліч прохідних отворів із середньою шириною зазору щонайменше 0,1 мм, переважно щонайменше 0,2 мм і якнайбільше 1 мм.
12. Пристрій за пп. 1 - 11, який відрізняється тим, що корпус має ізолюючу оболонку.
13. Пристрій за пп. 1 - 12, який відрізняється тим, що після каталізаторної системи включена ділянка підмішування для підмішування атмосфери навколишнього середовища до газової суміші, що виходить із каталізаторної системи.
14. Пристрій за пп. 1 - 13, який відрізняється тим, що після каталізаторної системи підключений статичний змішувач.
15. Пристрій за пп. 1 - 14, який відрізняється тим, що каталізаторна система містить як каталітичний активний матеріал платину і/або паладій.
16. Пристрій за пп. 1 - 15, який відрізняється тим, що каталізаторна система містить ряд приблизно пластинчастих каталізаторних тіл, причому відповідно два сусідні каталізаторних тіла розташовані на середній відстані одне від одного щонайменше 0,8 см і якнайбільше 3 см.
17. Пристрій за п. 16, який відрізняється тим, що кожне каталізаторне тіло покрите по обидві сторони каталізаторним матеріалом з утворенням реакційної поверхні, причому газова суміш є такою, що направляється як через фронтальну сторону, так і через зворотну сторону реакційної поверхні кожного каталізаторного тіла.
18. Пристрій за п. 16 або 17, який відрізняється тим, що каталізаторні тіла утримуються в загальному тримачі з заданою теплопровідністю, зокрема у висувному блоці.
19. Пристрій за пп. 1 - 18, який відрізняється тим, що каталізаторна система розрахована для окислення тільки частини водню, що направляється в газовій суміші, переважно для окислення частини водню, що направляється в газовій суміші, менше ніж 50%.
20. Пристрій за пп. 1 - 19, який відрізняється тим, що його корпус у напрямку течії газової суміші має довжину щонайменше 0,4 м, переважно, щонайменше 1 м і якнайбільше 2 м.
Текст
1 Пристрій (1, 1') для рекомбінації водню в газовій суміші, що містить корпус (4), виконаний з можливістю протікання газової суміші у режимі вільної конвекції, і розміщені в корпусі (4) каталізаторний пристрій (2) і пристрій (8) утримування полум'я, який відрізняється тим, що у пристрої (8) утримування полум'я виконано певну КІЛЬКІСТЬ призначених для втікання газової суміші вхідних отворів (12), середній розмір котрих становить від 0,2 мм до 3 мм 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що перед катал ізаторною системою включений пристрій утримування полум'я 3 Пристрій за п 1 або 2, який відрізняється тим, що перед катал ізаторною системою включений уловлювач осаду 4 Пристрій за п 3, який відрізняється тим, що уловлювач осаду вмонтований у пристрій утримування полум'я 5 Пристрій за п 3 або 4, який відрізняється тим, що уловлювач осаду є таким, що охолоджується газовою сумішшю, що втікає в корпус 6 Пристрій за пп 1 - 5, який відрізняється тим, що його корпус містить розташований вище вихідного отвору для газової суміші дах корпусу 7 Пристрій за пп 1 - 6, який відрізняється тим, що ВХІДНІ отвори мають ВІДПОВІДНО середній розмір якнайбільше 2 мм 8 Пристрій за пп 1 - 7, який відрізняється тим, що об'єм, обмежений каталізаторною системою і пристроєм утримування полум'я, обмежує полум'я до довжини полум'я якнайбільше 0,3 м 9 Пристрій за пп 1 - 8, який відрізняється тим, що середня відстань пристрою утримування полум'я щодо каталізаторної системи складає якнайбільше 0,3 м 10 Пристрій за пп 1 - 9, який відрізняється тим, що після каталізаторної системи включений уловлювач грубих частинок 11 Пристрій за п 10, який відрізняється тим, що уловлювач грубих частинок містить безліч прохідних отворів із середньою шириною зазору щонайменше 0,1 мм, переважно щонайменше 0,2 мм і якнайбільше 1 мм 12 Пристрій за пп 1 - 11, який відрізняється тим, що корпус має ізолюючу оболонку 13 Пристрій за пп 1 - 12, який відрізняється тим, що після каталізаторної системи включена ділянка підмішування для підмішування атмосфери навколишнього середовища до газової суміші, що виходить із каталізаторної системи 14 Пристрій за пп 1 - 13, який відрізняється тим, що після каталізаторної системи підключений статичний змішувач 15 Пристрій за пп 1 - 14, який відрізняється тим, що каталізаторна система містить як каталітичний активний матеріал платину і/або паладій 16 Пристрій за пп 1 - 15, який відрізняється