JPS592535B2 - Solid catalyst arrangement method - Google Patents
Solid catalyst arrangement methodInfo
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- JPS592535B2 JPS592535B2 JP51116160A JP11616076A JPS592535B2 JP S592535 B2 JPS592535 B2 JP S592535B2 JP 51116160 A JP51116160 A JP 51116160A JP 11616076 A JP11616076 A JP 11616076A JP S592535 B2 JPS592535 B2 JP S592535B2
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、固体触媒の配列法に関し、さらに詳しくは、
反応容器内の反応物質の流路断面に多数の固体触媒を配
列する方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for arranging solid catalysts, and more particularly, to
The present invention relates to a method of arranging a large number of solid catalysts in a cross section of a reactant flow path in a reaction vessel.
一般に固体触媒を用いる不均一系気相反応においては、
最少限の触媒を用い、最大限の触媒活性を得るために、
下記の事項を考慮する必要がある。Generally, in heterogeneous gas phase reactions using solid catalysts,
In order to obtain maximum catalytic activity using the minimum amount of catalyst,
The following matters need to be considered.
1)触媒のみかけの表面積当りの活性を増す。1) Increase the activity per apparent surface area of the catalyst.
2)触媒の単位重量当りのみかけの表面積を増す。2) Increase the apparent surface area per unit weight of catalyst.
その方法として、 1)形状を工夫する。As a method, 1) Improve the shape.
11)触媒の代表径を許容できるだけ小さくする。11) Make the typical diameter of the catalyst as small as possible.
3)触媒のみかけの表面が全て有効に使われるようにす
る。3) Make sure that all the apparent surface of the catalyst is used effectively.
これら3つの重要な事項のうち、1)は触媒自体の問題
であり、触媒の基本的特性であるが、2)および3)は
このような触媒を如何に有効に使うかということであり
、特に工業的に触媒を使用する場合に重要である。Of these three important matters, 1) concerns the catalyst itself and its basic characteristics, while 2) and 3) concern how to use such catalysts effectively. This is particularly important when using catalysts industrially.
従来、不均一系気相反応、例えば硫酸の製造工程におけ
る二酸化イオウコンバーターにおいては、上記2)−i
i)の事項を強調して固体触媒として直径5yr+m、
長さ10喘程度の比較的小粒径のペレットが使われてい
る。Conventionally, in a heterogeneous gas phase reaction, for example, in a sulfur dioxide converter in a sulfuric acid production process, the above 2)-i
Emphasizing the matter i), the solid catalyst has a diameter of 5 yr + m,
Pellets with a relatively small particle size of about 10 mm in length are used.
しかし、熱焼排ガスの脱砥、特に乾式接触還元の場合に
は、大量の粉塵(以下、両者を含めてダストという)が
飛来してくるため、上記のような小粒径の触媒を用いる
と、触媒表面のマスキン久ひいては触媒充填層の閉塞と
いう問題をひき起こす。However, in the case of degrinding of thermal combustion exhaust gas, especially in the case of dry catalytic reduction, a large amount of dust (hereinafter referred to as "dust") is introduced, so it is not possible to use a catalyst with a small particle size as described above. This causes problems such as masking of the catalyst surface and clogging of the catalyst packed bed.
このため、反応器自体に工夫をこらして移動床型、平行
接触型等にすることが行なわれているが、装置の複雑化
にともない、設備コストが高くなるという欠点がある。For this reason, the reactor itself has been modified to a moving bed type, parallel contact type, etc., but this has the disadvantage that the equipment becomes more complex and the equipment cost increases.
近年、上記のようなダストによる触媒層の閉塞の問題を
解決するために、代表径の犬ぎい大型の成型触媒が用い
られ始めている。In recent years, in order to solve the above-mentioned problem of clogging of the catalyst layer due to dust, molded catalysts with a typical diameter of a dog or two have begun to be used.
例えば、現在、排ガス脱硝用、特に乾式接触還元方式に
用いられる固体触媒として大型ラシヒリング型触媒が用
いられているが、その寸法は、例えば円筒径が数十−高
さが数十〜数百間程度のものである。For example, large Raschig ring type catalysts are currently used as solid catalysts for exhaust gas denitrification, especially for dry catalytic reduction systems, but their dimensions range from several tens to several hundred in cylinder diameter and several tens to hundreds in height. It is of a certain degree.
このような大型ラシヒリング型触媒は、反応容器内のガ
ス流路断面に、その円筒軸がガス流れ方向と一致するよ
うに多数規則積みされて使用されている。A large number of such large Raschig ring type catalysts are regularly stacked in a cross-section of a gas flow path in a reaction vessel so that their cylindrical axes coincide with the gas flow direction.
このようなラシヒリング型触媒の配列方法としては、具
体的にはスクエア積(実公昭50−10455号)およ
びダイヤモンド積があり、これらは通常、同心に積まれ
る。Specific methods for arranging such Raschig ring type catalysts include square stacking (Utility Model Publication No. 10455/1983) and diamond stacking, and these are usually stacked concentrically.
