Zariadenie na katalytické spaľovanie organických látok

Číslo patentu: 279380

Dátum: 07.10.1998

Autori: Janas Janusz, Wojciechowski Jerzy, Rachwal Andrzej, Wysocki Zygmunt

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Zariadenie na katalytické spaľovanie organických látok obsiahnutých v prúde vzduchu s relatívne vysokou koncentráciou je tvorené kovovým valcovým telesom (21) s valcovou nadstavbou (39), v nadstavbe (39) je uložená prvá vrstva katalyzátora (6), v kovovom valcovom telese (21) sú vedľa vrstiev keramickej výplne (4) uložené ďalšie dve vrstvy katalyzátora (6), pričom medzi tromi vrstvami katalyzátora (6) je vytvorený priestor komory (18), v ktorej je uložený aspoň jeden vykurovací článok (22), pričom v hornej časti valcovej nadstavby (39) je vytvorený výstup (9) na plyny s regulačným ventilom (19).

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka zariadenia na katalytické spaľovanie organických látok, pričom sa tieto organické látky miešajú so vzduchom alebo s inými plynmí obsahujúcirni kyslík.Ochrana životného prostredia a požiadavky na zvýšenú výrobu elektrickej energie vyžadujú v modernom svete používanie takých spaľovacích procesov, v ktorých produkované spalíny neznečisťujú okolité životné prostredie a prírodu, pričom však súčasne spaľovací proces prebieha s čo možnou najvyššou účinnosťou.Hlavne je dôležité, aby plynné spalíny neobsahovali oxidy dusíka, ktore spôsobujú takzvaný kyslý dážď, ktorý pôsobí deštruktívnym spôsobom na prírodu.V spaľovacích procesoch bolo vždy ťažké kontrolovať ich priebeh, pričom táto nevýhoda pretrváva dodnes.Problémy pri spaľovaní palív vyplývajú z nutnosti kontrolovať pomer vzduchu k palivu. Procesy úplného spaľovania prebiehajú iba pri určitom presne definovanom pomere obidvoch týchto uvedených zložiek.Pri spaľovaní palív V plameni obsahujú plynné spalíny Vždy oxidy dusíka, ktoré majú deštruktívne účinky tak na človeka, ako aj na prírodu a tiež spôsobujú značné škody na materiálnych hodnotách.Významným pokrokom pri vyvíjaní oxidačných procesov bolo použitie heterogćnnych katalytických postupov. Procesy oxidácie palív na povrchu katalyzátorov prebiehajú vo veľmi širokých medziach, pričom pri nich nevznikajú oxidy dusíka.Postupy katalytickej oxidácie organických látok boli úspešne aplikované v technologických postupoch čistenia odpadových plynov od nežiaducich znečisťujúcich látok.Pri vykonávaní typického procesu katalytickej oxidácie organických zlúčenín sa vzduch spoločne s organickými látkami zahrievąjú na iniciačnú teplotu spaľovacej reakcie pre organické látky a tieto látky sa potom zavádzetjú do lôžka použitého katalyzátora.V tomto katalytickom lôžku sa organické látky oxidujú. Táto oxidácia spôsobuje zvýšenie teploty. Vzduch spoločne s produktmi spaľovacieho procesu opúšťajú katalytické lôžko, pričom teplota týchto látok je vyššia ako na vstupe do katalytického lôžka.Technologické postupy katalytického dodatočného spaľovania plynov sa obyčajne aplikujú v prípadoch čistenia plynov od stopových nečistôt, ktorých koncentrácia je vo vzduchu obyčajne nízka. S cieľom zlepšiť ekonomičnosti tohto procesu sa obyčajne používajú diafragmové tepelné výmenníky, ktoré umožňujú využitie asi 50 tepla horúcich plynných spalín na ohriatie vzduchu prívádzaného do reaktora.Bežné publikácie a patentová