тим, що каталізаторна система містить ряд приблизно пластинчастих каталізаторних тіл, причому ВІДПОВІДНО два сусідні каталізаторних тіла розташовані на середній відстані одне від одного щонайменше 0,8 см і якнайбільше 3 см 17 Пристрій за п 16, який відрізняється тим, що кожне каталізаторне тіло покрите по обидві сторони каталізаторним матеріалом з утворенням реакційної поверхні, причому газова суміш є такою, що направляється як через фронтальну сторону, так і через зворотну сторону реакційної поверхні кожного каталізаторноготіла 18 Пристрій за п 16 або 17, який відрізняється тим, що каталізаторні тіла утримуються в загальному тримачі з заданою теплопровідністю, зокрема у висувному блоці 19 Пристрій за пп 1 - 18, який відрізняється тим, що каталізаторна система розрахована для окислення тільки частини водню, що направляється в газовій суміші, переважно для окислення частини водню, що направляється в газовій суміші, менше ніж 50% О (О З 46141 4 20 Пристрій за пп 1 - 19, який відрізняється тим, довжину щонайменше 0,4 м переважно, щонаищо його корпус у напрямку течи газової суміші має менше 1 м і якнайбільше 2 Винахід стосується пристрою для рекомбінації водню в газовій суміші, зокрема, для атомної електростанції На атомній електростанції у випадку ситуації відмови або аварії, якою би неймовірною вона не була, наприклад, внаслідок нагрівання активної зони, могло б відбуватися окислення цирконію У цьому випадку варто рахуватися з утворенням і звільненням газоподібного водню й оксиду вуглецю всередині оточуючу активну зону реактора протиаварійної або захисної оболонки За рахунок цього всередині захисної оболонки можуть виникати вибухонебезпечні газові суміші Для запобігання утворювання подібних вибухонебезпечних газових сумішей в захисній оболонці атомної електростанції обговорюються різноманітні пристрої або способи До них відносяться, наприклад, такі пристрої, як каталітичні рекомбінатори, каталітичне й електрично працюючі пристрої запалювання або комбінація двох названих пристроїв, а також способи постійної або додаткової інертизацм захисної оболонки При застосуванні каталітичногорекомбінатора для усунення водню з атмосфери захисної оболонки повинна здійснюватися, зокрема, рання і безполуменева рекомбінація водню з киснем При цьому має надійно запобігатися підвищення тиску як наслідок вірулентного спалювання водню Придатний для цього рекомбінаційний пристрій з раннім запуском, який навіть при тривалому перебуванні в атмосфері захисної оболонки не втрачає своєї активності і пасивно запускається при низьких температурах навколишнього середовища, запропонований в (не опублікованій раніше) німецькій заявці на патент 196 36 557 3 використанням такого рекомбінаційного пристрою можлива "м'яка", без запалювання, рекомбінація водню, наприклад, в шертизованій парою фазі атмосфери захисної оболонки Каталізаторна система для рекомбінації водню з киснем відома з патенту США US-PS 5,167,908 З європейської заявки ЕР 0 436 942 А1 відома рекомбінаційна система, що містить пристрій для захисту корпусу, який автоматично відкривається в залежності від зовнішньої температури В стані готовності рекомбінаційної системи захисний пристрій закритий, завдяки чому забруднення каталітично активної поверхні рекомбінатора виключено У відомому з європейської заявки ЕР 0 416 140 А1 рекомбінаційному пристрої на противагу цьому передбачені фільтрувальні середовища, які утримують ШКІДЛИВІ речовини з навколишньої атмосфери, як наприклад, аерозолі, і тим самим захищають каталізатор рекомбінаційного пристрою від забруднення З європейської заявки ЕР 0 388 955 А1 відомий рекомбінаційний пристрій, в якому додатково передбачений запалювальний пристрій для ініціювання контрольованого спалювання водню Прототипом заявленого винаходу є відомий із US-A-5 301217 (МПК6 G21C, дата публікації 05 04 1994) пристрій для рекомбінації водню в газовій суміші, який містить корпус і розміщену в ньому каталізаторну систему Корпус дозволяє протікання газової суміші у режимі вільної конвекції ВХІДНІ І ВИХІДНІ отвори оснащені дротяними решітками з малими вічками, проникними для газу, але непроникними для сторонніх твердих часток Такі решітки можуть також виконувати функцію утримування полум'я Кожна відома рекомбінаційна система розрахована для забезпечення особливо