УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ ОТ КАМЕР ОКРАСКИ Российский патент 2001 года по МПК F23G7/06 

Изобретение относится к области очистки промышленных газообразных отходов, содержащих вредные органические вещества, путем глубокого каталитического окисления и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для термокаталитической очистки отходящего воздуха, содержащего растворитель (заявка ФРГ N 3811588, МПК⁴ B 01 J 53/36, A 62 D 3/00, B 01 J 23/76, 35/04, 1989).

Недостатком такого устройства является то, что в нем используют гранулированные катализаторы, что приводит к возрастанию гидравлического сопротивления, уменьшению производительности, конструкция аппарата отличается сравнительно большой металлоемкостью.

Известно устройство для очистки отходящих газов (Патент РФ N 2038124, МПК⁶ B 01 D 46/24, 46/52, 1995), содержащее корпус с фильтрующим элементом, выполненным в виде собранных в пакет рам с фильтрующим волокнистым материалом, образующих полости для прохода газа попеременно закрытых на входе или выходе газа, устройство снабжено параллельными листами, расположенными над и под фильтрующим материалом каждой рамы и выполненными перфорированными со смещением отверстий в одной раме, при этом фильтрующий материал образован муллитокремнеземистым волокнистым материалом, активированным окислами поливалентных металлов, и выполнен с переменной по длине рамы плотностью, снижающейся от 0,4-0,5 г/см³ у входа до 0,2-0,3 г/см³ у выхода.

Недостатком этого устройства является его малая производительность, что приводит к использованию его в основном для очистки выхлопных газов ДВС.

Известно устройство для термокаталитической очистки отходящих газов (А. с. СССР N 520489, МПК F 23 G 7/06, 1976), включающие топочную камеру с горелкой, теплообменник и дожигательную камеру с каталитической насадкой, допускающей возможность регулирования высоты слоя катализатора.

Недостатком такого устройства является большая удельная металлоемкость вследствие использования тяжелых труб относительно большой толщины. Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является устройство для очистки вентиляционных выбросов (А. с. СССР N 1418546, МПК⁴ F 23 G 7/06, 1988). Устройство имеет каталитический элемент, выполненный в виде двух наклонных перфорированных четырехгранных призм, соприкасающихся верхними внутренними гранями между собой, внутри которых насыпан гранулированный катализатор. Нагреваясь до определенной температуры, вентиляционные выбросы проходят через воздухоприемные поверхности каталитического элемента сквозь катализатор, где происходит процесс беспламенного окисления вентиляционных выбросов.

Недостатком устройства является его низкая производительность и высокая металлоемкость.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание устройства для проведения каталитических реакций, обладающего высокой производительностью, малой металлоемкостью, высокой эффективностью в работе, а также простотой в изготовлении, разборке и сборке.

Поставленная задача решается за счет устройства для термокаталитической очистки вентиляционных выбросов, например, от камер окраски, которое содержит корпус прямоугольного сечения, внутри которого расположена камера горения с горелкой и патрубком для подвода вентиляционных выбросов, камера дожига с каталитическим элементом, каталитический элемент выполнен из нескольких слоев стекловолокнистой ткани, активированной металлами и/или их оксидами, которые протянуты через стержни, установленные в корпусе в два ряда в шахматном порядке. Расстояние между рядами стержней больше расстояния между стержнями в ряду не менее чем в 1,5 раза. В качестве горелки используют газовую горелку струйного типа, установленную на расстоянии не менее чем в два раз большем, чем расстояние между рядами стержней в каталитическом элементе.

В предлагаемом устройстве очистки используются катализаторы, в которых в качестве носителя используется стекловолокнистая ткань. Катализаторы готовят, например, по патенту РФ N 2069584.

Каталитический элемент состоит из нескольких слоев катализатора, приготовленного на основе стекловолокнистой ткани. В зависимости от условий проведения процесса очистки можно менять состав катализатора: например, первые слои катализатора могут содержать большее количество активного компонента, чем следующие по ходу движения очищаемого газа.

