УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ГАЗОВ Российский патент 2003 года по МПК B01J8/40 B01D53/12 

Изобретение относится к устройствам для нейтрализации вредных компонентов газов и может быть использовано для нейтрализации отработавших газов автотранспорта, а также в металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для нейтрализации отработавших газов (А.С. СССР 450025, F 01 N 3/14, опубл. БИ 42, 1974), включающее корпус с реактором, заполненным катализатором, расположенным между решетками.

Недостатком данного устройства является практическая неподвижность слоя катализатора, что уменьшает поверхность контакта гранул катализатора с очищаемыми газами.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является устройство с кипящим слоем катализатора (А.С. СССР 490495, B 01 J 9/20, F 01 N 3/14, опубл. БИ 41, 1975), содержащее реактор, ограниченный входной и выходной решетками, между которыми находится кипящий слой катализатора, создаваемый потоком отработавших газов.

Недостатком известного устройства является зависимость структуры кипящего слоя катализатора от количества подаваемых газов, которое часто меняется (особенно в двигателях автотранспорта), что не позволяет поддерживать кипящий слой в оптимальном состоянии и снижает эффективность нейтрализации газов.

Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства, обеспечивающего эффективную нейтрализацию вредных компонентов газов.

Технический результат заключается в создании в реакторе устройства виброкипящего слоя катализатора, оптимального по своей структуре и высоте и не зависящего от количества подаваемых газов.

Этот технический результат достигается тем, что известное устройство для нейтрализации газов, содержащее корпус и встроенный в него реактор, ограниченный верхней и нижней решетками, с размещенным на нижней решетке слоем катализатора, согласно изобретению дополнительно снабжено регулируемыми вибраторами с регулируемым приводом и виброопорами, причем высота слоя катализатора составляет 0,25 - 0,4 расстояния между решетками, расположенными параллельно друг другу.

Предлагаемое устройство позволяет создать в реакторе виброкипящий слой катализатора и при эксплуатации подобрать его оптимальную структуру и полное заполнение пространства между решетками, что позволяет повысить эффективность нейтрализации газов.

Величина коэффициента высоты слоя катализатора зависит от характеристик катализатора: крупности и формы частиц. Экспериментально установлено, что при значениях коэффициента меньше 0,25 при вибрациях получается разреженный виброкипящий слой с недостаточным количеством частиц катализатора на пути молекул газа, а при значениях коэффициента больше 0,4 образуется плотный виброкипящий слой с увеличением размера и количества крупных пузырей газа, что приводит к плохому контакту молекул газа с частицами катализатора. Эффективность нейтрализации газов при запредельных параметрах высоты слоя катализатора снижается.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид предлагаемого устройства.

Устройство для нейтрализации газов содержит корпус 1, в который встроен реактор 2, ограниченный верхней и нижней решетками 3 и 4, расположенными параллельно друг другу. В реакторе на нижней решетке 3 размещен слой катализатора 5, высота которого составляет 0,25 - 0,4 расстояния между решетками.

К корпусу 1 прикреплены патрубок 6 для подвода газов и патрубок 7 для отвода газов. В верхней части реактора имеется смотровое окно 8 для наблюдения за процессом.

К днищу корпуса 1 крепятся два вибратора, каждый из которых состоит из двух находящихся в зацеплении шестерен 9 с дебалансами 10. При этом одна из шестерен 9 каждого вибратора установлена на валу 11, соединенном с электродвигателем 12 с регулируемой частотой вращения с помощью клиноременной передачи 13.

Корпус 1 установлен на виброопорах 14.

Устройство для нейтрализации газов работает следующим образом.

При сообщении корпусу 1 вертикальных вибраций с помощью привода и вибраторов в реакторе 2, содержащем катализатор 5, высота слоя которого в неподвижном состоянии составляет 0,25 - 0,4 расстояния между решетками 3 и 4, создают виброкипящий слой катализатора, не зависящий от количества подаваемых газов. Очищаемые газы подают в корпус 1 по патрубку 6.

Регулированием частоты и амплитуды колебаний корпуса 1 при контроле за состоянием виброкипящего слоя через окно 8 добиваются заполнения виброкипящим слоем всего объема реактора 2 и получения оптимальной структуры виброкипящего слоя - без барботажа пузырей и каналообразования. Регулирование частоты колебаний осуществляют изменением частоты вращения электродвигателя 12 при использовании двигателя постоянного тока или другого с широким диапазоном регулирования частоты вращения, а амплитуды колебаний - перемещением дебалансов 10 по шестерням 9 в радиальном направлении.

При прохождении газов через реактор 2 с виброкипящим слоем катализатора с оптимальной структурой, заполняющим весь объем реактора, молекулы газов хорошо взаимодействуют с поверхностью частиц катализатора. Газы очищаются от вредных компонентов и отводятся через патрубок 7.

Использование заявляемого устройства по сравнению с прототипом позволит получить виброкипящий слой катализатора с оптимальными параметрами, не зависящий от количества подаваемых газов, и повысить эффективность нейтрализации вредных компонентов газов.

Предложенное устройство может быть использовано для нейтрализации вредных компонентов газа в металлургической и химической отраслях промышленности, а также для нейтрализации отработавших газов автотранспорта. Устройство для нейтрализации газов содержит корпус и встроенный в него реактор, ограниченный верхней и нижней решетками, расположенными параллельно друг другу. На нижней решетке размещен слой катализатора. Высота слоя катализатора составляет 0,25-0,4 расстояния между решетками. Корпус дополнительно снабжен регулируемыми вибраторами, регулируемым приводом и виброопорами. Данное устройство с виброкипящим слоем катализатора, оптимальным по своей структуре и высоте и не зависящим от количества подаваемых газов, обеспечивает высокоэффективную нейтрализацию вредных компонентов газов. 1 ил.

Устройство для нейтрализации газов, содержащее корпус и встроенный в него реактор, ограниченный верхней и нижней решетками, с размещенным на нижней решетке слоем катализатора, отличающееся тем, что корпус дополнительно снабжен регулируемыми вибраторами, регулируемым приводом и виброопорами, при этом решетки реактора расположены параллельно друг другу, а высота слоя катализатора составляет 0,25-0,4 расстояния между ними.