високої продуктивності рекомбінації при особливо малих габаритах компонентів, а також особливо високої СТІЙКОСТІ щодо забруднення Крім того, для використання пристрою для рекомбінації водню в газовій суміші на атомній електростанції він мусить убезпечувати виникнення ефектів, що негативно впливають на безпеку атомної електростанції Варто враховувати, що каталізаторна система, застосовувана для рекомбінації водню, внаслідок рекомбінації звичайно нагрівається і внаслідок підвищеної температури могла б небажаним чином сприяти запалюванню газової суміші всередині захисної оболонки атомної електростанції В основі винаходу лежить задача розробки пристрою для рекомбінації водню в газовій суміші, зокрема, в атмосфері захисної оболонки атомної електростанції, при експлуатації якого особливо надійно запобігається небажане запалювання газової суміші Вказана задача вирішена тим, що у пристрої для рекомбінації водню в газовій суміші, що містить корпус, виконаний з можливістю протікання газової суміші у режимі вільної конвекції, і розміщені в корпусі каталізаторний пристрій і пристрій утримування полум'я, з метою надійного функціонування останнього у ньому виконано певну КІЛЬКІСТЬ призначених для втікання газової суміші вхідних отворів, середній розмір котрих становить від 0,2мм до Змм Під "ВІЛЬНОЮ конвекцією" при цьому, зокрема, слід розуміти, що одержувані з рекомбінації водню в оточенні каталізаторної системи місцеве підвищення температури газової суміші результується в піднімальну силу, що перекомпенсує падіння тиску в пристрої рекомбінації таким чином, що потік газової суміші через пристрій рекомбінації забезпечується без зовнішнього привідного засобу При цьому корпус виконаний по типу приблизно вертикально розташованої шахти так, що у випадку експлуатації виникає ефект димаря для підтримки течи газової суміші Шляхом вибору розмірів вхідних отворів забезпечується принцип дії пристрою утримування полум'я, причому частинки меншого розміру, наприклад, аерозолі, можуть проникати вільно Небезпека блокування за рахунок дрібних частинок, 46141 як наприклад, аерозолеи, тим самим надійно уникається Важлива для характеристики потоку газової суміші через пристрій рекомбінації втрата тиску залишається тим самим особливо малою також після тривалої експлуатації Крім того при подібному виборі розмірів у комбінації з найкраще вибраною площею потоку, що набігає, є можливим виконання пристрою рекомбінації для особливо вигідної швидкості потоку газової суміші, що втікає, у зв'язку зі швидкістю рекомбінації водню Винахід виходить із знання того, що небажане запалювання газової суміші в оточенні пристрою рекомбінації могло б визиватися за рахунок виступаючого з нього, утвореного при рекомбінації полум'я Щоб надійно запобігти цьому, охоплений корпусом внутрішній простір пристрою рекомбінації мав би бути вибухотехнічно відділений від його зовнішнього простору Для цього передбачений пристрій утримування полум'я При цьому пристрій утримування полум'я повинний бути розташований таким чином, щоб, зокрема, надійно запобігалося поширення полум'я в напрямку проти течи газової суміші Пристрій утримування полум'я може бути виконаний у вигляді перфорованого листа або сітки, що частково або цілком оточує корпус Переважно пристрій утримування полум'я включений перед каталізаторною системою Щоб особливо надійно уникнути небажаного запалювання газової суміші, що оточує пристрій рекомбінації, перед каталізаторною системою переважно включений уловлювач осаду Як несподіваним чином виявилося, також так звані "блукаючі" гарячі каталізаторні частинки можуть сприяти запалюванню газової суміші, що оточує пристрій рекомбінації При експлуатації або також при простої пристрою рекомбінації може відбуватися відділення частинок із каталізаторної системи Ці відділені каталізаторні частинки можуть внаслідок тепла, що звільнюється при рекомбінації водню, мати високу температуру і тим самим викликати запалювання при їх вході в здатну до запалювання газову суміш, наприклад, в оточенні пристрою рекомбінації Щоб надійно уникнути подібного запалювання за рахунок блукаючих каталізаторних частинок, що виносяться із пристрою рекомбінації, передбачений уловлювач осаду При цьому уловлювач осаду доцільно вмонтований у пристрій утримування полум'я Для особливо надійного уникання