これらの断面図をそれぞれ第1図および第2図に示す。These cross-sectional views are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.
第1図はスクエア積みの場合、第2図はダイヤモンド積
みの場合を示す。Figure 1 shows the case of square stacking, and Figure 2 shows the case of diamond stacking.
図中、1はラシヒリングである。これらの配列方法は、
(1)1耐ダスト性が強い、(2)触媒のみかけの表面
積が有効に利用され反応率が高い、(3)高い線速度(
L、V、)が採用でき圧損失が小さいので反応器径を著
しく小さくできる%(4)触媒充填が極めて容易である
等の利点を有し、工業的にすぐれた配列方法である。In the figure, 1 is the Raschig ring. These arrangement methods are
(1) 1. Strong dust resistance, (2) Effective use of the apparent surface area of the catalyst and high reaction rate, (3) High linear velocity (
L, V, ) can be used, the pressure loss is small, and the diameter of the reactor can be made extremely small. (4) It is an industrially excellent arrangement method, as it has advantages such as extremely easy loading of the catalyst.
しかしながら、本発明者らの検討によれば、これらの配
列においては、ラシヒリング内部を通る流路(図中、S
i)と、ラシヒリング外部を通る流路(図中、Seまた
はSe’)が存在し、これらの流量比が大きく異なるの
で、種々の問題を生ずることが明らかになった。However, according to the studies of the present inventors, in these arrangements, the flow path passing inside the Raschig ring (in the figure, S
i) and a flow path (Se or Se' in the figure) that passes through the outside of the Raschig ring, and the flow rate ratios of these are significantly different, which has led to various problems.
すなわち、ラシヒリング外径をDoとすると、その外周
の作る流路の相当円直径はスフニス積みの場合は0.2
7Do1 ダイヤモンド積みの場合は、0.10Doと
なる。In other words, if the outer diameter of the Raschig ring is Do, then the equivalent circular diameter of the flow path created by the outer circumference is 0.2 in the case of Suffini stacking.
In the case of 7Do1 diamond stacking, it is 0.10Do.
ここで相当円直径とは、円形でない断面形状を有する断
面を、その面積と同じ面積の円としてみた場合のその円
の直径をいう。The term "equivalent circular diameter" as used herein refers to the diameter of a circle having the same area as a cross section having a non-circular cross-sectional shape.
言い換えれば、相当円直径は円形でない断面形状を有す
る断面の円と同等の直径はいくらということを表わし、
下式%式%
すなわち円筒内において、円直径をDiとすると、
したがって固体触媒の配列でみた場合、固体触媒によっ
て形成される流路断面積の4倍をその浸辺長(断面積の
周囲の長さ)で割った値で定義される。In other words, the equivalent circular diameter represents the equivalent diameter of a circle with a cross-sectional shape that is not circular.
The following formula % formula % In other words, in a cylinder, if the diameter of the circle is Di, then when looking at the arrangement of solid catalysts, four times the cross-sectional area of the flow path formed by the solid catalyst is the immersion length (around the cross-sectional area). defined as the value divided by the length).
ちなみにスクエア積みの場合の相当円直径4RHeは次
式のように計算される。Incidentally, the equivalent circular diameter 4RHe in the case of square stacking is calculated as follows.
流体力学の知見によれば、ラシヒリング円筒内qj」 外の流量比 は、次式で与えられる。According to the knowledge of fluid mechanics, inside the Raschig ring cylinder qj' The outside flow rate ratio is given by the following equation.
se
上式中、0.5 (m (2,01SiおよびSeはそ
れぞれラシヒリング内外の流路断面積、ViおよびVe
はそれぞれラシヒリング内外のガス流速、Diはラシヒ
リングの内径、4RHeはラシヒリング外筒によって形
成される流路断面の相当円直径である。se In the above formula, 0.5 (m (2,01Si and Se are the flow path cross-sectional areas inside and outside the Raschig ring, Vi and Ve
are the gas flow rates inside and outside the Raschig ring, Di is the inner diameter of the Raschig ring, and 4RHe is the equivalent circular diameter of the cross section of the flow path formed by the Raschig ring outer cylinder.
前述のようにスクエア積みの場合は、4RHe=0.2
7Doであるから、Qsi)Qse=:なり、この傾向
はラシヒリングの肉厚が薄くなるほど著しくなる。As mentioned above, in the case of square stacking, 4RHe=0.2
Since 7Do, Qsi)Qse=: This tendency becomes more remarkable as the thickness of the Raschig ring becomes thinner.
そして不均一系気相反応が触媒表面で起こることを考慮
し、内外流路の触媒表面積に対する通過ガス量を比較す
ると、触媒表面積当りのガス流量Q s i / A
s iまたはQse/Aseは次式で与えられる。Considering that a heterogeneous gas phase reaction occurs on the catalyst surface, comparing the amount of passing gas with respect to the catalyst surface area of the inner and outer channels, the gas flow rate per catalyst surface area is Q s i / A
s i or Qse/Ase is given by the following equation.
