RU2686939C2 - Материал и способ для герметизации пустых пространств - Google Patents

Материал и способ для герметизации пустых пространств Download PDF

Info

Publication number
RU2686939C2
RU2686939C2 RU2015138788A RU2015138788A RU2686939C2 RU 2686939 C2 RU2686939 C2 RU 2686939C2 RU 2015138788 A RU2015138788 A RU 2015138788A RU 2015138788 A RU2015138788 A RU 2015138788A RU 2686939 C2 RU2686939 C2 RU 2686939C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mat
structural elements
mats
swelling
sealing
Prior art date
Application number
RU2015138788A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015138788A (ru
Inventor
Герхард ОЛЬБЕРТ
Йохен ГАУЭР
Роберт КУН
Андреас ВЕЛЬФЕРТ
Хольгер Фридрих
Original Assignee
Басф Се
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Басф Се filed Critical Басф Се
Publication of RU2015138788A publication Critical patent/RU2015138788A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2686939C2 publication Critical patent/RU2686939C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32—Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32—Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J19/325—Attachment devices therefor, e.g. hooks, consoles, brackets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/0073—Sealings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/0211—Arrangements for mounting filtering elements in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/067—Split packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/102—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L5/00—Devices for use where pipes, cables or protective tubing pass through walls or partitions
    • F16L5/02—Sealing
    • F16L5/04—Sealing to form a firebreak device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00884—Means for supporting the bed of particles, e.g. grids, bars, perforated plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32—Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322—Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203—Sheets
    • B01J2219/32275—Mounting or joining of the blocks or sheets within the column or vessel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к материалу, а также способу для герметизации пустых пространств между конструктивными элементами. Материал содержит разбухающий мат, который со всех сторон заварен в синтетическую пленку, внутреннее пространство под которой вакуумировано. Материал выполнен в виде многослойного композиционного материала, включающего два и более разбухающих мата с промежуточными слоями между двумя непосредственно следующими друг за другом матами. Вакуумированные разбухающие маты расположены в ряд друг за другом с помощью ступенчатого фальцевого соединения с прямым углом с обеспечением герметичности соединения. Для герметизации пустых пространств между двумя конструктивными элементами с применением данного материала его помещают в пустое пространство между конструктивными элементами и подвергают сбрасыванию вакуума. Материал надежно герметизирует пустые пространства между конструктивными элементами, которые образованы из материалов с различными температурными свойствами, дает возможность простой и надежной установки или монтажа конструктивных элементов без предварительной затяжки, с надежным закреплением. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 19 ил.

Description

Изобретение касается материала, а также способа для герметизации пустых пространств.
Часто требуется перекрывать пустые пространства между конструктивными элементами, достигать надежного механического крепления между этими элементами, а также герметизировать эти элементы по отношению друг к другу. Это может быть особенно проблематично, если конструктивные элементы выполнены из материалов с отличающимися друг от друга свойствами, в частности, с различными температурными свойствами. Например, температурные свойства керамических материалов являются кардинально отличающимися в сравнении с металлическими материалами. Температурные свойства, то есть, характеристика вещества в отношении изменения его габаритных размеров при изменениях температуры обычно описывается при помощи термических коэффициентов расширения или коэффициентов теплового расширения.
Проблема герметизации конструктивных элементов из керамических материалов по отношению к конструктивным элементам из металлических материалов возникает, например, в высокотемпературных реакторах. В реакторах такого типа засыпанные слои катализатора часто располагаются в металлических корзинах, которые должны быть выполнены герметичными по отношению к несущей конструктивной детали, в частности, стенке реактора. В высокотемпературных реакторах также часто используются керамические встроенные элементы, такие как монолитные изделия. Поперечные сечения реактора могут быть круглыми или многоугольными. Расположенные в корзинах насыпанные слои катализатора или соответственно монолитные изделия должны герметизироваться в направлении стенки реактора.
Для этого хорошо себя зарекомендовали так называемые разбухающие маты, то есть, плоские прокладки, которые расширяются (разбухают) при повышениях температуры. Разбухающие маты, как правило, составлены из силикатов, например, силиката алюминия, вспучивающейся слюды, например, вермикулита, и органического связующего средства.
Разбухающие маты продаются, например, фирмой 3М под торговым наименованием INTERAM®.
