RU226189U1 - DETAIL OF THE SUPPORTING DEVICE OF THE CATALYTIC SYSTEM FOR THE CONTACT APPARATUS FOR AMMONIA OXIDATION - Google Patents
DETAIL OF THE SUPPORTING DEVICE OF THE CATALYTIC SYSTEM FOR THE CONTACT APPARATUS FOR AMMONIA OXIDATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU226189U1 RU226189U1 RU2024109261U RU2024109261U RU226189U1 RU 226189 U1 RU226189 U1 RU 226189U1 RU 2024109261 U RU2024109261 U RU 2024109261U RU 2024109261 U RU2024109261 U RU 2024109261U RU 226189 U1 RU226189 U1 RU 226189U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- washer
- catalytic system
- beams
- spacecraft
- guides
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 36
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 13
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical group [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к химической промышленности, а именно к производству азотной кислоты, и может быть использована в контактных аппаратах окисления аммиака в качестве опорного средства для каталитической системы, которая включает первичную каталитическую систему, содержащую металлические сетки из металлов платиновой группы, а также включает насыпной элемент. Деталь опорного устройства каталитической системы для контактного аппарата окисления аммиака содержит кольцеобразную шайбу с верхней поверхностью, на которой содержатся ориентированные вверх направляющие, выполненные с возможностью укладки в них несущих балок. Кроме того, шайба имеет выступы, ориентированные внутрь шайбы и выполненные с возможностью поддержки несущих балок. Использование полезной модели позволяет повысить надежность опорного устройства каталитической системы для КА окисления аммиака с сохранением минимального перепада давления газовой смеси и как следствие повысить срок бесперебойной работы КА. 8 з.п. ф-лы, 3 ил. The utility model relates to the chemical industry, namely to the production of nitric acid, and can be used in contact devices for the oxidation of ammonia as a support for a catalytic system, which includes a primary catalytic system containing metal meshes made of platinum group metals, and also includes a bulk element . A part of the supporting device of the catalytic system for a contact apparatus for the oxidation of ammonia contains a ring-shaped washer with an upper surface, on which there are guides oriented upwards, made with the possibility of laying load-bearing beams in them. In addition, the washer has protrusions oriented inside the washer and configured to support the load-bearing beams. The use of a utility model makes it possible to increase the reliability of the support device of the catalytic system for ammonia oxidation spacecraft while maintaining a minimum pressure drop of the gas mixture and, as a result, increase the uninterrupted operation life of the spacecraft. 8 salary f-ly, 3 ill.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к химической промышленности, а именно к производству азотной кислоты и может быть использована в контактных аппаратах окисления аммиака в качестве опорного средства для каталитической системы, которая включает первичную каталитическую систему, содержащую металлические сетки из металлов платиновой группы, а также включает насыпной элемент.The utility model relates to the chemical industry, namely to the production of nitric acid, and can be used in contact devices for the oxidation of ammonia as a support for a catalytic system, which includes a primary catalytic system containing metal meshes made of platinum group metals, and also includes a bulk element.
Уровень техники State of the art
Одной из основных установок в схеме производства азотной кислоты является контактный аппарат (далее - КА) окисления аммиака, в котором происходит взаимодействие смеси аммиака с кислородом воздуха при повышенной температуре на каталитической системе с использованием металлов платиновой группы, до образования Аммиачно-воздушная смесь, очищенная от пыли, подается сверху вниз в КА, в котором располагается каталитическая система. Первым по ходу газа устанавливается первичный катализатор в виде сеток, изготовленных из металлов платиновой группы. Ниже такого катализатора по ходу газа может устанавливаться улавливающий материал для сбора улетучившихся металлов платиновой группы. Как правило, первичный катализатор и улавливающий материал представляют собой металлические сетки, образующих в виде пакета первичную каталитическую систему, прикрепляемую к структуре КА зажимами. Для разделения и поддержки слоев сеток катализатора и улавливающих сеток в состав пакета обычно включаются сетки из недрагоценного металла, например, фехраля. One of the main installations in the nitric acid production scheme is a contact apparatus (hereinafter referred to as KA) for the oxidation of ammonia, in which a mixture of ammonia and atmospheric oxygen interacts at an elevated temperature on a catalytic system using platinum group metals, until an ammonia-air mixture is formed, purified from dust is fed from top to bottom into the spacecraft in which the catalytic system is located. The first along the gas flow is a primary catalyst in the form of meshes made of platinum group metals. Below such a catalyst along the gas flow, a collecting material can be installed to collect volatilized platinum group metals. As a rule, the primary catalyst and trapping material are metal meshes that form a package of the primary catalytic system, attached to the spacecraft structure with clamps. To separate and support the catalyst and trapping mesh layers, base metal meshes such as fechral are typically included in the package.