ここでtは触媒充填層高さ、AsiおよびAseはそれ
ぞれ′ラシヒリングの内外流路の触媒表面積を示す。Here, t is the height of the catalyst packed bed, and Asi and Ase are the catalyst surface areas of the inner and outer channels of the Raschig ring, respectively.
ここで明らかにAse)Asiであるから、Q s i
/A s i>>Qs e /A s eとなり、触
媒単位表面当りのガス流量は、ラシヒリング内外流路に
おいて大きな差があり、特にラシヒリングの部外におけ
る流量が極端に小さくなるために、ラシヒリングの外表
面が有効に利用されていないことが明らかになった。Here, it is clear that Ase)Asi, so Q s i
/A s i >> Qs e /A s e, and there is a large difference in the gas flow rate per unit surface of the catalyst between the inside and outside of the Raschig ring, and especially the flow rate outside the Raschig ring is extremely small. It became clear that the outer surface was not being used effectively.
従ってSiとSeとの流量比が問題となる場へすなわち
、ダスト負荷の著しく多い排ガスを処理し、しかも用い
るラシヒリング触媒の活性があまり高くない場合は、ダ
ストによる触媒のマスキングを避ける意味からは、ラシ
ヒリングの代表径を大きくする必要があるが、一方高い
反応率(除去率)を維持するには触媒表面をより有効に
利用する必要があり、そのために触媒充填容積当りの触
媒表面積および触媒単位重量当りの触媒表面積を大きく
する方法、すなわちラシヒリング触媒の代表径を出来る
だけ小さくする方法をとることが有利である。Therefore, in situations where the flow rate ratio of Si and Se is a problem, that is, when exhaust gas with a significantly high dust load is being treated and the Raschig ring catalyst used is not very active, in order to avoid masking of the catalyst by dust, It is necessary to increase the typical diameter of the Raschig ring, but on the other hand, in order to maintain a high reaction rate (removal rate), it is necessary to use the catalyst surface more effectively, and for this purpose, the catalyst surface area per catalyst filling volume and the catalyst unit weight It is advantageous to take a method of increasing the surface area of the catalyst, that is, making the typical diameter of the Raschig ring catalyst as small as possible.
ところがダストによる触媒のマスキンク−閉塞を避ける
ために必要な代表径は、外筒の作る流路が円筒の作る流
路に比べて小さいため、外筒の作る流路をベースとして
決まってくる。However, the representative diameter required to avoid masking blockage of the catalyst due to dust is determined based on the flow path formed by the outer cylinder, since the flow path formed by the outer cylinder is smaller than that formed by the cylinder.
すなわち、外筒の作る流路をダストの閉塞のない程度に
大きくするように配慮する必要がある。That is, consideration must be given to making the flow path formed by the outer cylinder large enough to prevent dust from clogging it.
このとき円筒の作る流路は、耐ダスト性からいえば必要
以上の大きさを有することになり、全体として触媒の代
表径をできるだけ小さくするという要望を満たすことが
できない。In this case, the flow path formed by the cylinder has a size that is larger than necessary in terms of dust resistance, and the overall demand for reducing the representative diameter of the catalyst as small as possible cannot be met.
本発明の目的は、上記の点に留意し、固体触媒の内外流
路を合理的に定めて筒状の固体触媒の内表面のみならず
、外表面をも有効に利用し、全体として触媒充填重量お
よび充填容量を小さくすることができる触媒の配列法を
提供することにある。The purpose of the present invention is to keep the above points in mind, to rationally define the internal and external flow paths of the solid catalyst, to effectively utilize not only the internal surface of the cylindrical solid catalyst, but also the external surface, and to fill the catalyst as a whole. The object of the present invention is to provide a method for arranging catalysts that can reduce weight and packing capacity.
上記目的を達成するために、本発明は、反応容器内の反
応物質の流路断面に該流路を区切るように固体触媒を多
数配列する方法において、円筒部と同一物質からなり、
かつ円筒部の軸方向に沿って形成されたフィン付きラシ
ヒリング触媒を、該触媒の円筒部内と該円筒部外とのそ
れぞれの反応物質の流路断面の相当円直径がほぼ等しく
なるように配列することを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a method of arranging a large number of solid catalysts in a cross-section of a flow path of a reactant in a reaction vessel so as to partition the flow path, the cylindrical portion being made of the same material,
and the finned Raschig ring catalysts formed along the axial direction of the cylindrical part are arranged so that the equivalent circular diameters of the cross sections of the reactant flow paths inside the cylindrical part of the catalyst and outside the cylindrical part are approximately equal. It is characterized by this.
本発明に用いる固体触媒としては、第3図A。The solid catalyst used in the present invention is shown in FIG. 3A.