запалювання газової суміші, що оточує пристрій рекомбінації, за рахунок блукаючих гарячих каталізаторних частинок, уловлювач осаду є переважно охолоджувальним газовою сумішшю, що поступає в корпус Тим самим особливо простим чином забезпечене миттєве надійне охолодження розпеченої каталізаторної частинки, що потрапляє на уловлювач осаду Доцільно, щоб корпус пристрою рекомбінації містив вище вихідного отвору для газової суміші дах корпусу Особливо придатний для протікання газової суміші у ВІЛЬНІЙ конвекції, виконаний у вигляді шахти корпус є таким чином придатним також у комбінації з вище розташованою системою розбризкування, без можливості прямого потрапляння крапель на каталізаторну систему Одержу ване з прямого потрапляння крапель на каталізаторну систему вимивання каталізаторних частинок можливе тим самим хіба тільки в незначному ступені Середній розмір вхідних отворів складає переважно якнайбільше 2мм Щоб особливо надійно запобігти запалюванню газової суміші поза пристроєм рекомбінації, обмежений каталізаторною системою і пристроєм утримування полум'я об'єм дефлаграції у відношенні до об'єму рекомбінаторної шахти або шахтоподібного корпусу є переважно меншим, ніж 20% об'єму рекомбінаторної шахти При цьому об'єм дефлаграції обмежує полум'я переважно на довжині полум'я якнайбільше 0,3м або середня відстань пристрою утримування полум'я відносно каталізаторної системи складає якнайбільше 0,3м Для уникання виносу грубих частинок із пристрою рекомбінації з газовою сумішшю, нагрітою внаслідок реакції рекомбінації, після каталізаторної системи переважно включений уловлювач грубих частинок Уловлювач грубих частинок може бути при цьому виконаний таким чином, що, з одного боку, ефективно припинений винос блукаючих каталізаторних частинок, що відокремлюються, із пристрою рекомбінації і що, з іншого боку, в області уловлювача грубих частинок з'являється ефект змішування в газовій суміші, що протікає, із метою гомогенізації температури Уловлювач грубих частинок при цьому має такі параметри, що частинки малого розміру, як наприклад, аерозолі атмосфери можуть проникати вільно Фільтрування аерозолеи атмосфери при цьому не потрібне, зокрема, тому що за рахунок термофорезу або температурно індукованого відштовхування на каталізаторній системі відкладення аерозолеи у значній мірі уникається Небезпека блокування за рахунок аерозолеи тим самим надійно виключена так, що падіння тиску, зо заважає ВІЛЬНІЙ конвекції в пристрої рекомбінації, також при тривалій експлуатації пристрою рекомбінації залишається малим Пропускна здатність газової суміші через пристрій рекомбінації тим самим не погіршується також при тривалій експлуатації Уловлювач грубих частинок містить для цього переважно ряд прохідних отворів із середньою шириною зазору щонайменше 0,1мм, переважно щонайменше 0,2мм і якнайбільше 1мм Уловлювач грубих частинок може бути виконаний при цьому у вигляді одношарового перфорованого листа або також багатошарової ситової або волокнистої структури або також у вигляді комбінації обох Для обмеження поверхневих температур пристрою рекомбінації до діапазону значно нижче температури запалювання газової суміші, що оточує пристрій рекомбінації, корпус переважно має ізолюючу оболонку При цьому по типу виконання подвійної оболонки може бути передбачений повітряний зазор або також стійкий до температури і випромінювання ізолюючий матеріал Для зменшення теплопередачі за рахунок випромінювання внутрішня поверхня корпусу до того ж може бути виконана дзеркальною Внутрішня поверхня може бути при цьому відшліфована таким чином, що виникає тривимірний ефект відбитка, який, зокрема, у діапазоні темпе 46141 ратур більше, ніж 500°С утримує малу відповідну теплопередачу за рахунок випромінювання Для охолодження вихідної з пристрою рекомбінації газової суміші до температури значно нижче температури запалювання газової суміші, що оточує пристрій рекомбінації, після каталізаторної системи доцільно включена ділянка підмішування для підмішування атмосфери навколишнього середовища до газової суміші, що виходить із каталізаторної системи Ділянка підмішування при цьому доцільно розташована на стороні течи після уловлювача грубих частинок Для підмішування при цьому переважно в корпусі передбачений ряд щілинних отворів для підведення атмосфери навколишнього