Металлические сетки первичной каталитической системы опираются на насыпной элемент, располагаемый в корзине. Под насыпным элементом понимается сыпучий материал, часть каталитической системы, выполненный, например, в виде частиц или гранул и изготовленный методом экструзии, таблетирования, дробления, 3D-печати или иными известными методами. Насыпной элемент может быть каталитическим или не выполнять каталитической функции вовсе и быть инертным или поглотительным материалом. Так, насыпной элемент часто представляет собой катализатор второй ступени для окисления аммиака, катализатор для разложения закиси азота (N2O), инертный материал для улучшения тепло- и массообмена или поглотительный материал для улавливания металлов платиновой группы. Корзина закрепляется на корпусе КА.The metal meshes of the primary catalytic system rest on a bulk element located in the basket. A bulk element is understood as a bulk material, part of a catalytic system, made, for example, in the form of particles or granules and manufactured by extrusion, tabletting, crushing, 3D printing or other known methods. The bulk element may be catalytic or not perform a catalytic function at all and be an inert or absorbent material. Thus, the bulk element is often a second-stage catalyst for the oxidation of ammonia, a catalyst for the decomposition of nitrous oxide (N 2 O), an inert material to improve heat and mass transfer, or a absorbent material to capture platinum group metals. The basket is fixed to the spacecraft body.
Ниже корзины в КА располагаются опорные средства в различных исполнениях, предназначенные для выполнения основной несущей функции для насыпного элемента.Below the basket in the spacecraft there are supporting means in various designs, designed to perform the main load-bearing function for the bulk element.
В существующих конструкциях устройств для размещения каталитической системы в КА применяются колосниковые решетки с ребрами, пересекающимися между собой под углом 90°, располагаемые на несущих балках, либо самонесущие конструкции, выполненные в виде комбинации жестко связанных концентрических и радиальных ребер. Сверху на них укладывается поддерживающая сетка под насыпной элемент. Во время эксплуатации оборудования поддерживающая сетка под насыпной элемент из недрагоценных металлов зачастую деформируется и провисает между ребрами решетки, вызывая смещение насыпного элемента и изменение толщины его слоя, в результате чего образуются провалы и горки.In existing designs of devices for placing a catalytic system in a spacecraft, grates with ribs intersecting at an angle of 90° are used, located on supporting beams, or self-supporting structures made in the form of a combination of rigidly connected concentric and radial ribs. A supporting mesh is placed on top of them under the bulk element. During operation of the equipment, the supporting mesh under the bulk element made of base metals is often deformed and sags between the ribs of the grid, causing displacement of the bulk element and a change in the thickness of its layer, resulting in the formation of dips and slides.
Изменение высоты слоя насыпного элемента, помимо снижения его эффективности, вызывает также деформацию и преждевременное разрушение сеток из металлов платиновой группы, что представляет проблему, так как снижается эффективность окисления аммиака, снижается продолжительность пробега, увеличиваются потери металлов платиновой группы и возникает опасность проскока аммиака, который может привести к образованию нитрита и нитрата аммония в оборудовании, расположенном далее по ходу процесса. Changing the height of the layer of a bulk element, in addition to reducing its efficiency, also causes deformation and premature destruction of meshes made of platinum group metals, which poses a problem, since the efficiency of ammonia oxidation decreases, the run time decreases, the loss of platinum group metals increases and there is a danger of ammonia leakage, which may lead to the formation of nitrite and ammonium nitrate in downstream equipment.
Кроме того, несущие колосниковые решетки с ребрами обладают повышенной металлоемкостью, создают повышенный перепад давления и в большей степени подвержены повреждению при эксплуатации вследствие температурных деформаций в местах соединений ее элементов, особенно при неравномерности распределения температуры по сечению решетки. Конструкции таких решеток являются «жесткими» и склонны к короблению. Подобная деталь опорного устройства каталитической системы для КА окисления аммиака известна из документа US 2017239635 A1, опубл. 24.08.2017 (поз.160).In addition, load-bearing grates with ribs have increased metal consumption, create an increased pressure drop and are more susceptible to damage during operation due to temperature deformations at the junctions of its elements, especially if the temperature distribution is uneven across the cross section of the grate. The designs of such gratings are “rigid” and prone to warping. A similar detail of the support device of the catalytic system for ammonia oxidation spacecraft is known from document US 2017239635 A1, publ. 08/24/2017 (item 160).
Вышеописанных недостатков лишена деталь опорного устройства каталитической системы для КА окисления аммиака (PL 236240 B1, опубл. 28.12.2020), выбранная в качестве прототипа и содержащая кольцеобразную шайбу, на верхней поверхности которого выполнены вертикальные направляющие, предназначенные для размещения между ними несущих балок. На балках размещается опорная решетка с поддерживающей сеткой, выше которой установлен экран с фланцем в верхней части для закрепления на корпусе КА и загнутой внутрь нижней частью. Над фланцем экрана используется средство крепления сеток первичной каталитической системы. The above-described disadvantages are devoid of the part of the supporting device of the catalytic system for the ammonia oxidation spacecraft (PL 236240 B1, published on December 28, 2020), selected as a prototype and containing a ring-shaped washer, on the upper surface of which there are vertical guides designed to place load-bearing beams between them. A support grid with a supporting mesh is placed on the beams, above which there is a screen with a flange in the upper part for fastening to the spacecraft body and a lower part bent inward. A means of securing the primary catalytic system screens is used above the screen flange.