По сравнению с известными устройствами использование предлагаемого устройства позволяет вести процесс при высоких линейных скоростях, не вызывая при этом большого роста гидравлического сопротивления аппарата. Увеличивая число слоев катализатора на основе стекловолокнистой ткани в каталитическом элементе, изменяя порядок крепления слоев в аппарате, изменяя количество активного компонента в катализаторе, можно в широких пределах менять условия проведения процесса очистки, получая при этом высокую степень превращения загрязняющих веществ.

Схема и устройство показаны на чертеже.

Устройство состоит из корпуса прямоугольного сечения 1, в нижней части которого расположена камера горения 2 и горелка 3. Над камерой горения расположен каталитический элемент 4, выполненный из нескольких слоев стекловолокнистой ткани 5, активированной металлами и/или их оксидами.

Для закрепления каталитического элемента в корпусе реактора установлены в шахматном порядке нижний ряд стержней 6 и верхний ряд стержней 7 на расстоянии друг от друга...n.

Горелка 3 может быть любой конструкции, предпочтительно использовать газовую горелку струйного типа, установленную на расстоянии не менее чем в два раза большем, чем расстояние n между рядами стержней в каталитическом элементе.

Устройство работает следующим образом.

Вентиляционные выбросы поступают в теплообменник (не показан), где подогреваются горячим воздухом, прошедшим очистку, и через патрубок 8 подаются в зону смешения вентиляционных выбросов с газами горелки 3. Часть вентиляционных выбросов поступает через патрубок 9 в горелку 3. Нагретые до определенной температуры вентиляционные выбросы проходят сквозь стекловолокнистые ткани каталитического элемента, где происходит процесс очистки вентиляционных выбросов.

Далее прошедшие очистку вентиляционные выбросы поступают в теплообменник для рекуперации тепла. Рекуперация тепла очищенных вентиляционных выбросов производится по любой известной схеме.

Расстояние горелки от каталитического элемента выбирают таким образом, чтобы газовая смесь вентиляционных выбросов и продуктов сгорания от газовой горелки поступала на каталитический элемент хорошо перемешанной и однородной по температуре. Как показали исследования, для достижения этой цели газовую горелку устанавливают на расстоянии не менее чем в два раза большем, чем расстояние между рядами стержней в каталитическом элементе.

Максимальная эффективность очистки достигается, если расстояние между рядами стержней больше расстояния между стержнями в ряду не менее чем 1,5 раза.

Стекловолокнистая ткань каталитического элемента обладает незначительным гидравлическим сопротивлением и длительное время не теряет своих свойств в процессе каталитической очистки вентиляционных выбросов.

Предлагаемое устройство позволяет повысить степень очистки, уменьшить габариты установки, снизить металлоемкость.

Изобретение относится к области очистки промышленных газообразных отходов, содержащих вредные органические вещества, путем глубокого каталитического окисления и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Устройство для термокаталитической очистки вентиляционных газов от камер окраски содержит корпус прямоугольного сечения, внутри которого расположена камера горения с горелкой и патрубком для подвода вентиляционных выбросов, камера дожига с каталитическим элементом, каталитический элемент выполнен из нескольких слоев стекловолокнистой ткани, активированной металлами и/или их оксидами, которые протянуты через стержни, закрепленные в корпусе в два ряда в шахматном порядке. Расстояние между рядами стержней больше расстояния между стержнями в ряду не менее чем в 1,5 раза. В качестве горелки используют газовую горелку струйного типа, установленную на расстоянии не менее чем в два раза большем, чем расстояние между рядами стержней в каталитическом элементе. Технический результат: повышение эффективности работы устройства, уменьшение габаритов установки, снижение металлоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для термокаталитической очистки вентиляционных выбросов от камер окраски, содержащее корпус прямоугольного сечения, внутри которого расположена камера горения с горелкой и патрубком для подвода вентиляционных выбросов, камера дожига с каталитическим элементом, отличающееся тем, что каталитический элемент выполнен из нескольких слоев стекловолокнистой ткани, активированной металлами и/или их оксидами, которые протянуты через стержни, закрепленные в корпусе в два ряда в шахматном порядке, и расстояние между рядами стержней больше расстояния между стержнями в ряду не менее чем в 1,5 раза. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве горелки используют газовую горелку струйного типа, установленную на расстоянии не менее чем в два раза большем расстояния между рядами стержней в каталитическом элементе.