literatúra, týkajúce sa procesov a zariadenia na katalytickć čistenie plynov podľa uvedeného prikladu je veľmi obsiahla a z tohto dôvodu nie sú v tomto texte uvedené detailné podrobnosti.Značný pokrok V týchto procesoch katalytického čistenia plynov predstavujú procesy s obracaním prúdu plynov,takzvané reverzné postupy, ktorých podstata spočíva v cyklickom striedaní smeru prúdu vzduchu prúdiaceho katalytickým lôžkom, pričom v prípade potreby sa umiestňuje katalytické lôžko medzi dve vrstvy keramickej výplne a dostrednej časti katalytického lôžka sa privádza teplo. Pri uskutočňovaní tohto reverzného postupu sa využije teplo teplých odpadových plynov, čo prebieha prostredníctvom regenerátorov tepla, ktore tvoria časť katalytickěho lôžka a prostredníctvom vrstiev keramickej výplne.Ako príklad reverzného katalytického postupu, V ktorom plyny prúdia katalytickým lôžkom, pričom sa vykonáva cyklické striedanie smeru prúdenia týchto plynov, je možne uviesť patent ZSSR č. 865 796. Vynález podľa tohto patentu bol aplikovaný na oxidáciu oxidu siričitého na oxid sírový.Jednotlivé cykly prietoku plynov v jednom smere katalytickým lôžkom trvajú od desať minút až asi niekoľko desiatok minút. Tento postup je neekonomický z toho dôvodu, že vyžaduje použitie oveľa väčšieho množstva katalyzátora.Príklad reverzného procesu na dodatočné spaľovanie plynov s cieľom odstrániť organické zrnečisťujúce látky je uvedený v patente US č. 2 946 65. Podľa tohto vynálezu je katalytické lôžko umiestnené medzi dvoma vrstvami keramickej výplne.Na začiatku procesu sa katalyticke lôžko mhreje prostredníctvom horúcich plynných spalín, pričom V ďalšom priebehu sa týmto katalytickým lôžkom vedie vzduch, znečistený zlúčeninami, ktoré sa majú podrobiť katalytickej konverzii. Postup podľa tohto vynálezu prebieha autotermálnym spôsobom ak koncentrácia znečisťujúcich zložiek prevyšuje určitú spodnú hladinu. Cykly, V ktorých sa ponecháva prúd vzduchu pnĺtdiť katalytickým lôžkom v jednom smere, trvajú niekoľko sekúnd.Ako príklad ďalšieho reverzného procesu, pri ktorom sa katalyticke lôžko umiestni medzi dve vrstvy keramickej výplne a teplo sa privádza do strednej časti katalytického lôžka, je možné uviesť postup opisovaný v patente č. 126 861.Postup čistenia plynov od nežiaducich znečisťujúcich látok prebieha podľa tohto patentu počas kontinuálneho alebo periodickćho prívodu tepla do strednej časti katalytického ložiska.Teplota katalytického ložiska sa podľa uvedeného vynálezu kontroluje jednako frekvenciou striedania smeru prietoku prúdu plynov reaktorom a jednako množstvom tepla, ktoré sa privádza z vonkajška do strednej časti katalytického ložiska.Všeobecne je možné uviesť, že reverzné postupy sú veľmi vhodné na čistenie plynov obsahujúcich relatívne malé koncentrácie znečisťujúcich látok. Tieto postupy prebiehajú autotermickým spôsobom v tých prípadoch, kedy koncentrácia znečisťujúcich látok vo vzduchu, ktorý je znečistený, sa pohybuje v rozpätí od l do 5 g/m 3.Pri vyšších koncentráciách nastáva nebezpečie prehriatia katalytického lôžka alebo časti, ktoré tvoria dané zariadenie, v ktorom sa tento proces vykonáva. Napriek tomu,že existujú metódy chladenia katalytického lôžka, ako ,je napríklad odpúšťanie časti horúcich plynných spalín zo strednej časti katalytickćho lôžka, ako je to napríklad