середовища до газової суміші, що протікає всередині корпусу Для особливо надійного запобігання небажаного запалювання газової суміші, що оточує пристрій рекомбінації, пристрій рекомбінації доцільно виконаний таким чином, що вихідна з каталізаторної системи, нагріта за рахунок рекомбінації водню газова суміш має температуру, нижче температури запалювання газової суміші, що оточує пристрій рекомбінації Для цього після каталізаторної системи переважно підключений статичний змішувач, який обумовлює гомогенізацію або вирівнювання температури вихідної з каталізаторної системи газової суміші Локально особливо сильно нагріті частинки газової суміші змішуються при цьому з локально особливо слабко нагрітими частинками газової суміші так, що високі максимальні температури уникаються Для особливо ефективної рекомбінації водню, що направляється в газовій суміші, каталізаторна система містить доцільно в якості каталітичне активного матеріалу платину і/або паладій Доцільно каталізаторна система містить ряд приблизно пластинчастих каталізаторних тіл, причому ВІДПОВІДНО два сусідні каталізаторних тіла розташовані на середній відстані одне від одного щонайменше 0,8см і якнайбільше Зсм Для високої швидкості рекомбінації при малому об'ємі при цьому переважним чином кожне каталізаторне тіло покрите по обидві сторони каталізаторним матеріалом з утворенням реакційних поверхонь, причому газова суміш може направлятися як через фронтальну сторону, так також і через зворотну сторону реакційної поверхні кожного каталізаторноготіла Каталізаторні тіла доцільно утримуються в загальному тримачі Пристрій рекомбінації тим самим є таким, що виготовляється з особливо малими витратами на монтаж і установку При цьому тримач має переважним чином хорошу теплопровідність так, що в області каталізаторної системи особливо простим чином забезпечене вирівнювання температури Для того, щоб особливо надійно підтримувати температуру вихідної з каталізаторної системи газової суміші нижче температури запалювання газової суміші, що оточує пристрій рекомбінації, каталізаторна система переважним чином розрахована для окислення тільки частини водню, що направляється в газовій суміші, переважно для окислення частини водню, що направляється в газовій суміші, менше 70%, переважно менше 50% 8 Особливо надійна конвекційна течія всередині пристрою рекомбінації є досяжною за рахунок того, що в напрямку течи газової суміші корпус має довжину переважно щонайменше 0,4м, переважно, щонайменше 1 м, і якнайбільше 2м Переваги, що досягаються винаходом, складаються, зокрема, з того, що за рахунок пристрою утримування полум'я, включеного перед каталізаторною системою, поширення полум'я, що з'являється внаслідок тепла, що звільняється при рекомбінації водню, у просторову область поза пристрою рекомбінації надійно уникається За рахунок ВІДПОВІДНОГО вибору розмірів пристрою утримування полум'я при цьому можливо конструювання пристрою рекомбінації для особливо малої втрати тиску так, що пристрій рекомбінації може експлуатуватися у ВІЛЬНІЙ конвекції і тим самим приводитися в дію простими засобами За рахунок доцільним чином включеного перед каталізаторною системою, переважно вмонтованого в пристрій утримування полум'я уловлювач осаду крім того надійно уникається винос блукаючих гарячих каталізаторних частинок, що ВІДДІЛЯЮТЬСЯ, у просторовій області поза пристрою рекомбінацією Безполуменева експлуатація пристрою рекомбінації в здатній до запалювання атмосфері є таким чином можливою при запобіганні небажаних запалень в просторовій області поза пристрою рекомбінації Приклади виконання винаходу пояснюються в подальшому більш докладно за допомогою креслень При цьому на фігурах показане Фігура 1 пристрій для рекомбінації водню в газовій суміші, Фігура 2 альтернативний пристрій для рекомбінації водню в газовій суміші, Фігура З виріз III із фігури 2, і, Фігура 4 виріз IV із фігури 2 Однакові деталі на усіх фігурах постачені однаковими посилальними позиціями Пристрій 1 згідно з фігурою 1 і пристрій 1' згідно з фігурою 2 передбачений ВІДПОВІДНО для рекомбінації водню в газовій суміші, а саме в атмосфері захисної оболонки не поданої більш докладно атомної електростанції у випадку аварії Пристрій 1,1' для цього містить ВІДПОВІДНО каталізаторну систему 2, в якій розміщений не поданим більш