Однако увеличение объема известных разбухающих матов в результате повышения температуры в конкретной области применения часто приводит лишь к неудовлетворительной герметизации. В частности, исключительно в результате этого не может быть достигнута деформация, требуемая для достаточного удерживающего усилия.
Поэтому задачей изобретения было предоставить материал, который подходит, чтобы надежно герметизировать пустые пространства между конструктивными элементами, также из материалов с кардинально различающимися температурными свойствами, и обеспечивать надежное механическое закрепление, который не имеет вышеупомянутых недостатков, и который дает возможность простой установки или монтажа конструктивных элементов без предварительной затяжки, с надежным закреплением.
Задача решается при помощи материала для герметизации пустых пространств между двумя конструктивными элементами, содержащего разбухающий мат, причем разбухающий мат со всех сторон заварен в синтетическую пленку, причем ограниченное этой синтетической пленкой и содержащее разбухающий мат внутреннее пространство является вакуумированным, и причем указанный материал выполнен в виде многослойного композиционного материала, включающего два или больше указанных разбухающих мата с промежуточными слоями между соответствующими двумя непосредственно следующими друг за другом разбухающими матами.
В частности, два конструктивных элемента образованы из материалов с различными температурными свойствами или из одинакового материала, однако имеют отличающиеся друг от друга температуры.
В результате вакуумирования внутреннего пространства, содержащего разбухающий мат, это же пространство, как правило, сжимается более чем на 50% по сравнению с его первоначальной толщиной, причем первоначальная длина и ширина разбухающего мата остаются неизменными. В вакуумированном разбухающем мате после вдавливания пальцем практически не остается никакого углубления.
Разбухающие маты представляют собой плоскостные структуры с толщиной в диапазоне примерно от 3 до 20 мм, предпочтительно в диапазоне примерно от 5 до 10 мм.
Ширина и длина разбухающих матов обусловлены производственно-техническими условиями и обычно находятся в диапазоне примерно от 0,5 до 5 м. Типичный размер для разбухающих матов составляет 1,20 м × 4 м.
Разбухающие маты, как правило, выполнены из силикатов, предпочтительно в волокнистой форме, например, силиката алюминия, вспучивающейся слюды, то есть, материала, который при повышении температуры расширяется, например, нетоксичного вермикулита, и органического связующего средства. Разбухающие маты продаются, например, фирмой 3М под торговым наименованием INTERAM®.
Однако органические связующие средства обладают рядом вредных свойств, в частности, они приводят к загрязнению запахами в результате испарения летучих компонентов, а также к отравлению катализаторов. Поэтому все больше требуются разбухающие маты с более низким содержанием органических связующих средств, от составляющего ранее примерно от 12 до 14%масс., до составляющего теперь примерно от 2 до 5%масс., в частности, от 3 до 4% масс., органического связующего средства, в пересчете на общую массу разбухающего мата. Однако в результате более низкого содержания органического связующего средства разбухающие маты становятся более крошащимися, менее хорошо поддающимися пластической деформации и хуже в использовании.
Органическое связующее средство может содержаться с долей от 2 до 15% масс., в пересчете на общую массу разбухающего мата, однако предпочтительно с долей от 2 до 8% масс., особенно предпочтительно от 3 до 4% масс., соответственно в пересчете на общую массу разбухающего мата.
В одном предпочтительном варианте исполнения органическое связующее средство присутствует в форме органических полимерных волокон, в частности, в форме органических полимерных волокон, имеющих два или более диапазонов плавления.
Разбухающие маты, содержащие силикатные волокна, вспучивающуюся слюду и органические полимерные волокна, являются особенно предпочтительными, поскольку они имеют упругие свойства, а, следовательно, обеспечивают превосходную герметизацию в результате растягивающего напряжения между конструктивными элементами, между которыми следует перекрыть пустые пространства.
При повышении температуры, как только достигается первый или единственный диапазон плавления, органические волокна начинают плавиться и сшивают (склеивают) присутствующие в форме волокон силикаты. В результате этого силикатные волокна образуют волокнистый каркас с пустотами, в которых заложена вспучивающаяся слюда. При повышенной температуре вспучивающаяся слюда прикладывает к волокнистому каркасу напряжение и расширяет этот каркас. Когда температура снова падает, вспучивающаяся слюда сокращает свой объем, однако волокнистый каркас по-прежнему и далее поддерживает натяжение.