uvádzané v patente PL č. 135 515, v praxi sa ukázalo, že ak vzduch obsahuje značné množstvo znečisťujúcich látok a periodicky tieto vysoké koncentrácie znečisťujúcich látok vzrastajú na vysokú hodnotu, potom odpúšťanie časti týchto plynov nie je dostatočne a katalytické lôžko sa nebezpečným spôsobom prehrieva, dokonca na teploty vyššie ako 1000 °C a okrem toho odpúšťané plyny nie sú vždyúplne vyčistené. Tieto faktory znižujú účinnosť použitého katalyzátora.Nevýhoda reverzných postupov spočíva v tom, že počas striedania smeru prietoku plynov, ktorá preteká reaktorom, nie je časť plynov, ktorá je prítomná V reaktore, Vyčistená. V prípade, že koncentrácie znečisťujúcich látok nie sú vysoké a zmeny smeru prietoku plynov nie sú časté, neovplyvňuje tento uvádzaný jav podstatným spôsobom stupeň vyčistenia plynov od znečisťujúcich zložiek. Však pri vysokých koncentráciách znečisťujúcich zložiek je tento jav veľkou nevýhodou.S cieľom eliminovať tento nedostatok boli aplikované rôzne metódy. V US paterite č. 3 870 474 sa odporúča V takýchto prípadoch, okrem iného, použiť niekoľko reakčných členov, ktorí sa zapojujú do činnosti vo vhodnom momente a pomocou týchto členov je možné dosiahnuť vyčistenie tých podielov plynov od znečisťujúcich látok,ktoré neboli vyčístené v priebehu striedania smeru prúdu plynov. Táto metóda je ale veľmi nákladná.Z doterajšieho stavu techniky sú tiež známe katalytické reaktory, ktoré sú používané v týchto uvedených postupoch katalytického čistenia plynov. Nová generácia zariadení tohto typu je založená na využití metódy katalytického čistenia plynov, ktorá je opísaná v patente PL č. 126 861. Podľa tejto uvedenej metódy je postup katalytického čistenia plynov vykonávaný pomocou prostriedkov reverznej metódy, pričom katalyzátor, vhodný na tento oxidačný proces, je umiestnený medzi dve vrstvy výplne na akumulovanie tepla, zatiaľ sa teplo, ktore je potrebné na zahriatie katalytického lôžka, eventuálne na podporenie priebehu dodatočného spaľovacieho procesu, je privádzané do strednej časti katalytického lôžka.Zariadenie podľa uvedeného poľského patentu pozostáva z dvoch rovnakých valcových reaktorov, pričom každý z týchto reaktorov má dve komory. Prvá komora je katalytická komora, pričom táto komora je vybavená sústrednými valcovými perforovanými kovovými sitarní, uzatvorenými pri dne a tvoriacimi kôš na ulovenie katalytického lôžka. Druhá komora, ktorá je umiestnená nižšie, predstavuje rekuperačnú komom, vnútri ktorej je umiestnená vrstva kerarnickej výplne.Obidva reaktory sú spojené navzájom svojimi spodnými časťami za použitia kolektora, z ktorého je privádzaný Znečistený plyn cyklickým reverzným spôsobom, to znamená v cyklicky sa striedajúcich cykloch, raz do jedného a potom do druhého reaktora. Súčasne sa vyčistený plyn odoberá z opačnej strany reaktora. Smer prietoku plynov sa zmení pomocou regulačných ventilov a upraviteľným prevádzkovým časovým režimom.Tieto reaktory sú navzájom spojené svojimi homými časťami pomocou spoločného kolektora, ktorý je vybavený rúrkovitým hrdlom na privádzanie horúcich plynných spalín, ktoré sú nevyhnutné na zahriatie katalytického lôžka na iniciačnú teplotu, nutnú na uskutočnenie dodatočnej spaľovacej reakcie na zneškodnenie znečisťujúcich látok. V altematívnom uskutočnení môže byť katalyticke lôžko