Пассивный многоярусный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода с отдельным забором обрабатываемой газовой среды для каждого яруса

Пассивный многоярусный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода с отдельным забором обрабатываемой газовой среды для каждого яруса

Полезная модель относится к области водородной безопасности и может быть использовано для предотвращения скопления пожаро- и взрывоопасного водорода в помещениях, в частности, при утечках водорода из установок (например, из системы охлаждения генераторов электростанций), в хранилищах водорода, при хранении ядерных отходов (где водород постоянно образуется в результате радиолиза воды и органических веществ), при высокотемпературных коррозионных процессах, при авариях на атомных электростанциях и др. Пассивный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода содержит полый вертикальный корпус 1 и установленные в нем один над другим по меньшей мере два яруса каталитических блоков 2 со сквозными проходами между каталитическими элементами в каждом блоке 2. Отличие: в стенках корпуса 1 под каждым каталитическим блоком 2 выше нижнего яруса предусмотрен проем 4 для независимого забора обрабатываемой газовой среды, а пространство корпуса над каждым каталитическим блоком 2 отделено с помощью внутренних перегородок 5 от областей забора указанной среды. Пространство корпуса 1 над каждым каталитическим блоком 2 организовано в виде отдельного сбросного короба или в виде отдельного отвода в общий сбросной короб 8. Достигаемым техническим результатом является обеспечение забора свежей водородсодержащей газовой смеси в каждый поярусно расположенный каталитический блок. 1 нез. п., 2 зав. п. ф-лы, 2 ил.

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к области водородной безопасности и может быть использовано для предотвращения скопления пожаро- и взрывоопасного водорода в помещениях, в частности, при утечках водорода из установок (например, из системы охлаждения генераторов электростанций), в хранилищах водорода, при хранении ядерных отходов (где водород постоянно образуется в результате радиолиза воды и органических веществ), при высокотемпературных коррозионных процессах, при авариях на атомных электростанциях и др.

Уровень техники

Известен пассивный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода, содержащий полый вертикальный корпус и установленный в нем каталитических блок со сквозными проходами между каталитическими элементами (RU 2179758, G21C 9/06, 2002 - аналог). Недостатком этого рекомбинатора является низкая удельная производительность из-за сравнительно небольшого количества на единицу проходного сечения размещаемого в нем катализатора.

Известен пассивный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода, содержащий полый вертикальный корпус и установленные в нем один над другим несколько ярусов каталитических блоков со сквозными проходами между каталитическими элементами в каждом блоке (WO 0030122, G21C 19/317, 2000 - ближайший аналог). В данном рекомбинаторе за счет многоярусной конструкции ожидалось существенное увеличение удельной производительности. Однако при последовательном прохождении обрабатываемой газовой смеси через поярусно расположенные каталитические блоки на каждый последующий каталитический блок поступает все более значительно обедненная водородом смесь, так что повышение удельной производительности рекомбинатора практически не может быть достигнуто.

Раскрытие полезной модели

Целью полезной модели является повышение удельной производительности рекомбинатора на единицу проходного сечения, а достигаемым техническим результатом - обеспечение забора свежей водородсодержащей газовой смеси в каждый поярусно расположенный каталитический блок.

Указанные цель и технический результат полезной модели обеспечиваются тем, что в стенках корпуса пассивного автокаталитического рекомбинатора водорода и кислорода, содержащего полый вертикальный корпус и установленные в нем один над другим по меньшей мере два яруса каталитических блоков со сквозными проходами между каталитическими элементами в каждом блоке, согласно полезной модели под каждым каталитическим блоком выше нижнего яруса предусмотрен проем для независимого забора обрабатываемой газовой среды, а пространство корпуса над каждым каталитическим блоком отделено с помощью внутренних перегородок от областей забора указанной среды. При этом пространство корпуса над каждым каталитическим блоком может быть организовано в виде отдельного сбросного короба или в виде отдельного отвода в общий сбросной короб.

Краткое описание фигур чертежа

На фиг.1 схематически изображен рекомбинатор согласно полезной модели в варианте с отдельным сбросным коробом над каждым каталитическим блоком; на фиг.2 - то же в варианте с общим для всех каталитических блоков сбросным коробом.

Подробное описание рекомбинатора

Пассивный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода, содержит полый вертикальный корпус 1 и установленные в нем один над другим в примере фиг.1 два яруса, в примере фиг.2 три яруса каталитических блоков 2 со сквозными проходами (на чертеже не показаны) между каталитическими элементами 3 в каждом блоке 2. В стенках корпуса 1 под каждым каталитическим блоком 2 выше нижнего яруса предусмотрен проем 4 для независимого забора обрабатываемой газовой среды. Пространство корпуса 1 над каждым каталитическим блоком 2 отделено с помощью внутренних перегородок 5 от областей забора указанной среды. Пространство корпуса 1 над каждым каталитическим блоком 2 организовано в виде отдельного сбросного короба 6,7 (фиг.1) или в виде отдельного отвода в общий сбросной короб 8.

Описание работы рекомбинатора

Пассивный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода согласно полезной модели работает следующим образом. При соприкосновении водородсодержащего газа с каталитическими блоками 2 на поверхности их каталитических элементов 3 начинается химическая реакция рекомбинации водорода и кислорода, разогревающая каталитические блоки 2, за счет чего формируется конвективный поток через корпус 1 рекомбинатора. Газовая смесь с продуктами рекомбинации выходят из верхней части корпуса 1 через отдельные для каждого каталитического блока сбросные короба 6,7 или через общий сбросной короб 8.

Благодаря организации забора свежей водородсодержащей газовой смеси в каждый поярусно расположенный каталитический блок 2 существенно повышается удельная производительность рекомбинатора на единицу проходного сечения его корпуса. Кроме того, за счет конвекции от нагретой теплом нижнего яруса внутренней перегородки 5 дополнительно увеличивается расход газовой смеси через верхние каталитические блоки 2.

1. Пассивный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода, содержащий полый вертикальный корпус и установленные в нем один над другим по меньшей мере два яруса каталитических блоков со сквозными проходами между каталитическими элементами в каждом блоке, отличающийся тем, что в стенках корпуса под каждым каталитическим блоком выше нижнего яруса предусмотрен проем для независимого забора обрабатываемой газовой среды, а пространство корпуса над каждым каталитическим блоком отделено с помощью внутренних перегородок от областей забора указанной среды.

2. Пассивный каталитический рекомбинатор по п.1, отличающийся тем, что пространство корпуса над каждым каталитическим блоком организовано в виде отдельного сбросного короба.

3. Пассивный каталитический рекомбинатор по п.1, отличающийся тем, что пространство корпуса над каждым каталитическим блоком организовано в виде отдельного отвода в общий сбросной короб.