Особенно предпочтительными являются органические полимерные волокна с двумя или больше диапазонами плавления: сначала первая часть органических полимерных волокон, с более низким диапазоном плавления, например, приблизительно около 500°C, образует грубую структуру в результате сшивки части силикатных волокон; при дальнейшем повышении температуры, например, приблизительно от 700 до 800°C, плавится другая часть органических полимерных волокон и сшивает другие силикатные волокна, так что прикладывается дополнительное напряжение. Тем самым может быть обеспечено соответствующее требуемое растягивающее напряжение между конструктивными элементами, которые необходимо соединить.
Предпочтительно доля органических полимерных волокон в разбухающем мате составляет от 2 до 8% масс., особенно предпочтительно от 3 до 4% масс., соответственно в пересчете на общую массу разбухающего мата.
Однако благодаря тому, что разбухающие маты согласно изобретению со всех сторон окружены синтетической пленкой, эти недостатки устраняются, и также маты с требуемым низким содержанием связующего средства могут простым образом использоваться и помещаться в пустые пространства при заполнении этих пустых пространств.
Согласно изобретению разбухающие маты со всех сторон обертываются в пленку из синтетического материала, которая образована, в частности, из одного или нескольких полиамидов, предпочтительно из смеси из полиамидов с полиэтиленом и/или полипропиленом.
Для помещения в оболочку мата предпочтительно используется синтетическая пленка, у которой одна сторона имеет структурированную, не полностью гладкую поверхность; мат таким образом заключается в оболочку с помощью синтетической пленки, что ее структурированная сторона направлена в сторону мата. Тем самым облегчается образование вакуума, поскольку между лежащими друг напротив друга структурированными внутренними сторонами синтетической пленки при помощи мелких поверхностных структур, которые взаимно подпирают себя, образуются полости, через которые может отсасываться воздух. Напротив, совершенно ровные поверхности приклеивались бы друг к другу и затрудняли бы вакуумирование внутреннего пространства.
После того как разбухающий мат заключен в оболочку из синтетической пленки, окруженное синтетической пленкой и содержащее разбухающий мат внутреннее пространство вакуумируется.
В частности, внутреннее пространство, содержащее разбухающий мат и окруженное синтетической пленкой, доводится до вакуума меньше или равного 60 мбар.
В результате сбрасывания вакуума разбухающий мат расширяется вплоть до своей двукратной толщины в вакуумированном состоянии. Тем самым возможно соединять предусмотренные для монтажа конструктивные элементы свободно, с зазором, без приложения усилий, тем не менее, при этом обеспечивается, чтобы расширяющийся при сбрасывании вакуума разбухающий мат надежно фиксировал эти конструктивные элементы.
Внутреннее пространство, содержащее разбухающий мат, может подвергаться сбрасыванию вакуума простым способом, путем прокалывания или надрезания синтетической пленки.
Дополнительно или в качестве альтернативы, внутреннее пространство, окруженное синтетической пленкой и содержащее разбухающий мат, может подвергаться сбрасыванию вакуума путем того, что разбухающий мат подвергается действию повышенной температуры, при которой синтетическая пленка сгорает.
Предпочтительно отдельные, вакуумированные разбухающие маты составляются друг с другом с помощью ступенчатого фальцевого соединения с прямым углом или соответственно в системе шип-паз с прямым углом, так что обеспечивается герметичность соединения.
Возможно также накладывать друг на друга два или больше разбухающих мата и эту стопку затем оборачивать в синтетическую пленку и вакуумировать. В результате этого может достигаться более простой монтаж для заполнения пустых пространств большего размера.
Разбухающие маты могут быть усилены на торцевой стороне этих матов, так что уменьшается или предотвращается износ этих матов.
В одном предпочтительном варианте исполнения предоставляется многослойный композиционный материал, включающий в себя два или больше разбухающих мата с промежуточными слоями между соответствующими двумя непосредственно следующими друг за другом разбухающими матами с целью придания механической устойчивости. В качестве промежуточных слоев используются, в частности, перфорированные металлические листы или сетки.
Промежуточные слои имеют толщину, в частности, между 0,3 и 1 мм.
Эти промежуточные слои имеют, в частности, относительный просвет примерно от 25 до 50%.
В качестве материала для промежуточных слоев предпочтительно используется благородная сталь или алюминий.
Промежуточные слои предпочтительно образуются из пригодного к деформации материала, в частности, из металла, так что в результате формования этих слоев могут устойчиво получаться различные желаемые формы.