zahrievané namiesto horúcimi plynnými spalinami pomocou elektrického vykurovacieho článku, ktorý je zavedený do centrálnej časti, konkrétne do prázdnej časti katalytického koša, ktorá sa nazýva ohrievacia komora.Podľa patentu PL č. 129 863 sa chráni postup katalytického čistenia plynov, ktorý sa vykonáva v reverznom reaktore, vytvorenom V tvare valcového telesa, pričom v tomto valcovom telese sú umiestnené tri perforované valces rôznymi priemermí a tieto valce sú tu umiestnene navzájom súosovo.V priestore vytvorenom dvoma vonkajšími valcami je umiestnené lôžko vhodného karalyzátora. Prstenec perforovanej oceľovej fólie, pripevnený V strednej časti perforovaných valcov, rozdeľuje reaktor na dve komory, pričom táto priehradka nedosahuje presne k vnútomému perforovanému prstencu. Priestor vymedzený vnútomým Valcom predstavuje ohrievaciu komoru, vnútri ktorej sú umiestnené elektrické vykurovacie články.Znečistený plyn je nasmerovaný pomocou regulačných reverzných ventilov bud do homej časti tohto zariadenia,potom sa vedie komorou, naplnenou keramickou výplňou,homou katalytickou komorou, ohrievacou komorou, spodnou katalytickou komorou, spodnou komorou naplnenou keramickou výplňou a táto časť plynov opúšťa reaktor v jeho spodnej časti alebo sa znčistený plyn vedie do spodnej časti zariadenia a ďalej sa vedie jednotlivými časťami zariadenia V smere opačnom ako bolo uvedené.Iná jednoduchšia konštrukcia zariadenia je opísaná v patente PL č. 143 752. Toto zariadenie na katalytické čistenie plynov je tvorené v tomto prípade jedným kompaktným reaktorom, vybaveným valcovým plášťom, pričom tento reaktor funkčne pracuje ako dva reaktory.Vnútomý priestor tohto zariadenia je rozdelený od dna vertikálnou priehradkou, ktorá tesne prilieha k vnútomým stenám reaktora, pričom ale táto Vertikálna priehradka nedosahuje k homému krytu reaktora a táto priehradka takto rozdeľuje tento vnútomý priestor na dve rovnaké oddelenia, ktoré sú spojene svojimi hornými časťami pomocou spoločnej ohrievacej komory.Rad symetrických, horizontálne umiestnených perforovaných dosiek rozdeľuje obidve oddelenia na jednotlivé komory. Medzi dvoma spodnými perforovanými priehradkami je umiestnená vrstva keramickej výplne a nad ňou je umiestnená vrstva katalyzátora, ktorá je obmedzená zhora ďalšou perforovanou doskou.Homá časť valcového reaktora je uzavretá krytom, vybaveným rúrkovým hrdlom na odvádzanie horúcich plynov. V spodnej časti tohto reaktora sú pod úrovňou najnižšej perforovanej priehradky umiestnené rúrkové hrdlá na prívod a odvod plynov, pričom tieto hrdlá sú konštruované ako spoločné a umiestnené navzájom v sebe a sú umiestnené na každej strane vertikálnej priehradky. Týmíto hrdlami je privádzaný znečistený plyn, ktorý je vháňaný do reaktora pomocou ventilátora a regulačných ventilov. Jedným z týchto rúrkových hrdiel plyn vstupuje do spodnej časti odpovedąiúcej polovice reaktora, vedie sa spodnou perforovanou priehradkou, vrstvou keramickej výplne, strednou perforovanou priehradkou, vrstvou katalyzátora, homou perforovanou priehradkou, ohrievacou komorou a vstupuje zhora do druhej symetrickej polovice reaktora, vedie sa jednotlivými vrstvami v ohrátenom smere a ako vyčistený prúd plynu sa odvádza z reaktora druhým rúrkovým hrdlom.Po uplynutí určitého časového okamihu, ktorého dĺžka