Основной недостаток прототипа связан с размещением несущих балок. Для предотвращения возможного падения балок и их удержания на шайбе при температурных деформациях требуется увеличение ширины шайбы, что приводит к повышенной металлоемкости, а в ряде конструкций - к уменьшению эффективного диаметра КА.The main drawback of the prototype is related to the placement of the load-bearing beams. To prevent the possible fall of beams and their retention on the washer during thermal deformations, it is necessary to increase the width of the washer, which leads to increased metal consumption, and in a number of structures, to a decrease in the effective diameter of the spacecraft.
Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model
Проблема, на решение которой направлена полезная модель, состоит в создании детали опорного устройства каталитической системы для КА окисления аммиака, лишенной вышеописанных недостатков аналогов и прототипа.The problem that the utility model is aimed at solving is to create a part for the support device of the catalytic system for ammonia oxidation spacecraft, devoid of the above-described disadvantages of analogs and the prototype.
Технический результат заключается в повышении надежности опорного устройства каталитической системы для КА окисления аммиака с сохранением минимального перепада давления газовой смеси и как следствие повышении срока бесперебойной работы КА.The technical result consists in increasing the reliability of the support device of the catalytic system for ammonia oxidation spacecraft while maintaining a minimum pressure drop of the gas mixture and, as a consequence, increasing the uninterrupted operation life of the spacecraft.
Указанный результат достигается деталью опорного устройства каталитической системы для контактного аппарата (КА) окисления аммиака, содержащейThe specified result is achieved by a part of the supporting device of the catalytic system for the contact apparatus (CA) of ammonia oxidation, containing
кольцеобразную шайбу с верхней поверхностью, на которой содержатся ориентированные вверх направляющие, выполненные с возможностью укладки в них несущих балок,an annular washer with an upper surface containing upwardly oriented guides configured to accommodate load-bearing beams,
при этом wherein
шайба имеет выступы, ориентированные внутрь шайбы и выполненные с возможностью поддержки несущих балок.the washer has protrusions oriented inside the washer and configured to support load-bearing beams.
Применение ориентированных вверх направляющих допускает изменение длины балок и их смещение в горизонтальной плоскости, т.е. по верхней поверхности кольцеобразной шайбы, в пределах направляющих при температурных деформациях, а выступы, ориентированные внутрь шайбы, обеспечивают наилучшую способность удержания балок с минимальной вероятностью их падения, что повышает надежность опорного устройства каталитической системы с сохранением минимального перепада давления газовой смеси, а также снижает вероятность образования горок и провалов насыпного элемента и повреждения сеток каталитической системы из-за перекоса опорной решетки, вызванного падением несущей балки. Указанная деталь позволяет повысить срок бесперебойной работы КА.The use of upward-oriented guides allows the length of the beams to change and their displacement in the horizontal plane, i.e. along the upper surface of the annular washer, within the guides during temperature deformations, and the protrusions oriented inside the washer provide the best ability to hold the beams with minimal likelihood of them falling, which increases the reliability of the supporting device of the catalytic system while maintaining a minimum pressure drop of the gas mixture, and also reduces the likelihood the formation of slides and failures of the bulk element and damage to the grids of the catalytic system due to the distortion of the support grid caused by the fall of the supporting beam. This part allows you to increase the uninterrupted operation of the spacecraft.
В предпочтительном варианте осуществления направляющие выполнены с возможностью укладки в них несущих балок под углом 0-10° друг к другу, предпочтительно под углом 0-5° друг к другу. Такое исполнение в лучшей степени обеспечивает надежность опорного устройства для каталитической системы, так как снижает вероятность боковых смещений балок по поверхности шайбы за счет укладки в предназначенные для этого направляющие, а также снижает вероятность перекоса размещаемой на балках решетки за счет параллельной или близкой к этому укладки балок. Это позволяет дополнительно повысить срок бесперебойной работы КА.In a preferred embodiment, the guides are configured to accommodate load-bearing beams at an angle of 0-10° to each other, preferably at an angle of 0-5° to each other. This design better ensures the reliability of the supporting device for the catalytic system, as it reduces the likelihood of lateral displacement of the beams along the surface of the washer due to placement in the guides intended for this, and also reduces the likelihood of skew of the grid placed on the beams due to parallel or similar placement of the beams . This makes it possible to further increase the uptime of the spacecraft.
Также в предпочтительном варианте направляющие выполнены с возможностью укладки в них от четырех до двадцати несущих балок. Данное количество балок дополнительно повышает надежность и несущую способность опорного устройства для каталитической системы с обеспечением минимального перепада давления газовой смеси. Это позволяет дополнительно повысить срок бесперебойной работы КА.Also, in a preferred embodiment, the guides are designed to accommodate from four to twenty load-bearing beams. This number of beams further increases the reliability and load-bearing capacity of the supporting device for the catalytic system while ensuring a minimum pressure drop of the gas mixture. This makes it possible to further increase the uptime of the spacecraft.
Предпочтительно направляющие представляют собой дугообразные накладки для шайбы, выполненные на ее поверхности на расстоянии друг от друга. Выполнение направляющих указанным образом более эффективно способствует их удержанию от горизонтальных смещений и повышает надежность опорного устройства. Это позволяет дополнительно повысить срок бесперебойной работы КА.Preferably, the guides are arc-shaped pads for the washer, made on its surface at a distance from each other. Making the guides in this manner more effectively helps to keep them from horizontal displacements and increases the reliability of the supporting device. This makes it possible to further increase the uptime of the spacecraft.