Многослойный композиционный материал, включающий в себя два или больше разбухающих мата с промежуточными слоями между соответствующими двумя следующими друг за другом разбухающими матами, таким же образом, как и отдельный разбухающий мат, со всех сторон заключается в оболочку с помощью синтетической пленки и вакуумируется.
Многослойный композиционный материал подходит, в частности, для целей применения, для которых большую роль играет механическая устойчивость материала, например, для герметизации конструктивных элементов в форме параллелепипедов в цилиндрических реакторах.
Особенно предпочтительным является также использование в областях, в которых играет важную роль противопожарная защита, например, для герметизации дымовых труб или герметизации впускных и выпускных трубопроводов для камер сгорания, в частности, больших двигателей внутреннего сгорания, или в оборудовании для очистки отработанных газов.
При использовании герметизирующего материала согласно изобретению возможно простое соединение труб с другим конструктивным элементом, например, со стенами или потолками в сооружениях, или также конструктивных элементов камер сгорания, в частности, двигателей внутреннего сгорания: детали, которые следует соединить, только скрепляются, а пустое пространство между ними заполняется герметизирующим материалом согласно изобретению. При повышении температуры, например, вследствие горения, синтетическая пленка плавится, заключенный в ней материал расширяется и при этом обеспечивает надежную герметизацию. В результате этого обеспечивается активная противопожарная защита. Сварка конструктивных элементов не требуется.
Предметом изобретения является также применение описанного выше материала в цилиндрическом реакторе для получения азотной кислоты при помощи каталитического сжигания аммиака на платиновой сетке, которая лежит на насыпанном слое катализатора для обеднения реакционной газовой смеси по содержанию веселящего газа, причем насыпанный слой катализатора помещается в катализаторную корзину, которая располагается во внутреннем пространстве реактора концентрически, с оставлением кольцевого зазора, и причем материал для герметизации кольцевого зазора располагается между катализаторной корзиной и внешним контуром этого кольцевого зазора.
Внешний контур кольцевого зазора может представлять собой металлическое ограждение.
В другом варианте исполнения внешний контур кольцевого зазора может представлять собой внутреннюю стенку реактора.
Поскольку кольцевой зазор между катализаторной корзиной и внешним контуром этого зазора, в частности, в металлическом ограждении или во внутренней стенке реактора, часто имеет различную ширину, как правило, между 15 и 50 мм, для заполнения этого зазора предпочтительно друг на друга накладывают несколько разбухающих матов, со сдвигом или без.
Более предпочтительно могут использоваться разбухающие маты с различной толщиной, в частности, в кольцевой зазор могут вставляться сначала не вакуумированные, а затем вакуумированные разбухающие маты.
В результате установки разбухающих матов для реактора для промышленного получения азотной кислоты с производительностью 100000 тонн в год смогли уменьшить выбросы наносящего вред окружающей среде веселящего газа на 30%.
Предметом изобретения является также применение описанного выше материала для термической изоляции внешних стенок трубы, в которой располагается горелка, причем этот материал предпочтительно наносится на внешнюю стенку вспомогательной трубы с меньшим диаметром, чем у подлежащей изолированию трубы, которая вставляется в трубу, которую надлежит изолировать.
Предметом изобретения является также применение описанного выше материала в полочной контактной печи для окисления диоксида серы до триоксида серы на катализаторе, содержащем пентаоксид ванадия, который наносится на две, три, четыре или больше расположенные друг над другом полки, с промежуточным охлаждением между соответствующими следующими друг за другом двумя полками, причем материал для герметизации промежуточного пространства используется между внешним контуром полок и внутренней стенкой полочной контактной печи.
Окисление диоксида серы до триоксида серы представляет собой важную промежуточную стадию в производстве серной кислоты; для этого на сегодняшний день применяется исключительно контактный способ, причем пентаоксид ванадия используется в качестве катализатора для переноса кислорода. При помощи герметизации согласно изобретению полок, содержащих катализатор, по отношению к внутренней стенке реактора предотвращается обходной поток диоксида серы, так что обеспечивается повышенный выход.
Список условных обозначений
1 разбухающие маты
2 волокнистые маты
3 промежуточные слои
4 усиливающий материал на торцевой стороне
5 внутренняя стенка реактора
6 катализаторная корзина
7 несущая решетка
8 насыпанный слой катализатора
9 монолитное изделие
10 опорная сетка
11 промежуточный слой
12 крышка
13 труба
Изобретение далее поясняется более подробно на основании чертежа.