trvania závisí okrem iných faktorov od koncentrácie znečisťujúcich látok, sa vo vratnom ventile zmení smer prúdenia vzduchu reaktorom.Tento postup uskutočňovania čistenia odpadových plynov od znečisťujúcich spáliteľných látok, ktorý je charakteristický pre reverzné metódy, je energeticky úspomý a umožňuje účinné dodatočné spaľovanie znečisťujúcich látokv širokom rozsahu koncentrácie, obyčajne v rozsahu 0,1 g až 3 g znečisťujúcich látok na 1 m 3 vzduchu.V rozsahu koncentrácii znečisťujúcich látok je možné teplotu v reaktore udržovať na konštantnej hladine, pričom periodické zvýšenia teplôt, ktoré sú spôsobované náhlym,krátko trvajúcim zvýšením koncentrácie spáliteľných látok,je možne ľahko kontrolovať napríklad aplikáciou odpušťania horúcich plynov, ako je uvedené V patente PL č. 137 515.Ale v prípadoch, kedy koncentrácia organických zlúčenín v odpadových plynoch značne prevyšuje uvedenú hraničnú hodnotu, napriklad kedy dosahuje hodnoty 10 g/m 3, potom tieto katalytické reverzné reaktory pracujú v nestabilnom stave a ich kontrola je veľmi ťažká. Za týchto podmienok vzrastá nebezpečie prehriatia reaktora,čo môže byť doprevádzané deaktiváciou katalyzátora alebo dokonca deštrukciou vnútorných častí reaktora.Energetické nároky často vyžadujú, aby spoločne s prúdom vzduchu boli spaľované plynné alebo kvapalne uhľovodíky, však toto spaľovanie je nutné uskutočňovať pri teplotách nižších ako je to pri plameňových horákoch, aby sa predišlo tvorbe oxidov dusíka a zničili sa tepelné straty.Nedostatky doterajšieho stavu techniky sú odstránené zariadením na katalyticke spaľovanie organických látok podľa vynálezu, obsiahnutých v prúde vzduchu v relatívne vysokej koncentrácii, ktorého podstata spočíva v tom, že je tvorené kovovým valcovým telesom s valcovou nadstavbou, v ktorej je uložená prvá vrstva katalyzátora. V kovovom valcovom telese sú vedľa vrstiev keramickej výplne uložené ďalšie dve vrstvy katalyzátora, pričom medzi tromi vrstvami katalyzátora je vytvorený priestor komory, v ktorej je uložený aspoň jeden vykurovací článok, pričom v homej časti valcovej nadstavby je vytvorený výstup na plyny s regulačným ventilom.Kovové valcove teleso je rozdelené V strednej časti kovovou priehradkou, ktorá rozdeľuje vnútorný priestor na dve rovnaké katalytické regeneračné komory, V ktorých sú umiestnené dve vrstvy keramickej výplne a dve vrstvy katalyzátora v tvare guliek. Tieto komory sú spojené vo svojich spodných častiach hrdlovitými nátrubkami s vratným ventilom a ďalej sú napojené na ventilátor na dopravu prúdu vzduchu s organickými látkami do reaktora, pričom regulačný ventil je spojený s odfukovým ventilom na kontrolu množstva plynov, prúdiacich do vonkajšieho priestoru. Prívodný ventil vzduchu privádzaněho do reaktora je predradený ventilátoru a medzi privodným ventilom a odfukovým ventilom je zaradený plynový ventil na reguláciu množstva plynov, cirkulujúcich regeneračnými komorami,pričom pod úrovňou vrstvy katalyzátora vo valcovej nadstavbe je pridavnć hrdlo na prívod ďalšieho množstva pridavného vzduchu s vysokou koncentráciou spáliteľných látok.