докладним чином ВІДПОВІДНИЙ для рекомбінації водню каталітично активний матеріал на системі носія В якості каталітично активного матеріалу при цьому може бути передбачена, зокрема, суміш із благородних металів або також система плівок благородних металів В якості благородного металу при цьому, зокрема, передбачена платина і/або паладій Каталізаторна система 2 охоплює ряд приблизно пластинчастих, розташованих приблизно паралельно каталізаторних тіл 3, які розташовані на відстані одне від одного щонайменше 0,8см і якнайбільше Зсм Каталізаторні тіла 3 можуть бути виконані при цьому у вигляді масивних пластин або також у вигляді засипки в пластинчастому носи Кожне каталізаторне тіло 3 покрито по обидві сторони каталізаторним матеріалом з утворенням реакційних поверхонь, причому газова суміш є такою, що підводиться як через фронтальну сторону, так також і через зворотну сторону реакційної поверхні кожного каталізаторного тіла 3 Для 46141 10 особливо простого монтажу каталізаторні тіла З всіх полуменевих фільтрів 10 є щонайменше наутримуються в загальному кріпленні, виконаному у стільки великою, переважним чином приблизно від вигляді висувного блока з високою теплопровід1 до 3 разів більше, ніж вільний вхідний попереною здатністю чний переріз каталізаторної системи 2 Каталізаторна система 2 розташована в корДля особливо великої поверхні кожного полупусі 4 Корпус 4 при цьому виконаний таким чином, меневого фільтра 10 відповідне основне тіло 11 що пристрій 1,1' у випадку експлуатації є таким, постачено різними складками і/або відбортовками, що протікає у ВІЛЬНІЙ конвекції для газової суміші причому утворюється поперечний переріз, що має Для цього корпус 4 утворює шахту вздовж в осноприблизно форму зірки Ширина зазору вхідних вному вертикального, позначеного стрілкою 6, отворів 12, утворених за рахунок перфорації оснопереважного напрямку Піднімальна сила, що вного тіла 11 полуменевого фільтра 10, погоджена з'являється внаслідок виділення тепла при рекомз очікуваною в розрахунковому випадку концентбінації газової суміші в області катал ізаторної сисрацією водню Для вибуховотехнічної розв'язки теми 2, викликає у випадку експлуатації пристрою внутрішнього простору пристрою 1' щодо його на1,1' перекомпенсацію падіння тиску напрямку для вколишнього середовища при концентрації водню газової суміші так, що внаслідок дії димаря корпудо 10 об'ємних % передбачена, наприклад, ширису 4, виконаного у вигляді шахти, виникає прохона зазору максимально 2мм При концентрації дження газової суміші через пристрій 1,1' без ЗОВводню в розрахунковому випадку більше, ніж 10 НІШНІХ ДОПОМІЖНИХ або приводних засобів об'ємних %, на противагу цьому передбачена, наВиконана у вигляді шахти частина корпусу 4має приклад, ширина зазору менше, ніж 1мм Ширина при цьому висоту димаря між 0,5м і 2,5м для комзазору перфорації металевого основного тіла 11 пенсації викликаних падінь тиску Для особливо полуменевого фільтра 10 при цьому вибрана тавигідного режиму конвекції корпус 4 має до того ж ким чином, що осадження колоїдів або аерозолей співвідношення висоти до глибини між 0,3 і 10 на полуменевих фільтрах 10 у значній мірі уникається Таким чином надійно уникається засмічення Пристрій 1,1' виконаний таким чином, що тапристрою 1' при його експлуатації кож при високих температурах, що з'являються в області катал ізаторної системи 2 внаслідок звільВ якості подальшого розрахункового критерію нення тепла при рекомбінації водню, запалювання при виборі параметрів ширини зазору вхідних здатної до запалювання газової суміші в області отворів 12, передбачених у металевих основних поза пристроєм 1, Г надійно уникається Для цього тілах 11 полуменевих фільтрів 10, враховане те, каталізаторній системі 2 доданий у ВІДПОВІДНІСТЬ що ріст тиску всередині корпусу 4 пристрою 1' у пристрій утримування полум'я 8 В прикладі виковипадку запалювання наявної там газової суміші нання згідно з фігурою 1 пристрій утримування повинно залишатися меншим, ніж приблизно полум'я 8 виконаний у вигляді дротової сітки, що ЮОгПатак, що небезпека для пристрою 1 і надійно заключає цілком корпус 4 Альтернативно може уникається Для цього ширина зазору вхідних бути передбачений також перфорований лист отворів 12 у металевих основних тілах 11 полуменевих фільтрів 10 вибрана так, що є достатній У