В частности, показано:
Фигура 1A схематичное представление одного предпочтительного варианта исполнения для разбухающего мата, перед вакуумированием,
Фигура 1B тот же самый разбухающий мат после вакуумирования,
Фигура 2 схематичное представление для предпочтительного соединения разбухающих матов с помощью ступенчатого фальцевого соединения,
Фигура 3 схематичное представление материала согласно изобретению, образованного из разбухающего мата, с изображением поперечного сечения на Фигуре 3A,
Фигура 4 один предпочтительный вариант исполнения материала согласно изобретению, включающего в себя разбухающий мат и волокнистый мат из оксидных волокон, с изображением поперечного сечения на Фигуре 4A,
Фигура 5 другой предпочтительный вариант исполнения материала согласно изобретению, включающего в себя разбухающий мат, с усиливающим материалом на торцевых сторонах, с изображением поперечного сечения на Фигуре 5A,
Фигура 6 и Фигура 7 другие предпочтительные варианты исполнения разбухающего мата согласно изобретению, с промежуточными слоями для придания механической устойчивости,
Фигура 8 другой предпочтительный вариант исполнения материала согласно изобретению, имеющего предпочтительно три расположенных друг над другом разбухающих мата, перед вакуумированием, а также после вакуумирования на Фигуре 8A,
Фигура 9 схематичное представление предпочтительного использования материала согласно изобретению для герметизации насыпанного слоя катализатора по отношению к внутренней стенке реактора, в изображении поперечного сечения реактора, и изображение в продольном сечении на Фигуре 9A,
Фигура 10 схематичное представление другого предпочтительного использования материала согласно изобретению для герметизации монолитных изделий по отношению к внутренней стенке реактора, в изображении поперечного сечения реактора, и изображение в продольном сечении на Фигуре 10A,
Фигура 11 схематичное представление предпочтительного использования материала согласно изобретению для сквозного отверстия в крышке или герметизации дымовой трубы и
Фигура 12 схематичное представление другого предпочтительного использования материала согласно изобретению для герметизации соединений труб, например, для присоединения к камерам сгорания.
Фигура 1A схематично показывает один предпочтительный вариант исполнения для разбухающего мата 1 в форме имеющей прямой угол секции в виде буквы Z, с толщиной а, перед заключением этой секции в оболочку с помощью синтетической пленки.
На Фигуре 1B представлен тот же разбухающий мат 1, однако после заключения в оболочку с помощью не представленной синтетической пленки и вакуумирования внутреннего пространства, благодаря чему толщина этого разбухающего мата уменьшается до величины а/2.
Фигура 2 показывает один предпочтительный вариант исполнения для соединения двух разбухающих матов 1, которые являются пряиоугольно-ступенчатыми, со ступенчатым фальцевым соединением под прямым углом, которое обеспечивает герметичность этого соединения.
Схематичное изображение на Фигуре 3 в качестве примера показывает материал согласно изобретению, состоящий из разбухающего мата 1 в форме плоской прокладки, с изображением поперечного сечения в плоскости A-A на Фигуре 1A.
Фигура 4 показывает другой предпочтительный вариант исполнения для материала согласно изобретению, образованного из разбухающего мата 1 и волокнистого мата 2 из оксидных волокон, которые соединены друг с другом своими широкими поверхностями, с изображением поперечного сечения в плоскости В-В на Фигуре 2A.
Фигура 5 схематично показывает один предпочтительный вариант исполнения для материала согласно изобретению, образованного из разбухающего мата 1 с усиливающим материалом 4 на торцевых сторонах этого мата, с изображением поперечного сечения на Фигуре 5A.
Фигуры 6 и 7 показывают другие предпочтительные варианты исполнения для материала согласно изобретению в качестве композиционного материала, включающего в себя промежуточный слой 3 между двумя следующими друг за другом разбухающими матами 1, для целей придания механической устойчивости этому многослойному композиционному материалу.
Фигура 8 показывает один предпочтительный вариант исполнения, согласно которому, например, три, разбухающих мата 1 располагаются друг над другом, перед заключением этих матов в оболочку с помощью синтетической пленки и вакуумированием внутреннего пространства или соответственно после заключения в оболочку с помощью не представленной синтетической пленки и вакуумирования внутреннего пространства на Фигуре 8A.