Úplne neočakávane bolo pri vyvijaní postupu podľa uvedeného vynálezu zistené, že je možné týmto spôsobom vykonávať katalytické spaľovanie organických látok v prúde vzduchu za širokého rozpätia príetokovej rýchlosti zmesi plynov prúdiacich reaktorom, za širokého rozpätia koncentrácie organických zlúčenín, obsiahnutých v prúde vzduchu a pri širokom rozpätí teplôt reakčnej zmesi, pričom je možné do prúdu týchto plynov pridávať plynné ale bo kvapalné palivá a pri tomto postupe získavať plynné spaliny s požadovanou teplotou, ktorú je možné ďalej energetickým spôsobom využiť bez toho, aby pri tomto postupe vznikali oxidy dusíka ako výsledok priamej reakcie dusíka s atmosféríckým kyslíkom.Konštrukcia revemiého katalytického reaktora podľa uvedeného vynálezu umožňuje vykonávať spaľovanie organických zlúčenín vo vzduchu za stabilných podmienok a pri vysokej a veľmi vysokých koncentráciách uvedených znečisťujúcich organických zlúčenin.Výhody tohto postupu spočívajú v tom, že je možné pri tomto postupe dosiahnuť stabilnú oxidáciu paliva aj pri veľmi vysokých koncentráciách tohto paliva v blizkosti spodnej hranice explózie a pri veľmi širokom rozpätí prietokov plynu.Vzhľadom na uvedene opatrenie je zdroj tepla na iniciáciu spaľovacieho procesu umiestnený v priestore medzi tromi vrstvami katalyzátora a spaľovaciu reakciu je možné rýchlo iniciovať alebo udržovať v prípadoch, kedy koncentrácia organických látok periodicky klesá.Tento postup podľa uvedeného vynálezu umožňuje tak vyčistenie odpadových plynov, ktoré majú vysoký obsah spáliteľných látok alebo sa tento obsah spáliteľných látok periodicky zvyšuje, ako aj dosiahnutie stáleho zloženia plynného paliva, ktoré sa zavádza do prúdu vzduchu z energetických dôvodov.Prehľad obrázkov na výkresochZariadenie na katalyticke spaľovanie organických látok podľa vynálezu je v príklade uskutočnenia znázornená na priložených výkresoch, kde predstavuje obr. l spaľovacie zariadenie s horizontálnym systémom katalytických regenerativnych komôr a obr. 2 spaľovacie zariadenie s vertikálnym systémom katalytických regenerativnych komôr.Podľa obr. 1 je vzduch spoločne so spáliteľnými plynmi alebo parami privádzaný prostredníctvom prívodného potrubia 1 a regulačného ventilu 12, pričom je stlačovaný vo ventilátore 35 a odvádzaný do vratného ventilu 3. Pomocou tohto vratného ventilu 3 sa usmerňuje zmes vzduchu a organických látok do valcového telesa 21, čo prebieha pri cyklicky sa striedajúcom smere prietoku vzduchu s uvedenými spáliteľnými látkami. Táto zmes prechádza vrstvou 4 keramickej výplne, vrstvou katalyzátora 6, kde prebieha reakcia a komorou 18.V tejto komore 18 sa prúd plynu rozdeľuje, pričom časť tejto zmesi sa vracia cez vrstvu katalyzátora 6, vrstvu keramickej výplne 4 a vratným ventilom 3 a plynovým ventilom 13 do ventilátore 35, kde sa spojuje s prúdom čerstvćho vzduchu. Druhá časť prúdu plynu z komory 18 prúdi do vrstvy katalyzátora 6 a cez ventil 19 je táto časť plynu odvádzaná potrubím 9 do vonkajšieho priestoru tohto systému, kde je možné tento prúd plynu využiť bežným spôsobom v obvyklých tepelných výmenníkoch.V momente, kedy vratný ventil 3 zmeni svoju polohu,sa plynná zmes vedie reaktorom V obrátenom smere, to znamená vrstvou 4 keramickej výplne, vrstvou katalyzátora 6, komorou 18. Pričom časť tohto plynnćho prúdu sa vedie späť vrstvou katalyzátora 6 a vrstvou 4 keramickej výplne, SK 279380 B 6zatiaľ čo druhá časť tohto plynu sa vedie z komory 18 do vonkajšieho priestoru tohto systému cez vrstvu katalyzátora 6 a výpustný ventil 