Bおよび第4図A、Bに示すような断面形状のフィン付
きラシヒリングが好適に用いられる。A finned Raschig ring having a cross-sectional shape as shown in FIGS. 4B and 4A and 4B is preferably used.
これらのフィン付きラシヒリングは、第3図Cおよび第
4図Cに示すように、それぞれ該フィンを介してスクエ
ア型またはダイヤモンド型に配列される。These finned Raschig rings are arranged in a square shape or a diamond shape through the fins, respectively, as shown in FIGS. 3C and 4C.
上記ラシヒリングのフィンの長さは、ラシヒリングの円
筒内の流路断面S1と、ラシヒリングの円筒外に形成さ
れる流路断面Seのそれぞれの相当円直径がほぼ等しく
なるように定められる。The length of the fins of the Raschig ring is determined so that the equivalent circular diameters of the passage cross section S1 inside the cylinder of the Raschig ring and the passage cross section Se formed outside the cylinder of the Raschig ring are approximately equal.
ここで第3図に示す固体触媒の配列状態における相当円
直径の算出法を第5図および第6図を基に説明する。Here, a method for calculating the equivalent circular diameter in the arrangement state of the solid catalyst shown in FIG. 3 will be explained based on FIGS. 5 and 6.
第5図船こおいて、フィンの長さはXl フィンの肉
厚はtl、円筒内の中心点を結び直線の長さはX+D。Figure 5 For a ship, the length of the fin is Xl, the thickness of the fin is tl, and the length of the straight line connecting the center point in the cylinder is X+D.
である。なおラシヒリングの外径および内径はそれぞれ
DoおよびDiであり、フィンのD□−Di
肉厚t1はm−7−−である。It is. The outer diameter and inner diameter of the Raschig ring are Do and Di, respectively, and the fin's thickness t1 is m-7--.
ここでラシヒリングの円筒内の相当円直径は上古αり式
で示す通り
である。Here, the equivalent circular diameter inside the cylinder of the Raschig ring is as shown in the upper equation.
一方ラシヒリングの円筒外の流路断面(第5図中斜線で
示す区域)の面積は円筒内の中心点を結ぶ直線で囲まれ
る部分(四角形)の面積から、4分の1円形部分6A、
6B、6C,6Dの合計面積およびフィン部分6E、6
F、6G、6Hの合計面積を引いたものである。On the other hand, the area of the cross-section of the flow path outside the cylinder of the Raschig ring (the area shown with diagonal lines in FIG. 5) is calculated from the area of the part (quadrangular) surrounded by the straight line connecting the center points inside the cylinder, 1/4 circular part 6A,
Total area of 6B, 6C, 6D and fin portions 6E, 6
It is obtained by subtracting the total area of F, 6G, and 6H.
またラシヒリングの円筒外の流路断面の周囲長は第6図
中、太線で示している。Further, the circumferential length of the cross-section of the flow path outside the cylinder of the Raschig ring is shown by a thick line in FIG.
したがってスフェア型配列のラシヒリングの内筒外の流
路断面の面積は
(X+D o)2−!LD62−xユ1×4 となり、
周囲長はπDo+4t1となる。Therefore, the cross-sectional area of the flow path outside the inner cylinder of the Raschig ring in the sphere arrangement is (X+D o)2-! LD62-x Yu1x4,
The perimeter is πDo+4t1.
故にラシヒリングの円筒外の流路断面の相当円直径4R
Heは次のように求められる。Therefore, the equivalent circular diameter of the cross section of the flow path outside the cylinder of the Raschig ring is 4R.
He is determined as follows.
次にラシヒリングの円筒管内および円筒管外の流路断面
の相当円直径が等しいとき
慮り一式(2)が成立する。Next, when the equivalent circular diameters of the flow path cross sections inside and outside the cylindrical tube of the Raschig ring are equal, the equation (2) holds true.
SiとSeの相当直径が等しくなるフィンの長さXは、
肉厚によって異なり次表のようになる。The length X of the fin at which the equivalent diameters of Si and Se are equal is:
It varies depending on the wall thickness as shown in the table below.
Xは、一般に耐ダスト性を考慮すれば、0〈Xく]OD
iの範囲から選ばれる。In general, considering dust resistance, X is 0〈X〉OD
selected from the range of i.
このようなフィン長さXが選ばれると、内外流路の各流
速が等しくなる。When such a fin length X is selected, the flow velocities in the inner and outer channels become equal.
このとき内外流路の触媒表面積に対するガス流量は次の
ようになる。At this time, the gas flow rate with respect to the catalyst surface area of the inner and outer flow paths is as follows.