Фигура 9 показывает схематичное представление одного предпочтительного применения материала согласно изобретению 1 для герметизации насыпанного слоя катализатора 8 по отношению к внутренней стенке 5 реактора, в изображении в поперечном сечении реактора, с изображением в продольном сечении на Фигуре 9A, причем на Фигуре 9A дополнительно можно заметить катализаторную корзину 6, содержащую насыпанный слой катализатора, а также несущую решетку 7 для этой корзины.
Фигура 10 показывает схематичное представление для другого предпочтительного использования материала согласно изобретению 1 для герметизации монолитных изделий 9 по отношению к внутренней стенке 5 реактора в изображении в поперечном сечении реактора, с изображением в продольном сечении на Фигуре 10A, причем на Фигуре 10A дополнительно можно заметить несущую решетку 7, опорную сетку 10, а также промежуточный слой 11, причем этот промежуточный слой 11 образован из материала с отверстиями, которые выбраны по размерам таким образом, что газовый поток, направленный через реактор сверху вниз, который обозначен на Фигуре 10A с помощью стрелки, может проходить через каналы монолитного изделия, и эти отверстия не закрываются опорной сеткой 10.
Фигура 11 показывает схематичное представление для одного предпочтительного использования материала согласно изобретению, содержащего разбухающий мат 1, для герметизации сквозного отверстия в схематично обозначенной крышке 12 от металлической трубы 13.
Фигура 12 схематично показывает другое предпочтительное использование для соединения труб, между трубами 13, которые подвергаются воздействию повышенных температур.

Claims (17)

1. Материал для герметизации пустых пространств между двумя конструктивными элементами, причем указанные два конструктивных элемента образованы из материалов с различными температурными свойствами или из одинакового материала, однако имеют отличные друг от друга температуры, содержащий разбухающий мат (1), который со всех сторон заварен в синтетическую пленку, причем ограниченное синтетической пленкой и содержащее разбухающий мат (1) внутреннее пространство является вакуумированным, причем материал выполнен в виде многослойного композиционного материала, включающего два или больше разбухающих мата (1) с промежуточными слоями (3) между соответствующими двумя непосредственно следующими друг за другом разбухающими матами (1), которые обеспечивают механическую устойчивость многослойного композиционного материала, и причем отдельные вакуумированные разбухающие маты (1) расположены друг за другом в ряд с помощью ступенчатого фальцевого соединения с прямым углом соответственно в системе шип-паз с прямым углом, так что обеспечивается герметичность соединения.
2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что разбухающий мат (1) содержит вспучивающуюся слюду, силикат и органическое связующее средство.
3. Материал по п. 2, отличающийся тем, что разбухающий мат содержит органическое связующее средство с долей от 2 до 15% мас., предпочтительно от 2 до 8% мас., более предпочтительно от 3 до 4% мас. соответственно в пересчете на общую массу разбухающего мата (1).
4. Материал по п. 2, отличающийся тем, что силикат представляет собой силикат алюминия.
5. Материал по п. 2, отличающийся тем, что вспучивающаяся слюда представляет собой вермикулит.
6. Материал по п. 1, отличающийся тем, что разбухающий мат (1) выполнен в форме композиционного мата, включающего дополнительно волокнистый мат (2) из оксидных волокон, причем разбухающий мат (1) и волокнистый мат (2) из оксидных волокон соответственно являются плоскостными структурами, которые соединены друг с другом своими большими поверхностями.
7. Материал по п. 6, отличающийся тем, что композиционный мат включает несколько следующих друг за другом слоев из соответственно одного разбухающего мата (1) и соответственно одного волокнистого мата (2) из оксидных волокон.
8. Материал по п. 1, отличающийся тем, что промежуточные слои (3) образованы из перфорированных металлических листов или сеток.
9. Материал по п. 1, отличающийся тем, что в качестве синтетического материала для синтетической пленки использованы один или несколько полиамидов или смеси из одного или нескольких полиамидов с полиэтиленом и/или полипропиленом.
10. Материал по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что синтетическая пленка на одной стороне этой пленки является структурированной.
11. Способ герметизации пустых пространств между двумя конструктивными элементами с применением материала по одному из пп. 1-10, отличающийся тем, что материал после помещения в пустое пространство между конструктивными элементами подвергают сбрасыванию вакуума.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что материал подвергают сбрасыванию вакуума путем того, что синтетическую пленку прокалывают или надрезают, или путем того, что температуру повышают до величины, при которой эта синтетическая пленка сгорает.