прикладі виконання згідно з фігурою 2 прирозвантажувальний поперечний переріз для випастрій утримування полум'я 8 включено перед кадку подібного запалювання тал ізаторною системою 2 При цьому пристрій утримування полум'я 8 розташований зі сторони У пристрій утримування полум'я 8 у прикладі потоку перед каталізаторною системою 2 таким виконання згідно з фігурою 2 вмонтований уловчином, що його середня відстань щодо каталізатолювач осаду 14 Для цього кожний полуменевий рної системи 2 складає менше, ніж 0,3м Обмежефільтр 10 виконаний таким чином, що частинки, ний каталізаторною системою 2 і пристроєм утриякі, як схематично подано на фігурі 3, безпосередмування полум'я 8 об'єм обмежує виникаюче там ньо або через краплі рідини потрапляють у полуполум'я таким чином до довжини полум'я, менше, меневий фільтр 10, виконаний у поздовжньому ніж 0,3м перерізі V-образним, відкладаються в його області дна При цьому можливо осаджена рідина потрапПристрій утримування полум'я 8 в прикладі виляє через ВИХІДНІ отвори 15 у не подану більш доконання згідно з фігурою 2 охоплює ряд полумекладно зливальну систему невих фільтрів 10, один із яких показаний на фігурі З Кожний полуменевий фільтр 10 виконаний в Уловлювач осаду 14 містить крім того ряд прикладі виконання у вигляді перфорованого меуловлювальних листів 16, із яких ВІДПОВІДНО ОДИН талевого основного тіла 11, причому перфорація, розташований над вхідним каналом кожного полуяк подано у вирізі на фігурі 4, звільняє для газової меневого фільтра 10 Альтернативно або додаткосуміші ряд вхідних отворів 12 Основне тіло 11 при во уловлювач осаду 14 може також містити дротоцьому покрито шаром 13 із волокнистої тканини, ву сітку, розташовану при розгляді в напрямку течи зокрема, тканини з металевого волокна Виконагазової суміші перед каталізаторною системою 2 ний подібним чином полуменевий фільтр 10 сприПри виборі параметрів уловлювач осаду 14 віднояє додатково також гомогенізації газової суміші, сно розміру частинок, що уловлюються, враховане що протікає через нього знання того, що по фізичних причинах насамперед каталізаторні частинки з розміром зерна більш, ніж Перфорація металевого основного тіла 11 коЮОмкм сприяють запалюванню газової суміші жного полуменевого фільтра 10 може бути виконана, наприклад, круглою, щілеподібної або квадВинос блукаючих гарячих каталізаторних часратної форми Альтернативно можливі також і ІНШІ тинок, що ВІДДІЛЯЮТЬСЯ із каталізаторної системи форми виконання перфорації Визначена всіма 2, більшою, ніж цей розмір зерна з корпусу 4 проти вхідними отворами 12 відносна вільна поверхня напрямку течи газової суміші надійно уникається 11 46141 уловлювачем осаду 14 Уловлювач осаду 14, а також пристрій утримування полум'я 8 є такими, що охолоджуються газовою сумішшю, що втікає у корпус 4 Параметри каталізаторної системи 2 обрані таким чином, що в розрахунковому випадку окислюється тільки частина водню, менше, ніж 50%, що міститься в газовій суміші, що втікає в пристрій 1,1' Підвищення температури в газовій суміші, яке результується зі звільненої за рахунок окислення КІЛЬКОСТІ тепла, є тим самим тільки обмеженим Температура вихідної з каталізаторної системи 2 газової суміші тим самим утримується помітно нижче температури запалювання атмосфери в оточенні пристрою 1,1' Для подальшого обмеження виникаючої в газовій суміші максимальної температури, як подано на фігурі 2, в корпусі 4 після каталізаторної системи 2 в напрямку течи газової суміші розташований статичний змішувач 17 Статичний змішувач 17, який містить, наприклад, ряд змішувальних пластин 18, служить при цьому для перемішування або завихрення газової суміші, що протікає За рахунок подібного перемішування або завихрення досягається гомогенізація температури газової суміші по поперечному перерізі всередині корпусу 4 Внаслідок їх просторової близькості до каталізаторних тіл сильніше нагріті зони всередині газової суміші перемішуються при цьому з порівняно більш холодними внаслідок їх порівняно більшого просторового видалення від каталізаторних тіл зонами газової суміші За рахунок цього досягається ефективне зниження температури максимально нагрітих ділянок всередині газової суміші так, що надійно досягається вихід за нижню границю граничних значень температури, що задаються, для газової суміші Всередині корпусу 