Преимущественно расстояние между направляющими для каждой балки превосходит ширину соответствующей балки не более чем на 20%, предпочтительно не более чем на 10%. Данное расстояние эффективнее обеспечивает надежность опорного устройства, поскольку балки способны испытывать температурные деформации без нежелательного воздействия на шайбу и иные элементы конструкции, и при этом не подвержены боковым (горизонтальным) смещениям по верхней поверхности шайбы. Это позволяет дополнительно повысить срок бесперебойной работы КА.Advantageously, the distance between the guides for each beam exceeds the width of the corresponding beam by no more than 20%, preferably by no more than 10%. This distance more effectively ensures the reliability of the supporting device, since the beams are able to experience thermal deformations without undesirable effects on the washer and other structural elements, and at the same time are not subject to lateral (horizontal) displacements along the upper surface of the washer. This makes it possible to further increase the uptime of the spacecraft.
Более предпочтительно выступы выполнены с возможностью поддержки от двух до десяти крайних несущих балок. Крайние балки наиболее подвержены риску падения при температурных деформациях, поэтому выполнение выступов только для двух-десяти балок более эффективно с точки зрения снижения вероятности разрушения опорной системы при условии сохранения минимального перепада давления газовой смеси, так как чем меньше выступов, тем меньше газ будет встречать на своем пути сопротивления. Это позволяет дополнительно повысить срок бесперебойной работы КА.More preferably, the projections are configured to support two to ten outer support beams. The outermost beams are most at risk of falling due to thermal deformations, so making projections for only two to ten beams is more effective in terms of reducing the likelihood of destruction of the support system, provided that the pressure drop of the gas mixture is maintained at a minimum, since the fewer projections, the less gas will encounter on your path of resistance. This makes it possible to further increase the uptime of the spacecraft.
Предпочтительно по крайней мере часть выступа расположена под углом не более 5° к плоскости верхней поверхности шайбы, предпочтительно не более 1°.Preferably, at least part of the protrusion is located at an angle of no more than 5° to the plane of the upper surface of the washer, preferably no more than 1°.
Меньший угол уклона выступов способствует лучшему удержанию несущих балок - чем ближе к горизонтальному положению выступы, тем ниже вероятность соскальзывания балок. Это позволяет дополнительно повысить срок бесперебойной работы КА.A smaller slope angle of the protrusions contributes to better retention of the load-bearing beams - the closer the protrusions are to the horizontal position, the lower the likelihood of the beams slipping. This makes it possible to further increase the uptime of the spacecraft.
Более предпочтительно выступы выполнены ступенчатыми. More preferably, the projections are stepped.
Не менее предпочтительно каждый выступ шире соответствующей балки в 1,5-3 раза. No less preferably, each protrusion is 1.5-3 times wider than the corresponding beam.
Ступенчатая форма выступов так же, как и заявленная ширина выступов в лучшей степени способствуют удержанию несущих балок с обеспечением меньшего сопротивления газовому потоку. Это позволяет дополнительно повысить срок бесперебойной работы КА.The stepped shape of the protrusions, as well as the stated width of the protrusions, better contribute to holding the load-bearing beams while providing less resistance to the gas flow. This makes it possible to further increase the uptime of the spacecraft.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Полезная модель поясняется с помощью фиг.1-3, приведенных исключительно в целях иллюстрации. Специалисту будет очевидно, что возможны и другие варианты осуществления полезной модели, не показанные на фиг.1-3.The utility model is illustrated with the help of FIGS. 1-3, shown for illustrative purposes only. It will be obvious to a specialist that other embodiments of the utility model are possible, not shown in Figs. 1-3.
На фиг.1 изображен предпочтительный пример реализации детали в форме кольцеобразной шайбы с ориентированными вверх направляющими и с размещенными между ними несущими балками, а также со ступенчатыми выступами для поддержки крайних несущих балок.Figure 1 shows a preferred embodiment of a part in the form of an annular washer with guides oriented upward and with support beams placed between them, as well as with stepped projections to support the outer support beams.
На фиг.2 дан вид снизу детали в форме шайбы со ступенчатыми выступами.Figure 2 shows a bottom view of a washer-shaped part with stepped protrusions.
На фиг.3 схематично показано опорное устройство для размещения каталитической системы в КА окисления аммиака в разборе.Figure 3 schematically shows a disassembled support device for placing the catalytic system in the ammonia oxidation spacecraft.
Схематично на фигурах показаны следующие элементы:The following elements are shown schematically in the figures:
1 - кольцеобразная шайба;1 - ring-shaped washer;
2 - ориентированные вверх направляющие на шайбе 1;2 - upward-oriented guides on washer 1;
3 - выступы на шайбе 1;3 - protrusions on washer 1;
4 - несущие балки;4 - load-bearing beams;
5 - опорная решетка;5 - support grid;
6 - сетка поддерживающая;6 - supporting mesh;
7 - экран;7 - screen;
8 - средство крепления сеток;8 - mesh fastening means;
9 - кронштейны на КА 10 для размещения шайбы 1;9 - brackets on KA 10 for placing washer 1;
10 - КА окисления аммиака.10 - CA of ammonia oxidation.
Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model
Ниже приведены примеры осуществления полезной модели с реализацией назначения и с подтверждением возможности достижения технического результата со ссылками на графические материалы. Данные примеры приведены исключительно в целях демонстрации и ни в коем случае не ограничивают объем притязаний, специалисту будут понятны различные возможности осуществления полезной модели с достижением технического результата.Below are examples of the implementation of a utility model with the implementation of the purpose and with confirmation of the possibility of achieving a technical result with links to graphic materials. These examples are given solely for demonstration purposes and in no way limit the scope of the claims; a specialist will understand the various possibilities for implementing a utility model to achieve a technical result.
Деталь опорного устройства каталитической системы для КА 10 окисления аммиака (фиг. 1) включает кольцеобразную шайбу 1 (приплюснутая форма кольца, известная из крепежных средств), содержащую на верхней поверхности ориентированные вверх направляющие 2, выполненные с возможностью укладки в них несущих балок 4, при этом шайба 1 имеет ориентированные внутрь нее выступы 3, выполненные с возможностью поддержки несущих балок 4.A part of the support device of the catalytic system for the ammonia oxidation KA 10 (Fig. 1) includes a ring-shaped washer 1 (a flattened ring shape known from fasteners), containing on the upper surface upwardly oriented guides 2, made with the possibility of laying load-bearing beams 4 in them, when In this case, the washer 1 has protrusions 3 oriented inside it, designed to support the load-bearing beams 4.
Шайба 1 располагается внутри КА 10 на кронштейнах 9 или иной опорной структуре КА. Направляющие 2 на шайбе выполнены с возможностью укладки в них несущих балок 4 под углом 0-10° друг к другу, предпочтительно под углом 0-5° друг к другу, то есть преимущественна параллельная укладка балок 4. Также направляющие 2 выполнены с возможностью укладки балок 4 в количестве от четырех до двадцати, при этом расстояние между направляющими для каждой балки превосходит ширину соответствующей балки не более чем на 20%, предпочтительно не более чем на 10%. Направляющие 2 предпочтительно представляют собой дугообразные накладки для шайбы, выполненные на ее поверхности на расстоянии друг от друга (фиг.1), однако возможны иные варианты, например ориентированные вверх ребра на верхней поверхности шайбы 1.Washer 1 is located inside spacecraft 10 on brackets 9 or another support structure of the spacecraft. The guides 2 on the washer are made with the possibility of laying the load-bearing beams 4 in them at an angle of 0-10° to each other, preferably at an angle of 0-5° to each other, that is, parallel laying of the beams 4 is preferable. Also, the guides 2 are made with the possibility of laying the beams 4 in an amount from four to twenty, while the distance between the guides for each beam exceeds the width of the corresponding beam by no more than 20%, preferably by no more than 10%. The guides 2 are preferably arched pads for the washer, made on its surface at a distance from each other (Fig. 1), however, other options are possible, for example, upwardly oriented ribs on the upper surface of the washer 1.
Крайние от двух до десяти балок (от одной до четырех балок с каждой стороны) дополнительно поддерживаются за счет выступов 3 (на одну балку по два выступа), выполненных преимущественно ступенчатыми. При этом каждый выступ шире соответствующей балки в 1,5-3 раза. Также преимущественно по крайней мере часть выступа расположена под углом не более 5° к плоскости верхней поверхности шайбы, предпочтительно не более 1°.The outermost two to ten beams (from one to four beams on each side) are additionally supported by protrusions 3 (two protrusions per beam), made predominantly stepped. Moreover, each protrusion is 1.5-3 times wider than the corresponding beam. It is also advantageous that at least part of the protrusion is located at an angle of no more than 5° to the plane of the upper surface of the washer, preferably no more than 1°.
Как направляющие 2, так и выступы 3 выполнены в качестве единого целого с шайбой 1 или же жестко установлены на ней как отдельные элементы при производстве на заводе-изготовителе. Both the guides 2 and the projections 3 are made as a single unit with the washer 1 or are rigidly installed on it as separate elements during production at the manufacturer.
Направляющие 2 выполняют функции ограничителей боковых смещений балок 4 по поверхности шайбы 1 и позволяют балкам 4 испытывать температурные деформации и перемещения отдельно от шайбы 1, преимущественно в горизонтальной плоскости назад-вперед. А выступы 3 не дают упасть крайним несущим балкам 4, которые наиболее подвержены такому риску. Указанные направляющие 2 и выступы 3 могут иметь различную форму, материал, толщину и применяться в разных количествах, они будут понятны специалисту в данной области техники и будут подбираться им, исходя из условий эксплуатации и типа КА 10.The guides 2 act as limiters of the lateral displacements of the beams 4 along the surface of the washer 1 and allow the beams 4 to experience thermal deformations and movements separately from the washer 1, mainly in the horizontal plane back and forth. And the projections 3 prevent the outermost load-bearing beams 4, which are most susceptible to this risk, from falling. These guides 2 and protrusions 3 can have different shapes, materials, thicknesses and be used in different quantities; they will be clear to a person skilled in the art and will be selected by him based on operating conditions and the type of spacecraft 10.