13. Применение материала по одному из пп. 1-10 в цилиндрическом реакторе для получения азотной кислоты при помощи каталитического сжигания аммиака на платиновой сетке, которая лежит на насыпанном слое катализатора для обеднения реакционной газовой смеси по содержанию веселящего газа, причем насыпанный слой катализатора помещается в катализаторную корзину, которая располагается во внутреннем пространстве реактора концентрически, оставляя кольцевой зазор, и причем материал для герметизации кольцевого зазора располагается между катализаторной корзиной и внешним контуром этого кольцевого зазора.
14. Применение по п. 13, отличающееся тем, что внешний контур кольцевого зазора представляет собой металлическое ограждение.
15. Применение по п. 14, отличающееся тем, что внешний контур кольцевого зазора представляет собой внутреннюю стенку реактора.
16. Применение материала по одному из пп. 1-10 для термической изоляции внешней стенки трубы, в которой располагается горелка, причем материал предпочтительно наносят на внешнюю стенку вспомогательной трубы с меньшим диаметром, чем у подлежащей изолированию трубы, которую вставляют в трубу, подлежащую изоляции.
17. Применение материала по одному из пп. 1-10 в полочной контактной печи для окисления диоксида серы до триоксида серы на катализаторе, содержащем пентаоксид ванадия, который наносится на две, три, четыре или больше расположенные друг над другом полки с промежуточным охлаждением между соответствующими следующими друг за другом двумя полками, причем материал для герметизации промежуточного пространства используют между внешним контуром полок и внутренней стенкой полочной контактной печи.
RU2015138788A 2013-02-14 2014-02-13 Материал и способ для герметизации пустых пространств RU2686939C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13155160 2013-02-14
EP13155160.8 2013-02-14
PCT/EP2014/052820 WO2014125023A1 (de) 2013-02-14 2014-02-13 Material und verfahren zum abdichten von hohlräumen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015138788A RU2015138788A (ru) 2017-03-20
RU2686939C2 true RU2686939C2 (ru) 2019-05-06

Family

ID=47747426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015138788A RU2686939C2 (ru) 2013-02-14 2014-02-13 Материал и способ для герметизации пустых пространств

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2956235B1 (ru)
JP (1) JP2016519740A (ru)
CN (1) CN104994941B (ru)
CA (1) CA2901260A1 (ru)
PL (1) PL2956235T3 (ru)
RU (1) RU2686939C2 (ru)
WO (1) WO2014125023A1 (ru)
ZA (1) ZA201506727B (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017020990A1 (de) * 2015-08-04 2017-02-09 Linde Aktiengesellschaft Dichteinrichtung, stoffaustauschkolonne und verfahren
WO2017103199A1 (de) 2015-12-16 2017-06-22 Basf Se Reaktor zur durchführung von heterogen katalysierten gasphasenreaktionen sowie verwendung des reaktors
CN106943040A (zh) * 2017-03-29 2017-07-14 王晓东 负压密封结构及负压密封方法与应用
FR3072041B1 (fr) 2017-10-09 2019-11-29 Railtech International Ensemble de moulage pour la soudure aluminothermique de rails et procede de soudure aluminothermique de rails

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921273A (en) * 1973-10-09 1975-11-25 Toyota Motor Co Ltd Method of filling a casing with heat insulating fibers
EP0192417A2 (en) * 1985-02-19 1986-08-27 W.F.J. Refractories Limited Fibrous material packages, method of making same and their use
US20010048903A1 (en) * 1996-06-18 2001-12-06 Stephen M. Sanocki Hybrid mounting system for pollution control devices
RU2198302C2 (ru) * 1998-01-13 2003-02-10 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Сотовая конструкция с кожухом и многослойная структура для сотовой конструкции