内面流路の流量、7D I V I
内面流路の触媒表面積:πDi7
触媒表面積に対するガス流量:’D i2V i/ π
D i 1.= −D i Ve/14
一方
外面流路の流量: ((Do+X)2 ’D□”−4x
” ) Ve2
外面流路の触媒表面積: (πDo + 4X、 4
tl) を触媒表面積に対するガス流量: ((D
o +X)2”D o2−4 Xす)Ve/(πD o
+4X−41,) t従って内外流路の触媒表面積に対
するガス流量が等しくなる。Flow rate of inner flow path, 7D I V I Catalyst surface area of inner flow path: πDi7 Gas flow rate relative to catalyst surface area: 'D i2V i/ π
D i 1. = -D i Ve/14 On the other hand, the flow rate of the outer surface flow path: ((Do+X)2 'D□''-4x
” ) Ve2 Catalyst surface area of external channel: (πDo + 4X, 4
tl) is the gas flow rate relative to the catalyst surface area: ((D
o +X)2”D o2-4 Xsu)Ve/(πD o
+4X-41,) t Therefore, the gas flow rate with respect to the catalyst surface area of the inner and outer flow paths becomes equal.
この結果、内外流路の反応転化率も等しくなる。As a result, the reaction conversion rates of the inner and outer channels become equal.
次に第4図に示す固体触媒の配列状態における相当円直
径の算出法を第7図および第8図を基に説明する。Next, a method for calculating the equivalent circular diameter in the arrangement state of the solid catalyst shown in FIG. 4 will be explained based on FIGS. 7 and 8.
第7図において、フィンの長さはY、フィンの肉厚はt
2、円筒内の中心点を結ぶ直線の長さはY十Doである
。In Figure 7, the length of the fin is Y, and the thickness of the fin is t.
2. The length of the straight line connecting the center points in the cylinder is Y + Do.
なお、ラシヒリングの外径および内径はそれぞれDoお
よびDiであり、フィンの肉厚tにD、−Diである。Note that the outer diameter and inner diameter of the Raschig ring are Do and Di, respectively, and the thickness t of the fin is D and -Di.
ラシヒリングの円筒外の流路断面(第7図中、斜線で示
す区域)の面積は、円筒内の中心点を結ぶ直線で囲まれ
る部分(三角形)の面積から、6分の1円形部分8A、
8B 、8Cの合計面積およびフィン部分8D、8E、
8Fの合計面積を引いたものである。The area of the cross section of the flow path outside the cylinder of the Raschig ring (the shaded area in Fig. 7) is calculated from the area of the part (triangle) surrounded by the straight line connecting the center points inside the cylinder, 1/6 of the circular part 8A,
Total area of 8B, 8C and fin portions 8D, 8E,
It is calculated by subtracting the total area of 8F.
またラシヒリングの円筒外の流路断面の周囲長は第8図
中、太線で示している。Further, the circumferential length of the cross-section of the flow path outside the cylinder of the Raschig ring is shown by a thick line in FIG.
したがってダイヤモンド型配列のラシヒリングの円筒外
の流路断面の面積は
となり、周囲長はT7rD o、+3 Y −3t2と
なる。Therefore, the cross-sectional area of the flow path outside the cylinder of the Raschig ring in the diamond-shaped arrangement is as follows, and the circumferential length is T7rDo, +3 Y -3t2.
故にラシヒリングの円筒外の流路断面の相当円直径4R
Heは次のように求められる。Therefore, the equivalent circular diameter of the cross section of the flow path outside the cylinder of the Raschig ring is 4R.
He is determined as follows.
次にラシヒリングの円筒管内および円筒管外の流路断面
の相当円直径が等しいとき頚1)=式(3)が成立する
。Next, when the equivalent circular diameters of the flow path cross sections inside and outside the cylindrical tube of the Raschig ring are equal, neck 1)=equation (3) holds true.
SiとSeの相当円直径が等しくなるフィンの長さYは
肉厚lこよって異なり第2表のようになる。The length Y of the fin at which the equivalent circular diameters of Si and Se are equal varies depending on the wall thickness l as shown in Table 2.
Yは、一般に耐ダスト性を考慮すればo<y<20Di
の範囲から選択される。Y is generally o<y<20Di when considering dust resistance.
selected from the range.
上記のような配列方法をとれば、前記のスクエア型の配
列の場合と同様に内外流路の流速、および触媒表面積に
対するガス流量が等しくなり、それぞれの反応転化率も
等しくなる。If the arrangement method described above is adopted, the flow velocity of the inner and outer channels and the gas flow rate relative to the catalyst surface area are equal, and the reaction conversion rates of each are also equal, as in the case of the square arrangement described above.
本発明において、上記ラシヒリングの使用可能な好まし
い寸法例を示せば下記のとおりである。In the present invention, examples of preferable dimensions that can be used for the Raschig ring are as follows.
10mm<D o <200rran
2m<Dl< 200rrrm
5団くtく1000叫
0.4 (D i / D □(1,0
スク工ア型配列の場合、ラシヒリングのフィンの長さX
を0より大きく、1.90Diより小さくすれば、フィ
ンなしのラシヒリングの密接充填の場合に較べて、触媒
充填重量を小さくすることができる。10mm<D o <200rran 2m<Dl<200rrrm 5 groups x 1000 0.4 (D i / D □ (1,0 In the case of a square arrangement, the length of the fin of the Raschig ring
If the value is greater than 0 and smaller than 1.90 Di, the catalyst packing weight can be made smaller than in the case of close packing of Raschig rings without fins.