Помимо заявленной детали, содержащей кольцеобразную шайбу 1, в состав опорного устройства преимущественно входят опорная решетка 5, размещаемая на несущих балках 4, поддерживающая сетка 6, уложенная на указанную решетку 5, образующий место для вмещения насыпного элемента экран 7 с внутренним загибом в нижней части и фланцем в верхней части для закрепления на корпусе КА 10, а также средство 8 крепления сеток первичной каталитической системы над фланцем экрана 7, реализованное, например, в виде груза (утяжеленного кольца) или прижимного фланца (фиг.3).In addition to the claimed part containing an annular washer 1, the supporting device mainly includes a support grid 5 placed on the supporting beams 4, a supporting mesh 6 laid on said grid 5, a screen 7 forming a place to accommodate the bulk element with an internal bend in the lower part and a flange in the upper part for fastening to the body of the spacecraft 10, as well as a means 8 for fastening the grids of the primary catalytic system above the flange of the screen 7, implemented, for example, in the form of a weight (weighted ring) or a pressure flange (Fig. 3).
Работает предложенная полезная модель следующим образом.The proposed utility model works as follows.
В КА окисления аммиака 10 сверху подается газовая смесь, содержащая аммиак, азот и кислород. Сначала газовая смесь на своем пути встречает первичную каталитическую систему, содержащую сетки из металлов платиновой группы, на которых происходит экзотермическая реакция окисления аммиака. Температура прореагировавшей газовой смеси повышается до 750-950°. Сразу под сетками первичной каталитической системы газ встречает насыпной элемент в виде каталитических, инертных и/или поглотительных гранул, ограниченных стенками экрана и поддерживающей сеткой, лежащей на опорной решетке.A gas mixture containing ammonia, nitrogen and oxygen is fed into the ammonia oxidation spacecraft 10 from above. First, the gas mixture on its way encounters a primary catalytic system containing networks of platinum group metals, on which the exothermic reaction of ammonia oxidation occurs. The temperature of the reacted gas mixture rises to 750-950°. Immediately below the grids of the primary catalytic system, the gas encounters a bulk element in the form of catalytic, inert and/or absorption granules, limited by the walls of the screen and a supporting grid lying on the support grid.
После насыпного элемента газовая смесь с высокой температурой проходит через опорную решетку, несущие балки и удерживающую их шайбу.After the bulk element, the high-temperature gas mixture passes through the support grid, supporting beams and the washer holding them.
Несущие балки 4, находящиеся между ориентированными вверх направляющими 2 на поверхности кольцеобразной шайбы 1, испытывают температурные деформации и сдвигаются только назад-вперед вдоль упомянутых направляющих 2 и менее подвержены падению, чем если бы двигались по поверхности шайбы без направляющих. Крайние же балки 4, подверженные наибольшим смещениям, дополнительно поддерживаются ступенчатыми выступами 3, ориентированными внутрь шайбы 1, и не выпадают.The supporting beams 4, located between the upwardly oriented guides 2 on the surface of the ring-shaped washer 1, experience thermal deformation and move only back and forth along the mentioned guides 2 and are less susceptible to falling than if they were moving along the surface of the washer without guides. The extreme beams 4, subject to the greatest displacements, are additionally supported by stepped projections 3, oriented inside the washer 1, and do not fall out.
Прореагировавшая газовая смесь покидает КА и поступает на охлаждение в следующий технологический агрегат.The reacted gas mixture leaves the spacecraft and enters the next technological unit for cooling.
Ниже приведены конкретные примеры реализации предложенного устройства.Below are specific examples of implementation of the proposed device.
Пример 1Example 1
На опоры КА окисления аммиака помещена кольцеобразная шайба. На верхней поверхности шайбы содержатся ориентированные вверх направляющие в виде ребер, между которыми под углом 5° друг к другу уложены четыре несущие балки. Расстояние между ребрами больше на 10%, чем ширина балки, укладываемой между ними. Шайба также имеет выступы в количестве четырех штук, ориентированные внутрь и расположенные под углом не более 0° к плоскости верхней поверхности шайбы (то есть горизонтальные выступы, в указанной плоскости), для поддержки двух крайних балок (по одной с каждой стороны). Каждый упомянутый выступ шире соответствующей балки в 1,5 раза.A ring-shaped washer is placed on the supports of the ammonia oxidation spacecraft. The upper surface of the washer contains upwardly oriented guides in the form of ribs, between which four load-bearing beams are laid at an angle of 5° to each other. The distance between the ribs is 10% greater than the width of the beam laid between them. The washer also has four protrusions, oriented inward and located at an angle of no more than 0° to the plane of the upper surface of the washer (that is, horizontal protrusions in the specified plane), to support two outer beams (one on each side). Each mentioned protrusion is 1.5 times wider than the corresponding beam.