4 після каталізаторної системи 2 включений уловлювач грубих частинок 20 Уловлювач грубих частинок 20, який в прикладі виконання згідно з фігурою 2 включений після статичного змішувача 17, виконаний в прикладі виконання у вигляді тонкої дротової сітки Сітка утворить прохідні отвори 21, причому розмір отвору дротової тканини з урахуванням втрати тиску пристрою 1,1' і необхідної потужності відділення обраний менше, ніж 800мкм В якості подальшого розрахункового критерію при виборі розмірів отвору до того ж враховано, що на уловлювачі грубих частинок 20 не повинно відбуватися осадження колоїдів або аерозолей Уловлювач грубих частинок 20 вибирають із такими параметрами, що колоїди або аерозолі можуть проникати КІЛЬКІСНО І без гідного нагадування про втрати осадження Небезпека блокування внаслідок аерозолей або колоїдів, що відкладаються, таким чином надійно уникається Пропускна здатність через пристрій 1, 1' і таким чином також при тривалій експлуатації не піддається впливу в гідному нагадування ступені Розмір отворів уловлювача грубих частинок 12 20 складає при цьому більше, ніж 0,1мм, зокрема, від 0,2мм до 0,8мм Альтернативно уловлювач грубих частинок 20 може також містити систему послідовно розташованих дротових сіток із великим розміром отворів комірки У цьому випадку розмір отвору кожної дротової сітки може бути обраний також більше, ніж 1 мм Після уловлювача грубих частинок 20 і таким чином також після каталізаторної системи 2 включена ділянка підмішування 24 для підмішування атмосфери навколишнього середовища до газової суміші, що виходить із каталізаторної системи 2 В області ділянки підмішування 24 корпус 4 містить до того ж ряд щілинних отворів 26 За рахунок підмішування атмосфери навколишнього середовища до газової суміші, що виходить із каталізаторної системи 2, и температура може надійно знижуватися до значення, нижче температури запалювання атмосфери навколишнього середовища В кінцевій області корпусу 4 пристрою 1,1' передбачений вихідний отвір 28 для газової суміші При цьому вихідний отвір 28 розташовано збоку в корпусі 4 так, що при приблизно вертикальному розташуванні пристрою 1,1' вихід газової суміші відбувається в приблизно горизонтальному напрямку Вище вихідного отвору 28 корпус 4 постачений дахом корпусу ЗО При цьому дах корпусу ЗО служить в якості обмеження, що відводить краплі, для пристрою 1,1' так, що також при експлуатації системи розбризкування вище пристрою 1,1' запобігається пряме потрапляння крапель рідини в пристрій 1,1' Вимивання каталізаторних частинок із каталізаторної системи 2 таким чином надійно уникається також при використанні подібної системи розбризкування Корпус 4 містить у прикладі виконання згідно з фігурою 2 ізолюючу оболонку 32 У прикладі виконання ізолююча оболонка 32 виконана по типу виконання подвійної оболонки у вигляді повітряного зазору Альтернативно може бути також передбачений розташований між двома шарами оболонки теплостійкий і стійкий до випромінювання ізолюючий матеріал Для зменшення теплопередачі за рахунок випромінювання від внутрішньої області корпусу 4 на його зовнішню область поверхня внутрішньої сторони ізолюючоїоболонки 32 є шліфованою таким чином, що виникає ефект відбитка Вихід випромінювання за рахунок ізолюючої оболонки 32 тим самим надійно уникається За рахунок такого виконання ізолюючої оболонки 32, зокрема, в області температур вище, ніж 500°С, відповідна теплопередача за рахунок випромінювання в значній мірі запобігається Постачений такою ізолюючою оболонкою 32 пристрій 1, V має при експлуатації в розрахунковому випадку зовнішню температуру свого корпусу значно менше, ніж 500°С Запалення газової суміші, що оточує корпус 4, внаслідок високої зовнішньої температури корпусу тим самим надійно уникається 13 46141 14 16 ФІГ. 1 Ш IV Фіг. 2 13 10 Фіг. 4 11 Фіг, З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: G21C 19/28
Мітки: суміші, рекомбінації, водню, газовий, пристрій
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-46141-pristrijj-dlya-rekombinaci-vodnyu-v-gazovijj-sumishi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для рекомбінації водню в газовій суміші</a>
Попередній патент: Щітка зубна багатофункціональна
Наступний патент: Робочий орган роторного екскаватора
Випадковий патент: Пристрій для вибору мінімального числа