Spôsob znižovania obsahu oxidov dusíka v odpadovom plyne koksárenskej pece

Číslo patentu: E 15607

Dátum: 26.10.2010

Autori: Brix Jörg, Krebber Frank, Huhn Friedrich

Je ešte 4 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

SPÓSOIB ZNIŽOVANIA OBSAHU OXIDOV DUSÍKA V ODPADOVOM PLYNE KOKSARENSKEJ PECE0001 Vynález sa týka spôsobu znižovania obsahu oxidov dusíka vodpadovom plyne koksárenskej pece, ktorá vykazuje väčší počet karbonizačných komôr a vykurovacích stien,umiestnených medzi karbonizačnými komoramí s Vykurovacími kanálmi k nepriamemu ohrevu karbonizačných komôr. Vo vykurovacích kanáloch sa spaľuje vykurovací plyn, ktorý zostáva úplne alebo z časti z koksárenského plynu, a vzniká odpadový plyn s obsahom oxidov dusíka. K odpadovému plynu sa pri teplote medzi 700 °C a l l 0 O°C privádza redukčné činidlo a pomocou homogénnej reakcie plynov medzi redukčným činidlom aoxídmi dusíka sa znižuje podiel oxidov dusíka odpadového plynu. Odpadový plyn sa následne vedie regenerátorom krekuperácii tepla. Vykurovacími kanálmi a regenerátorom pritom prúdia plyny periodicky v po sebe nasledujúcich poloperiódach v opačnom smere.0002 Taký spôsob je známy z EP O 217 045 A 2. U známeho spôsobu sa redukčné činidlo do vnútomého priestoru regenerátor vstrekuje alebo dmýchá nad vrstvami upchávkového materiálu. K tomu sa používajú dmyšny z tepelne odolného materiálu. Rovnomemé rozdelenie redukčného činidla vzóne, v ktorej má odpadový plyn ešte vysokú teplotu napríklad 900 °C až l 100 °C, je však obťažné. Potrebná zostava dmyšien je technicky náročná. Odpadový plyn s obsahom redukčného činidla sa následne vedie k rekuperácii tepla regenerátorom, ktorého upchávkový materiál regenerátora je minimálne vteplotnej zóne medzi 200 a 500 °C formulovaný ako katalyzátor k selektívnej redukcii oxidov dusíka.0003 Využitie tohto postupu voblasti koksárenskej techniky je známe z DE 28 32 397. Podľa tohto spôsobu sa vstrekuje arnoniak alebo voda s obsahom amoniaku do regenerátora, v ktorom koksárenský plyn vykazuje teplotu medzi 700 °C a l.l 00 °C.0004 Vkoksárenských peciach, ktorých karbonizačné komory sú vyhrievané bohatým plynom, napríklad koksárenským plynom alebo vykurovacím plynom s vysokým podielom koksárenského plynu, dochádza V horkých častiach potrubia, ktorým preteká bohatý plyn, a najmä na tryskách vykurovacieho plynu, kusadeninám uhlíka, ktoré je nutné pravidelne spaľovat prívodom odgrafitovaného vzduchu. V DE l 206 849 je opísané privádzanie odgrafitovaného vzduchu odpovedajúcim prívodným potrubím horákov v časovom priebehu poloperiódy regenerátora, v ktorom je prívod bohatého plynu do usporiadania horákov uzavretý.0005 Týmto známym stavom techniky je motivovaný úkol predkladaného vynálezu, ktorý spočíva v znižovaní obsahu oxidov dusíka v odpadovom plyne koksárenskej pece, ktorej karbonizačné komory sú vyhrievané bohatým plynom. Pojem bohatý plyn označuje v tejto súvislostí vysoko kalorický vykurovací plyn, ktorý zostáva úplne alebo aspoň z väčšej časti z koksárenského plynu. Rovnako je nutné odstraňovať uhlíkové usadeniny.0006 Na základe vyššie opísaného spôsobu sa úkol podľa vynálezu rieši tak, že sa uhlíkové usadeniny na horkých dieloch prívodu vykurovacieho plynu spáli odgrañtovaným vzduchom,pričom sa odgrafitovaný vzduch vpriebehu poloperiódy regenerátora, v ktorej sa uzatvorí prívod vykurovacieho plynu do prvého vykurovacieho kanála, privádza príslušným potrubím horáka a trysiek vykurovacieho plynu do tohto prvého vykurovacieho kanála a odvádza s horkým odpadovým plynom z iného vykurovacieho kanála, ktorý je umiestnený v prietokovom radu s prvým vykurovacím kanálom, a redukčné činidlo sa pridáva do odgrañtovaného vzduchu a spoločne sním je uvádzané do styku shorkým odpadovým plynom, pričom koncentrácia redukčného činidla v prúde vzduchu zostáva pod koncentráciou zápalnej zmesi.0007 Podľa vynálezu sa zmes odgrañtovaného vzduchu a redukčného činidla privádza cez prípojné potrubia, prestavné kohúty, uzavreté pre koksárenský plyn, avšak otvorené