На балках находится несущая опорная решетка колосниковой структуры с расположенной на ней поддерживающей сеткой. Края упомянутой сетки заходят на внутренний загиб экрана. Верхняя часть экрана переходит во фланец, который прикреплен к корпусу КА. Первичная каталитическая система закреплена на КА над фланцем экрана зажимами.On the beams there is a load-bearing support grid of the grate structure with a supporting mesh located on it. The edges of the mentioned mesh extend onto the inner bend of the screen. The upper part of the screen goes into a flange, which is attached to the spacecraft body. The primary catalytic system is secured to the spacecraft above the screen flange with clamps.
Пример 2Example 2
На кронштейны КА окисления аммиака помещена кольцеобразная шайба. На верхней поверхности шайбы содержатся ориентированные вверх направляющие, представляющие собой дугообразные накладки, выполненные на расстоянии друг от друга. Всего на шайбе в указанные расстояния под углом 10° друг к другу уложены двадцать несущих балок. Каждое упомянутое расстояние больше на 20%, чем ширина соответствующей укладываемой балки. Шайба также имеет ступенчатые выступы в количестве двадцати штук, ориентированные внутрь шайбы и имеющие части, расположенные под углом не более 5° к плоскости верхней поверхности шайбы, для поддержки десяти крайних балок (по четыре с каждой стороны). Каждый упомянутый выступ шире соответствующей балки в 3 раза.A ring-shaped washer is placed on the brackets of the ammonia oxidation spacecraft. The upper surface of the washer contains upwardly oriented guides, which are arched linings made at a distance from each other. A total of twenty load-bearing beams are laid on the washer at the indicated distances at an angle of 10° to each other. Each distance mentioned is 20% greater than the width of the corresponding beam being laid. The washer also has twenty stepped projections, oriented inside the washer and having parts located at an angle of no more than 5° to the plane of the upper surface of the washer, to support ten outer beams (four on each side). Each mentioned projection is 3 times wider than the corresponding beam.
На балках находится несущая опорная решетка сотовой структуры с расположенной на ней поддерживающей сеткой. Края сетки заходят на внутренний загиб экрана с конусовидной частью, обращенной сужением к этой сетке. Экран выполнен цельным из листового металла. Верхняя часть экрана переходит во фланец, который прикреплен к корпусу КА. Первичная каталитическая система закреплена на КА над фланцем экрана прижимным фланцем.On the beams there is a load-bearing support grid of a honeycomb structure with a supporting mesh located on it. The edges of the mesh extend onto the inner bend of the screen with a cone-shaped part facing this mesh with its narrowing. The screen is made of solid sheet metal. The upper part of the screen goes into a flange, which is attached to the spacecraft body. The primary catalytic system is fixed to the spacecraft above the screen flange using a clamping flange.
Пример 3Example 3
На кольцевую опору КА окисления аммиака помещена кольцеобразная шайба. На верхней поверхности шайбы содержатся ориентированные вверх направляющие, представляющие собой дугообразные накладки, выполненные на расстоянии друг от друга. Всего на шайбе в указанные расстояния под углом 0° друг к другу, то есть параллельно, уложены десять несущих балок. Каждое упомянутое расстояние больше на 15%, чем ширина соответствующей укладываемой балки. Шайба также имеет ступенчатые выступы в количестве восьми штук, ориентированные внутрь шайбы и имеющие части, расположенные под углом не более 1° к плоскости верхней поверхности шайбы, для поддержки четырех крайних балок (по две балки с каждой стороны). Каждый упомянутый выступ шире соответствующей балки в 2 раза.A ring-shaped washer is placed on the annular support of the ammonia oxidation spacecraft. The upper surface of the washer contains upwardly oriented guides, which are arched linings made at a distance from each other. A total of ten load-bearing beams are laid on the washer at the indicated distances at an angle of 0° to each other, that is, in parallel. Each distance mentioned is 15% greater than the width of the corresponding beam being laid. The washer also has eight stepped projections, oriented inside the washer and having parts located at an angle of no more than 1° to the plane of the upper surface of the washer, to support the four outer beams (two beams on each side). Each mentioned protrusion is 2 times wider than the corresponding beam.
На балках находится несущая опорная решетка сотовой структуры с расположенной на ней поддерживающей сеткой. Края сетки заходят на внутренний загиб экрана с конусовидной частью, обращенной сужением к этой сетке. Экран выполнен цельным из листового металла. Верхняя часть экрана переходит во фланец, который прикреплен к корпусу КА. Первичная каталитическая система закреплена на КА над фланцем экрана прижимным фланцем.On the beams there is a load-bearing support grid of a honeycomb structure with a supporting mesh located on it. The edges of the mesh extend onto the inner bend of the screen with a cone-shaped part facing this mesh with its narrowing. The screen is made of solid sheet metal. The upper part of the screen goes into a flange, which is attached to the spacecraft body. The primary catalytic system is fixed to the spacecraft above the screen flange using a clamping flange.
Вышеописанные примеры осуществления приведены исключительно в целях иллюстрации. Специалисту будет очевидно, что возможны и иные варианты осуществления.The above-described embodiments are provided for purposes of illustration only. It will be obvious to one skilled in the art that other embodiments are possible.