またダイヤモンド配列の場合、フィンの長さYを0より
太きく3.7D1より小さくすれ(f、フィンなしのラ
シヒリングの密接充填の場合に較べて、触媒充填重量よ
り小さくすることができる。In the case of a diamond arrangement, the length Y of the fins can be made larger than 0 and smaller than 3.7D1 (f), which can be made smaller than the catalyst filling weight compared to the case of close packing of Raschig rings without fins.
上記範囲のフィン長さを有するラシヒリングは、前記相
当円直径が等しい最適値から外れるフィン長さを有する
ものも含まれるが、いずれも本発明における相当円直径
がほぼ等しいものとして取扱われる。Raschig rings having fin lengths within the above range include those having fin lengths that deviate from the optimum value of equal equivalent circular diameters, but all are treated as having substantially equal equivalent circular diameters in the present invention.
特に好ましいフィンの長さは、相当円直径が等しくなる
場合のDiの0.9〜1.1倍である。A particularly preferable fin length is 0.9 to 1.1 times Di when the equivalent circular diameters are equal.
本発明において、上記触媒の構成物質は反応の種類によ
り適宜、選択される。In the present invention, the constituent materials of the catalyst are appropriately selected depending on the type of reaction.
また反応容器内に前記形状の触媒を充填するには、該容
器中に前記流路断面を形成するようにこれらを順次積み
重ねればよく、必要に応じて触媒同士を固着したり、ま
た適当な支持具で支持してもよい。In addition, in order to fill the reaction vessel with catalysts having the above shape, it is sufficient to stack them one after another so as to form the above-mentioned flow path cross section in the vessel, and if necessary, the catalysts may be fixed to each other or a suitable method may be used. It may be supported with a support.
以上に述べたような触媒配列を用い、アンモニアによる
排ガスの乾式脱硝実験を行なった実施例を以下に述べる
。An example in which a dry denitrification experiment of exhaust gas using ammonia was conducted using the catalyst arrangement described above will be described below.
使用した実験装置の概略フローシートを第9図に示す。A schematic flow sheet of the experimental equipment used is shown in FIG.
図において、煙道6を流れる窒素酸化物を含む排ガスは
ブロワ−5によって吸引され、ヒーター2で所定温度に
昇温される。In the figure, exhaust gas containing nitrogen oxides flowing through a flue 6 is sucked in by a blower 5 and heated to a predetermined temperature by a heater 2.
昇温後の、ガス中に所定量のアンモニアが吹き込まれ、
次いで触媒反応器3に送られる。After raising the temperature, a predetermined amount of ammonia is blown into the gas,
It is then sent to the catalytic reactor 3.
吸引ガス量は自動的にFRCおよび、ブロワ−サクショ
ンダンパー4で所定量に制御され、またヒーター2の排
ガス出口温度もTRCで自動的に制御される。The amount of suction gas is automatically controlled to a predetermined amount by the FRC and the blower suction damper 4, and the exhaust gas outlet temperature of the heater 2 is also automatically controlled by the TRC.
触媒反応器3には、第3表に示す形状の固体触媒が種々
の配列方法で充填される。The catalytic reactor 3 is filled with solid catalysts having the shapes shown in Table 3 in various arrangements.
反応条件は下記のように設定した。The reaction conditions were set as follows.
アンモニア添加比:入口NOx量に対して1:1(モル
比)
各実験に用いた触媒およびその配列方法を第3表(こ示
す。Ammonia addition ratio: 1:1 (mole ratio) to the inlet NOx amount The catalysts used in each experiment and their arrangement methods are shown in Table 3.
実験結果を第4表〜第5表に示す。The experimental results are shown in Tables 4 and 5.
すなわち、第4表および第5表は実験1および2の結果
をそれぞれ示す。That is, Tables 4 and 5 show the results of Experiments 1 and 2, respectively.
またフィン付きラシヒリング触媒の場合のフィンの長さ
に対する触媒充填重量および触媒充填容積の関係をそれ
ぞれ第10図および第11図に示す。Further, in the case of a finned Raschig ring catalyst, the relationship between the catalyst filling weight and the catalyst filling volume with respect to the fin length is shown in FIGS. 10 and 11, respectively.
上記実験結果(特に第10図〜11図)から、フィン付
きラシヒリング触媒のフィンの長さXおよびYの最適値
(単位wrL)は、
スクエア型配列の場合 X=6.0〜8.0ダイヤモ
ンド型配列の場合Y=16.0〜18.0の範囲内にあ
ることが明らかである。From the above experimental results (particularly Figures 10 and 11), the optimal values (unit: wrL) of the fin lengths X and Y of the finned Raschig ring catalyst are as follows: In the case of a square arrangement, X = 6.0 to 8.0 diamonds. It is clear that Y=16.0 to 18.0 for the type array.