19, pričom tento prúd je možné využiť v tepelných výmenníkoch bežného uskutočnenia.Komora 18 je vybavená vykurovacím článkom 22, ktorý je nutný na zahriatie vrstvy katalyzátora 6 počas počiatočnej periódy a na udržiavanie vhodnej teploty v prípadoch, kedy kalorická hodnota plynu, ktorý je určený na čistenie, je príliš malá na udržiavanie priebehu reakcie v autotermálnom rozsahu. Vo výhodnom uskutočnení sa ako tepelný zdroj používajú elektrické vykurovacie články.Uvedenú schému spaľovaniaje možné aplikovať v prípadoch plynných zmesí, obsahujúcich spáliteľné látky s vysokou teplotou spaľovania.Túto schému spaľovania je možné tiež aplikovať na spaľovanie palív, dávkovaných do prúdu vzduchu s tým cieľom, aby boli získané horúce plynné spaliny pre rôznych spotrebiteľov, s rôznymi nárokmi na energetický obsah týchto spalín.V týchto prípadoch sa do prúdu plynu dávkuje spáliteľná plynná látka, napríklad zo zásobníka 17, pričom prietokové množstvo tejto plynnej látky sa kontroluje ventilom 16 a tento plyn sa zavádza do prúdu vzduchu pred reaktorom a/alebo prostredníctvom priameho ventilu 23 do komory 18 pred vrstvu katalyzátora 6.Ako palivo je možné tiež použiť kvapalné palivo, príčom toto palivo je možné čerpať pomocou systému s merným čerpadlom 15 a potom prostredníctvom prepúšťacieho ventilu 14 a/alebo druhého priameho ventilu 20. V obidvoch prípadoch je možné teplom vystupujúcich plynných spalín ľahko kontrolovať regulovaním množstva paliva,privádzaného do procesu až do teplôt asi 1500 °C bez toho,aby nastávalo nebezpečie tvorby oxidov dusíka.V prípadoch, kedy teplota vrstvy katalyzátora 6 klesá,je možné túto teplotu kontrolovať, ako už bolo vysvetlené,pomocou vykurovacieho článku 22 alebo prostredníctvom množstva pridávaného paliva. Rovnako je možno túto teplotu regulovať tým, že sa časť alebo každý podiel plynu odvádza výpustným potrubím 10, pričom príetokové množstvo tohto prúdu sa reguluje odfukovým ventilom 11 a výpustný ventil 19 je v tomto momente čiastočne alebo úplne zatvorený. Toto opatrenie je hlavne vhodne v tých prípadoch, kedy prúd plynu obsahuje premenlivú koncentráciu spáliteľných látok a kedy je tiež prietokové množstvo prúdu vzduchu premenlívé.Katalyticke spaľovanie zariadenie, ktoré je vyobrazene na obr. 2, pozostáva z kovového valcového telesa 21, ktoré je vnútri rozdelené kovovou priehradkou 25 na dve symetrické časti. Táto kovová priehradka 25 vymedzuje dve rovnaké katalytické regeneračné komory 30, v ktorých sú usporiadané vrstvy 4 keramíckej výplne, tvorené časticarni v tvare guliek, krúžkov, mriežok alebo iných foriem a tiež aj vrstvy katalyzátora 6, ktoré sa používajú na dodatočné spaľovanie plynov. V spodnej časti uvedených komôr 30 sú usporiadané hrdlovité nátrubky 32, ktoré spájajú obidve komory 30 s vratným ventilom 3, v ktorom sa usmerňuje prúd plynov hnaných ventilátorom 35 v stríedajúcich sa cykloch do katalytickej regeneračnej komory 30.Na veku 36 reaktora sú usporiadané elektrické vykurovacie články 22 a valcová nadstavba 39 s priemerom menším ako je priemer kovového valcověho telesa 21. Vnútri tejto valcovej nadstavby 39 je umiestnená vrstva katalyzátora 6, ktorá je umiesmená na perforovanej doske a ktorá je použitá na proces čistenia plynov.Pomocou prívodného ventilu 12 sa reguluje prietok vzduchu, ktorý je privádzaný