Таким образом, при использовании настоящей полезной модели повышается надежность опорного устройства каталитической системы для КА окисления аммиака с сохранением минимального перепада давления газовой смеси за счет следующего, как в совокупности, так и по отдельности:Thus, when using this utility model, the reliability of the supporting device of the catalytic system for ammonia oxidation spacecraft is increased while maintaining a minimum pressure drop of the gas mixture due to the following, both in combination and separately:
возможности изменения длины балок и их смещения в горизонтальной плоскости в пределах направляющих на верхней поверхности шайбы;the possibility of changing the length of the beams and their displacement in the horizontal plane within the guides on the upper surface of the washer;
обеспечения поддержки выступами для наиболее склонных к выпадению балок из-за их смещений назад-вперед при температурных деформациях; providing support with protrusions for the beams most prone to falling out due to their back-and-forth displacements during temperature deformations;
кольцеобразная шайба обладает лучшей удерживающей способностью за счет большей поверхности, чем у обычного тонкого кольца.The ring-shaped washer has better holding power due to its larger surface area than a conventional thin ring.
Предложенная конструкция полезной модели по сравнению с прототипом позволила повысить срок бесперебойной работы КА на 25-30.The proposed design of the utility model, in comparison with the prototype, made it possible to increase the uninterrupted operation life of the spacecraft by 25-30.
Claims (9)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU226189U1 true RU226189U1 (en) | 2024-05-23 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2284291C2 (en) * | 2002-07-03 | 2006-09-27 | Яра Интернэшнл Аса | Method and the device for supporting of the catalytic meshes in the burners for oxygenation of ammonia |
| WO2016028698A1 (en) * | 2014-08-19 | 2016-02-25 | The Alloy Engineering Company | Dual grid catalyst basket and method of independently supporting primary and secondary catalysts |
| PL236240B1 (en) * | 2018-07-23 | 2020-12-28 | Siec Badawcza Lukasiewicz Inst Nowych Syntez Chemicznych | Peripheral sealing of a catalytic basket in the ammonia oxidation reactor preventing gas bypassing |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2284291C2 (en) * | 2002-07-03 | 2006-09-27 | Яра Интернэшнл Аса | Method and the device for supporting of the catalytic meshes in the burners for oxygenation of ammonia |
| WO2016028698A1 (en) * | 2014-08-19 | 2016-02-25 | The Alloy Engineering Company | Dual grid catalyst basket and method of independently supporting primary and secondary catalysts |
| PL236240B1 (en) * | 2018-07-23 | 2020-12-28 | Siec Badawcza Lukasiewicz Inst Nowych Syntez Chemicznych | Peripheral sealing of a catalytic basket in the ammonia oxidation reactor preventing gas bypassing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU1809778C (en) | Reactor | |
| US9364810B2 (en) | Chemical reactor with knitted wire mesh fabric as a holding device for particles | |
| CN103402617A (en) | Improved stackable structural reactors | |
| US20180305210A1 (en) | Modular catalyst monoliths | |
| EP2834585B1 (en) | Expanding centers for stackable structural reactors | |
| US9725320B2 (en) | Basket-like device having wall insulation | |
| US20230415118A1 (en) | Reforming reactor comprising reformer tubes with enlarged outer surface area and structured catalyst | |
| RU2290987C2 (en) | Catalytic or sorbing layers | |
| RU226189U1 (en) | DETAIL OF THE SUPPORTING DEVICE OF THE CATALYTIC SYSTEM FOR THE CONTACT APPARATUS FOR AMMONIA OXIDATION | |
| AU2013243713A1 (en) | Expanding centers for stackable structural reactors | |
| KR101911125B1 (en) | Apparatus for minimizing bypass in ammonia oxidation burners of industrial plants with burner diameters of 2-7 m in natural- or forced-circulation boilers | |
| AU2002310553A1 (en) | Catalyst or sorbent beds | |
| JP6603666B2 (en) | Seal for use with catalyst structure | |
| JPS6341431B2 (en) | ||
| EP1827672B1 (en) | Reactor for a catalytic conversion reaction | |
| RU230238U1 (en) | BASKET PART FOR HOUSING CATALYTIC SYSTEM IN AMMONIA CONTACT OXIDATION APPARATUS | |
| RU226559U1 (en) | BASKET FOR PLACING THE CATALYTIC SYSTEM IN THE CONTACT APPARATUS FOR AMMONIA OXIDATION | |
| EP4532095B1 (en) | Catalyst support system for ammonia oxidation burners | |
| RU2847394C1 (en) | Device for placing a catalytic system in a contact apparatus for ammonia oxidation, contact apparatus for ammonia oxidation and method for installing the device in the apparatus | |
| RU2827693C1 (en) | Device for arrangement of catalytic system in contact apparatus of ammonia oxidation, contact apparatus for oxidation of ammonia and method of device installation in apparatus | |
| EP2140933A1 (en) | Structured catalyst hold for pipe reactors | |
| KR102530133B1 (en) | Structured Packing for Catalytic Distillation | |
| RU2124239C1 (en) | Fuel assembly spacer grid | |
| JPH10230157A (en) | Gas liquid contact filler and gas liquid contact device | |
| CN116870853A (en) | Structured packing for gas-liquid mass transfer |