これはラシヒリング円筒内外の流路断面の相当円直径が
等しくなる理論的間隔:
スクエア型配列の場合 X=6.6
ダイヤモンド型配列の場合Y=15.8
と一致し、内外流路の相当円直径がほぼ等しくなるよう
に触媒を配列すれば、触媒充填重量および充填容量をと
もに最小にできることが実験的に確認された。This corresponds to the theoretical interval at which the equivalent circular diameters of the inner and outer flow passage cross sections of the Raschig ring cylinder are equal: In the case of a square arrangement, X = 6.6, and in the case of a diamond arrangement, Y = 15.8. It has been experimentally confirmed that if the catalysts are arranged so that their diameters are approximately equal, both the catalyst loading weight and the loading capacity can be minimized.
またスクエア型配列の場合、フィンの長さXを0 <x
< 1.90 D iの範囲内にすることにより、フィ
ンなしのラシヒリングの密着充填(X=O)の場合より
も触媒充填重量を小さくすることができ、また同様にダ
イヤモンド型配列の場合、フィンの長さYを0 (Y(
3,7D iの範囲内とすることにより、同様に触媒充
填重量を小さくすることができることが明らかである。In addition, in the case of a square arrangement, the fin length X is 0 < x
< 1.90 D i allows the catalyst loading weight to be smaller than in the case of close packing of Raschig rings without fins (X=O), and similarly in the case of a diamond-shaped arrangement, the fin The length Y of is 0 (Y(
It is clear that by setting the value within the range of 3.7D i, the catalyst filling weight can be similarly reduced.
本発明は以上の構成作用により下記のような優れた効果
が得られる。The present invention achieves the following excellent effects through the above-described structural functions.
(1)耐ダクト性について隘路となる小さい相当円直径
をもつ固体触媒の流路がすくするので、排ガス中のダス
トの質および量tこ応じて触媒の代表径を合理的に選択
することができる。(1) Regarding duct resistance, since the flow path of the solid catalyst with a small equivalent circular diameter that becomes a bottleneck becomes narrower, the representative diameter of the catalyst can be selected rationally according to the quality and quantity of dust in the exhaust gas. can.
すなわち、固体触媒の内外の流路断面積を合理的に定め
、固体触媒の必要最小限の代表径を選択することができ
る。That is, it is possible to rationally determine the cross-sectional areas of the internal and external flow paths of the solid catalyst and select the minimum necessary representative diameter of the solid catalyst.
(2)触媒の内外表面が均等に利用されるので、触媒層
全体としての触媒表面の利用度が大きく向上する。(2) Since the inner and outer surfaces of the catalyst are equally utilized, the degree of utilization of the catalyst surface as a whole of the catalyst layer is greatly improved.
その結果 i)触媒充填重量は少なくすることができる。the result i) Catalyst loading weight can be reduced.
il)触媒充填容積を少なくすることができる。il) The catalyst packing volume can be reduced.
1]1)波及的効果として触媒表面の利用度が均等にな
ると、触媒各部の経時変化も同じとなり、適正な初期充
填量にすることができる。1] 1) As a ripple effect, when the utilization of the catalyst surface becomes equal, changes over time in each part of the catalyst become the same, and an appropriate initial filling amount can be achieved.
上記の効果は、排ガス脱硝用、特に乾式接触還元方式の
プラントにおいて、触媒コストおよび触媒反応容器のコ
ストが大幅なウェイトを占めていることから、特にその
プラント建設コストおよびランニングコストの低減を図
ることができるという点で重要である。The above effects are achieved by reducing the construction costs and running costs of exhaust gas denitrification plants, especially those using the dry catalytic reduction method, since catalyst costs and catalytic reaction vessel costs account for a large portion of the cost. This is important in that it allows for
第1図および第2図は、ラシヒリング型触媒をそれぞれ
スクエア型およびダイヤモンド型に配列した従来の配列
方法を示す断面図、第3図A、B。
Cおよび第4図A、B、Cは、フィン付きラシヒリング
型触媒をそれぞれスクエア型およびダイヤモンド型に配
列する本発明の配列方法を説明するための断面図、第5
図および第6図はスクエア型配列における相当円直径の
算出法を示すための説明図、第7図および第8図はダイ
ヤモンド型配列における相当円直径の算出法を示すため
の説明図、第9図は、触媒反応装置の一実施例を示すフ
ローシート、第10図は、ラシヒリング触媒のフィンの
長さと触媒充填重量との関係を示すグラフ、第11図は
、ラシヒリング触媒のフィンの長さと触媒充填容積との
関係を示すグラフである。
1・・・・・・ラシヒリング、3・・・・・・触媒反応
容器、6・・・・・・排ガス煙道、Si・・・・・・筒
内流路、Se・・・・・・部外流路。1 and 2 are cross-sectional views showing conventional arrangement methods in which Raschig ring type catalysts are arranged in a square shape and a diamond shape, respectively, and FIGS. 3A and 3B. C and FIGS. 4A, B, and C are cross-sectional views for explaining the arrangement method of the present invention in which finned Raschig ring catalysts are arranged in a square shape and a diamond shape, respectively.