pre odgrañtovaný vzduch, cez prívodné potrubie a potrubie trysiek, respektíve kanály trysiek, acez trysky koksárenského plynu do vykurovacích kanálov, určených kvypáleniu, len v priebehu fáz ohrevu. Tým sa dosiałme vrozmedzí teploty medzi asi 700 °C a 1100 °C,prevažne medzi asi 900 °C a 1000 °C, medzi redukčným prostriedkom a oxidy dusíka homogénnej reakcie plynov a dôjde tak k zníženiu obsahu oxidov dusíka. Prídavok redukčného činidla k odgrafitovanému vzduchu má dve výhody. Spôsob podľa vynálezu využíva existujúce technické zariadenia. Prívod redukčného činidla k zmesi s prúdom odgrafitovaného vzduchu existujúcimi tryskami vykurovacieho plynu umožňuje rovnomemý kontakt a zmiešavanie shorkým prúdom odpadového plynu s obsahom oxidov dusíka a vytvára tak predpoklad pre účinnú homogénnu reakciu plynov.0008 Pomocou dúchadla sa vytvára definovaný prúd odgrafitovaného vzduchu. Prúd redukčného činidla sa následne dimenzuje tak, aby koncentrácia redukčného činidla v prúde vzduchu zostávala pod hodnotou koncentrácie zápalnej zmesi.0009 Zmes redukčného činidla/vzduchu, použitá k odgrafitovaniu, sa pripraví v systéme vzduchového potrubia, pričom sú systém vzduchového potrubia a prívod vykurovacieho plynu napojené na prestavovaciu armatúru, a ovládaním prestavovacej armatúry sa striedavo otvára prívod vykurovacieho plynu alebo zmesi redukčného činidla/vzduchu do trysky vykurovacieho plynu vykurovacieho kanála.0010 Regenerátor krekuperácii tepla zahmuje väčší počet jednotlivých komôr, ktoré sú umiestnené pod vykurovacími kanálmi. Podľa jednej výhodnej formy uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu obsahujú minimálne koncové komory regenerátora, prístupné zvonku, vždy na koksovej strane karbonizačnej komory, vrstvy regenerátora s upchávkovým materiálom,ktorý je vrozmedzí teplôt medzi 200 °C a 500 °C účinný ako katalyzátor pre selektivnu redukciu oxidov dusíka. Katalyticky účinné vrstvy regenerátora koncových komôr regenerátora sa aplikujú výhodne vo forme výmenných kaziet.0011 Spôsob podľa vynálezu je možné použiť v koksárenských peciach, ktoré sú koncipované ako tak zvané spodné horáky, i v koksárenských peciach, koncipovaných ako tak zvanć homé horáky alebo bočné horáky. Spôsob podľa vynálezu je vhodný pre koksárenské pece vbanských koksárňach, ktoré sú vyhrievané len bohatým plynom. Spôsob podľa vynálezu je okrem toho možné použiť i u koksárenských pecí, ktoré sú prevádzkované v spojení shutným závodom vo forme tak zvaných združených pecí a ktoré môžu byť vyhrievané ako chudým plynom, tak bohatým plynom. Spôsob podľa vynálezu je možné použit vždy v prípade, kedy sú k dispozícii zariadenia, pomocou ktorých je možné vypaľovať usadeniny uhlíka na horkých dieloch prívodných zariadení vykurovacieho plynu pomocou odgrafitovaného vzduchu.0012 Následne bude vynález bližšie objasnený na základe výkresov, zobrazujúcich len jeden príklad uskutočnenia. Výkresy schematícky zobrazujúObr. l vykurovací systém koksárenskej pece,Obr. 2 zdmžený vykurovací kanál vykurovacieho systému podľa obr. 1 Obr. 3 systém odgrañtovaného vzduchu s dávkovacou stanicou pre redukčné činidlok uskutočneniu spôsobu, pomocou ktorého je možné znižovať obsah oxidov dusíka v odpadovom plyne koksárenskej pece.0013 Obr. 1 sa týka koksárenskej pece, ktorá vykazuje väčší počet karbonizačných komôr a vykurovacie steny, umiestené medzi karbonizačnými komorami, k nepriamemu ohrevu karbonizačných komôr, a ukazuje na pravej strane obrázku vrôznych rovinách rezu rez jednou z karbonizačných komôr 1, na ľavej polovine obrázku rez vykurovacou stenou 2 a v dolnej polovine obrázku rez dolnou časťou pece 3 s regenerátonni 4 k rekuperácii tepla.Karbonizačné komory 1 sú od dolnej časti pece 3 oddelené medzistropom 5. Pod regenerátormi prebiehajú tunelové kanály 6, 7 pre vzduch a odpadový plyn.0014 Karbonizačné komory l koksárenskej pece sa plnia zhora pomocou plniacich otvorov 9, umiestnených vklenbe pece 8. Hotový koks sa vytlačuje bočne na koksovej strane 10. Vznikajúci surový plyn