RU2208686C2 (ru) * 1997-09-30 2003-07-20 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Конструкция сотового элемента с несущими участками (варианты)
US20050232828A1 (en) * 2004-04-14 2005-10-20 3M Innovative Properties Company Sandwich hybrid mounting mat
RU2287639C2 (ru) * 2000-10-06 2006-11-20 Хюскер Зюнтетик Гмбх Уплотняющий мат и способ получения уплотняющего мата
US20110023430A1 (en) * 2007-08-31 2011-02-03 Amit Kumar Multiple Layer Substrate Support and Exhaust Gas Treatment Device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0662932B2 (ja) * 1990-12-28 1994-08-17 日本ピラー工業株式会社 耐熱膨脹性部材
GB9723111D0 (en) * 1997-11-03 1998-01-07 Ici Plc Composite mat
US6242700B1 (en) * 1999-01-27 2001-06-05 3M Innovative Properties Company End seal assembly for a splice case
CN101454599B (zh) * 2006-03-28 2015-12-16 界面性能材料公司 由各种材料形成的垫片
CN102421598B (zh) * 2009-03-13 2014-12-17 3M创新有限公司 垫及带垫装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921273A (en) * 1973-10-09 1975-11-25 Toyota Motor Co Ltd Method of filling a casing with heat insulating fibers
EP0192417A2 (en) * 1985-02-19 1986-08-27 W.F.J. Refractories Limited Fibrous material packages, method of making same and their use
US20010048903A1 (en) * 1996-06-18 2001-12-06 Stephen M. Sanocki Hybrid mounting system for pollution control devices
RU2208686C2 (ru) * 1997-09-30 2003-07-20 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Конструкция сотового элемента с несущими участками (варианты)
RU2198302C2 (ru) * 1998-01-13 2003-02-10 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Сотовая конструкция с кожухом и многослойная структура для сотовой конструкции
RU2287639C2 (ru) * 2000-10-06 2006-11-20 Хюскер Зюнтетик Гмбх Уплотняющий мат и способ получения уплотняющего мата
US20050232828A1 (en) * 2004-04-14 2005-10-20 3M Innovative Properties Company Sandwich hybrid mounting mat
US20110023430A1 (en) * 2007-08-31 2011-02-03 Amit Kumar Multiple Layer Substrate Support and Exhaust Gas Treatment Device

Also Published As

Publication number Publication date
EP2956235B1 (de) 2017-05-03
RU2015138788A (ru) 2017-03-20
EP2956235A1 (de) 2015-12-23
CA2901260A1 (en) 2014-08-21
CN104994941B (zh) 2017-12-05
CN104994941A (zh) 2015-10-21
WO2014125023A1 (de) 2014-08-21
JP2016519740A (ja) 2016-07-07
PL2956235T3 (pl) 2017-10-31
ZA201506727B (en) 2017-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2686939C2 (ru) Материал и способ для герметизации пустых пространств
US3921273A (en) Method of filling a casing with heat insulating fibers
CN100462126C (zh) 蜂窝结构体及废气净化装置
CA1132066A (en) Thermal insulation of vessels and method of fabrication
JP6484643B2 (ja) 触媒モジュール、かかる触媒モジュールのための受け入れユニット、およびかかる触媒モジュールを製造するための方法
EP2314840A1 (en) Heat insulator for a vehicle exhaust pipe, vehicle pipe and methods for manufacturing the same
US20140227160A1 (en) Material and method for sealing off cavities
JPH0545296B2 (ru)
EP0857110A1 (en) Passive fire protection systems for conduits
JP2016505748A (ja) ルースフィル断熱材を備える排気ガス処理デバイスおよび製造方法
RU2722375C2 (ru) Модульные каталитические монолиты
JP2016513006A (ja) 不均一系触媒気相反応を行うためのリアクタにモノリスを組み込む方法
KR19990072618A (ko) 판형진공주형소자,주형소자의열절연방법및사용
US4582094A (en) Insulation for hot gas piping
US10017311B2 (en) Honeycomb assembly and packaging system
US20190283860A1 (en) Three-dimensional metal insulating part
RU2384492C2 (ru) Экранно-вакуумная теплоизоляция криогенной емкости ракетного космического разгонного блока и способ ее изготовления
KR20150054756A (ko) 배기가스 후처리 또는 음향 장치에 다층 배트, 블랭킷, 또는 매트를 설치하는 방법
JPS6014695A (ja) 真空断熱材
JP2013517940A (ja) 断熱型の排気ガス・デバイスを製造する方法
CN102583383B (zh) 一种碳化硅冶炼炉罩体同端墙及罩体同侧墙间的密封
JP4228060B2 (ja) 陶芸窯の煙突
EP0448576B1 (en) Method of heat insulating a surface of a high temperature
JPH07197813A (ja) 自動車用排気ガス浄化用コンバーター断熱シール材の取付け方法
JPH09228829A (ja) 排気ガス浄化用コンバーター用断熱シール材の取り付け方法