zvonku, prostredníctvom plynověho ventilu 13 sa reguluje prietok plynov, ktoré cirkulujú katalytickýmí regeneračnými komoramí 30. Výpustným ventilom 19 a odfukovým ventilom 11 sa kontroluje prietok prúdu plynov, ktorý sa vedie vrstvou katalyzátora 6.Prídavné hrdlo 44 umožňuje zavedenie prúdu vzduchu s veľmi vysokou koncentráciou spálíteľných látok alebo dokonca čistého paliva pod vrstvu katalyzátora 6, čo sa vykonáva v prípadoch, kedy teplota vrstvy katalyzátora 6 je dostatočná na to, aby došlo ku katalytíckćmu spaľovaciemu procesu.Uvedený postup spaľovania organických látok obsiahnutých v plynoch, nehľadiac na skutočnosť, či tieto organicke látky predstavujú znečisťujúce latky, ktoré je treba odstrániť pred vypustenim týchto plynov do atmosféry, alebo či sú tieto látky pridávané do prúdu vzduchu ako palivo z dôvodu zlepšenia energetického obsahu plynov, má veľké výhody V porovnaní so spaľovacími postupmi podľa doterajšieho stavu techniky. V porovnaní so spaľovaním v plameni alebo s tepelnými metódami umožňuje postup podľa uvedeného vynálezu spaľovanie látok bez toho, aby došlo k tvorbe zlúčenín dusíka vo forme oxidov.V porovnani so známymi metódami katalytického dodatočného spaľovania plynov umožňuje postup podľa uvedeného vynálezu spaľovanie organických látok za stabilných podmienok v širokom rozsahu koncentrácii týchto organických látok a tiež aj pri koncentráciách blízkych spodnej hranici explózie bez toho, aby bolo treba aplikovať nákladné diafragmové tepelné výmenníky.V porovnaní s reverznými metódami katalytického dodatočného spaľovania plynov umožňuje postup podľa uvedeného vynálezu uskutočnenie dodatočného spaľovania bez nebezpečia nekontrolovateľného prehriatia katalytického lôžka, pričom sa pri tomto postupe podľa vynálezu eliminuje nevýhoda uvoľňovania podielu nevyčisteného plynu počas uskutočňovania cyklickej zmeny smeru prietoku plynu.Vynález bol vyskúšaný v praktickej mierke na niekoľkých prototypových zariadeniach, konštruovaných na dodatočné spaľovanie odpadových plynov s relatívne vysokými koncentráciami látok, určených na spaľovanie. Získané výsledky sú uvedené V nasledujúcich príkladoch konkrétneho uskutočnenia.Podľa tohto uskutočnenia bol v spaľovacom zariadení dodatočne spaľovaný hexán, obsiahnutý vo vzduchu v množstve 10 g/m 3 vzduchu. Teplota tejto pbmnej zmesi bola 150 °C. Prototyp reaktora bol vo forme valca s priemerom 50 cm, pričom ku strednej časti tohto valca bol privarený v pravom uhle druhý valec, tiež s priemerom 50 cm. Jednotlivé vrstvy katalyzátora 6 a keramíckej výplne 4 boli usporiadané v týchto valcových častiach rovnako ako je to uvedené na obr. l.Použítým katalyzátorom bol bežne priemyslovo používaný platinový katalyzátor, používaný na procesy dodatočného katalytického spaľovania plynov. Častice katalyzátora mali guľovitý tvar, pričom ich priemer bol 5 mm.Všetky tri vrstvy katalyzátora 6 mali výšku 12 cm. Vrstvy keramíckej výplne 4 boli tvorené keramickýmí prstencami s priemerom 15 mm.

MPK / Značky

MPK: B01D 53/36

Značky: spaľovanie, katalytické, zariadenie, látok, organických

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-279380-zariadenie-na-katalyticke-spalovanie-organickych-latok.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na katalytické spaľovanie organických látok</a>

Podobne patenty