sa odvádza pomocou stúpacieho potrubia ll do zberača. Medzi karbonizačnými komorami l sa nachádzajú vykurovacie steny 2, vymurované ztepelne odolných tehál, so svojimi vykurovacími kanálmi 12, 12. Deliace steny 13 medzi vykurovacími kanálmi 12 sú tvorené dutými tvárnicami, ktoré vytvárajú kanály pre vzduch alebo odpadový plyn a pomocou otvorov sú v spojení s vykurovacími kanálmi 12. Na dolnej strane vykurovacích kanálov 12 sú usporiadané trysky vykurovacieho plynu 15, ktoré sú spojené spotrubím vykurovacieho plynu. Potrubie vykurovacieho plynu je umiestnené napríklad v medzistrope 5 koksárenskej pece.0015 Vykurovacie kanály 12, 12 sú v dvojiciach spojené do tak zvaných združených vykurovacích kanálov (ťahov) 17. Systém prúdenia v jednom z takých združených vykurovacích kanálov 17 je znázomený na obr. 2. Vzduch 14, pritekajúci ttmelovým kanálom 6, sa vedie regenerátorom 4 a predhrieva sa. Predhriatý vzduch 14 vstupuje vzduchovými otvormi na spodnej strane a ďalšími otvormi, usporíadanými nad vykurovacím kanálom, do prvého vykurovacieho kanálu združených vykurovacích kanálov 17. Vykurovací plyn 16,ktorý vo forme bohatého plynu zostáva úplne alebo v podstatnej časti z koksárenského plynu,sa dostáva potrubím vykurovacieho plynu do prívodného potrubia horáka 19, priradeného vykurovaciemu kanálu, a privádza sa tryskou vykurovacieho plynu 15, umiestnenou na dolnom konci vykurovacieho kanálu, do vykurovacieho kanálu 12. Tam dôjde k spáleniu vykurovacieho plynu 16 s kyslíkom z prúdu vzduchu, privádzaného do vykurovacieho kanálu 12. Odpadový plyn, ktorý vdôsledku svojich vysokých teplôt obsahuje oxidy dusíka,prechádza hornou stranou do druhého vykurovacieho kanálu 12 združeného vykurovacieho kanálu 17, prúdi ním smerom nahor a opúšťa druhý vykurovací kanál 12 jeho vzduchovými otvormi. Prúd odpadového plynu prechádza regenerátormi 4, priradenými k druhému vykurovaciemu kanálu 12, predáva na ne teplo a odvádza sa pri teplote väčšinou 200 °C až 280 °C a zriedka vyššou do priradených tunelových kanálov 7.0016 Pri zahrievaní karbonizačných komôr bohatým plynom, to znamená koksárenským plynom alebo vykurovacím plynom, ktorý vykazuje vysoký obsah koksárenského plynu, sa vytvára uhlík, ktorý sa pravidelne usadzuje na horkých častiach potrubia, ktorými preteká bohatý plyn, najmä na tryskách vykurovacieho plynu 15, a musí byt pravidelne vypaľovaný prívodom odgrafitovaného vzduchu. Odgrañtovaný vzduch sa vpriebehu poloperiódy regenerátora, pri ktorej sa odstaví prívod vykurovacieho plynu do jedného z vykurovacích kanálov 12, 12, privedie priradeným potrubím vykurovacieho vzduchu 19 a tryskou vykurovacieho plynu 15 do tohto vykurovacieho kanála 12 a spoločne s homýrn odpadovým vzduchom odvedie z druhého vykurovacieho kanála 12 združenćho vykurovacieho kanála 17. 0017 K redukcii obsahu oxidov dusíka v odpadovom plyne sa pritom k odgrañtovanému vzduchu pridáva redukčné činidlo a spoločne s ním privádza do styku s horkým odpadovým plynom, ktorý vykazuje teplotu medzi 700 °C a 1 l 00 °C. Vo forme redukčného činidla sa výhodne používa amoniak.0018 Najmä z obr. 3 zreteľne vyplýva, že sa pomocou dúchadla 20, respektíve zostavy dúchadiel, ktorá môže zahrnovať i väčší počet dúchadiel, vytvára prúd s obsahom odgrafitovaného vzduchu 21, ku ktorému sa dávkuje definovaný prúd redukčného činidla 22,ktorého množstvo sa stanoví tak, aby koncentrácia redukčného činidla vprúde vzduchu zostala pod koncentráciou zápalnej zmesi plynov. Pri použití amoniaku môže maximálna koncentrácia NH v odgrañtovanom vzduchu činiť 2 obj. . Amoniak sa privádza do

MPK / Značky

MPK: C10B 43/10, C10B 21/10, B01D 53/86, B01D 53/56

Značky: koksárenskej, odpadovom, znižovania, oxidov, dusíka, spôsob, obsahu, plyne

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/12-e15607-sposob-znizovania-obsahu-oxidov-dusika-v-odpadovom-plyne-koksarenskej-pece.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob znižovania obsahu oxidov dusíka v odpadovom plyne koksárenskej pece</a>

Podobne patenty