Figures 7 and 6 are explanatory diagrams showing how to calculate the equivalent circle diameter in a square-shaped array, Figures 7 and 8 are explanatory diagrams to show how to calculate the equivalent circle diameter in a diamond-shaped array, and Figure 9 is an explanatory diagram to show how to calculate the equivalent circle diameter in a diamond-shaped array. 10 is a graph showing the relationship between the fin length of the Raschig ring catalyst and the catalyst filling weight. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the fin length of the Raschig ring catalyst and the catalyst loading weight. It is a graph showing the relationship with filling volume. 1... Raschig ring, 3... Catalyst reaction vessel, 6... Exhaust gas flue, Si... In-cylinder flow path, Se... External flow path.
Claims (1)
ように固体触媒を多数配列する方法において、円筒部と
同一物質からなり、かつ円筒部の軸方向に沿って形成さ
れたフィン付きラシヒリング触媒を、該触媒の円筒部内
と該円筒部外とのそれぞれの反応物質の流路断面の相当
円直径がほぼ等しくなるように配列することを特徴とす
る固体触媒の配列法。 2、特許請求の範囲第1項において、前記フィン付きラ
シヒリング触媒を、このフィンを介してスクエア型に配
列することを特徴とする固体触媒の配列法。 3 特許請求の範囲第1項において、前記フィン付きラ
シヒリング触媒を、そのフィンを介してダイヤモンド型
(こ配列することを特徴とする固体触媒の配列法。 4 特許請求の範囲第2項において、フィンの長さが0
より太き(1,90Diよりも小さい値であることを特
徴とする固体触媒の配列法(但し、Diはラシヒリング
の内容を示す)。 5 特許請求の範囲の範囲第3項において、フィンの長
さが0より大きく、3.7Diよりも小さい値であるこ
とを特徴とする固体触媒の配列法(但し、Dlはラシヒ
リングの内径を示す)。[Scope of Claims] 1. In a method of arranging a large number of solid catalysts in a cross section of a reactant flow path in a reaction vessel so as to partition the flow path, a solid catalyst is made of the same material as the cylindrical portion and is arranged along the axial direction of the cylindrical portion. A solid catalyst characterized in that the finned Raschig ring catalysts formed by the finned Raschig ring catalyst are arranged so that the equivalent circular diameters of the cross sections of the reactant flow paths inside the cylindrical part of the catalyst and outside the cylindrical part are approximately equal. Array method. 2. A solid catalyst arrangement method according to claim 1, characterized in that the finned Raschig ring catalysts are arranged in a square shape via the fins. 3. A method of arranging solid catalysts according to claim 1, characterized in that the finned Raschig ring catalyst is arranged in a diamond shape through the fins. 4. has length 0
A method for arranging a solid catalyst characterized by having a larger diameter (a value smaller than 1,90 Di (however, Di indicates the contents of the Raschig ring). 5. In claim 3, the fin length is A solid catalyst arrangement method characterized in that the diameter is greater than 0 and smaller than 3.7Di (where Dl indicates the inner diameter of the Raschig ring).
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51116160A JPS592535B2 (en) | 1976-09-28 | 1976-09-28 | Solid catalyst arrangement method |
| DE19772743703 DE2743703A1 (en) | 1976-09-28 | 1977-09-28 | PROCEDURE FOR PACKING SOLID CATALYSTS |
| FR7729208A FR2365371A1 (en) | 1976-09-28 | 1977-09-28 | PROCESS FOR FURNISHING A REACTOR WITH SOLID CATALYST UNITS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51116160A JPS592535B2 (en) | 1976-09-28 | 1976-09-28 | Solid catalyst arrangement method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5340690A JPS5340690A (en) | 1978-04-13 |
| JPS592535B2 true JPS592535B2 (en) | 1984-01-19 |
Family
ID=14680252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51116160A Expired JPS592535B2 (en) | 1976-09-28 | 1976-09-28 | Solid catalyst arrangement method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592535B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5669022B2 (en) * | 2012-05-07 | 2015-02-12 | 大阪ガスエンジニアリング株式会社 | Gas-liquid contact packing and gas cleaning tower packed with the packing |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51135892A (en) * | 1975-05-20 | 1976-11-25 | Nippon Steel Corp | Cylindrical catalyst pr oduct |
| JPS5845283B2 (en) * | 1976-03-08 | 1983-10-08 | 東レ株式会社 | How to fill the catalyst |
| JPS538366A (en) * | 1976-07-12 | 1978-01-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Packed body for solid-gas contact |
| JPS538367A (en) * | 1976-07-12 | 1978-01-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Packed layer for solid-gas contact |
-
1976
- 1976-09-28 JP JP51116160A patent/JPS592535B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5340690A (en) | 1978-04-13 |
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