Устройство для дожигания токсичных газов Советский патент 1984 года по МПК F23G7/06 

Изобретение относится к устройст вам для дожигания токсичных газов, в частности содержащих СО и тяжелые углеводороды,и можетбыть применено в химической, нефтеперерабатываюрдей металлургической и других отраслях промышленности. Известно устройство для дожигани газов, содержащее регенеративные ка меры, сообщенные между собой камеро сгорания оснащенной факельными газо выми горелками. Очистку: газов от вредных примесей проводят непосредственно в камере сгорания путем дожигания их в газовом факеле. Загряз ненный газ через устройство сначала пропускают в одном направлении, а затем в противоположном, с целью регенерации тепла отходящих газов и использования этого тепла для нагрева входящего загрязненного газа Недостатком устройства является необходимость дожигания газов в газ вон факеле при постоянной работе га зовых горелок и при высокой темпера туре газового факела, составляющей 1300-1400 0. Такой режим работы устройства вызывает повышенный удельный расход топлива на единицу объема веса очищенного газа, обусловленный с одной стороны более низ - КИМ КПД процесса дожигания в ra30feo факеле, а с другой стороны потерями тепла с большим количеством отходяидих газов. Кроме того, постоянный высокотемпературный режим вызывает температурную деформацию устройства и, как правило, местные нагревы,что влечет за собой снижение срока служ бы устройства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для дожигания токсичных газов, содержащее регенеративные камеры, сое диненные с размещенной между ними камерой сгорания, оснащенной горелками. Регенеративные камеры.заполнены огнеупорной насадкой. Горелки развернуты навстречу дру другу и размещены на торцовых стенках камеры сгорания. Наличие огнеупорной насадки позволило снизить гтемпературу процесса до 800-900°С 2 Недс статком известного устройства является необходимость дожигания газов в газовом факеле при постоянной работе газовых горелок, так как температуру газового факела в устройстве поддерживают равной 800900 С,Однако и при такой температуре дожигание газов в газовом факеле также вызывает большой расход топлива и сопровождается повьлиенными потерями тепла, обусловленными относительно высокой температурой дожигания и большим количеством отходящих газов, с которыми уносится большое количество тепла. Кроме того, факелы горелок в устройстве расположены навстречу друг другу на торцовых стенках камеры сгорания, что вызывает местный перегрев и появление трещин, а также температурные деформации устройства. Это приводит к снижению срока службы устройства. Ц«глью изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет уменьшения расхода топлива, снижения тепловых потерь и увеличении срока службы устройства вследствие исключения местных перегревов и температурных деформаций. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для дожигания токсичных газов, содержащем регенеративные камеры с огнеупорной насадкой , соединенные с камерой сгорания, оснащеннойгорелками, камера сгорания выполнена в виде двух топок, расположенных под соответствующей регенеративной камерой и соединенных каналом, в сторону которого направлены горелки, а в слое огнеупорной насадки размещен катализатор . Кром того, каждая регенеративная камера со стороны топки выполнена с наклонным подом. Причем каждая топка соединена с соответствующей регенеративной камерой горизонтальными Kananaivoi, выходящими на поверхность пода камеры.. Заполнение регенеративных камер огнеупорной насадкой, в которой располож€Ш слой катализатора, позволяет проводить дожигание в отсутствие газового факела, в слое высокотемпературного катализатора, рекупировать тепло отходящих газов для дальнейшего использования этого тепла на нагрев поступающих на дожигание газов и снизить температуру дожигания на 200-300 С, сократив тем самым примерно в 1,5 раз потери тепла и расход топлива. Наличие топок в камере сгорания, соединенных каналом и размещение каждой из топок под соответствующей регенеративной камерой, а также наличие в каждой из топок горелки, направленной в сторону канала позволяет интенсифицировать тепло- и массообмен между топочными и технологическими дожигаемыми ) газами и предохранить устройство от тепловых ударов и Местных перегревов, приводящих к трещинам, деформациям и разрушению конструктивных элементов устройства. Сообщение каждой топки с соответствующей регенеративной камерой горизонтальными каналами, выходящими на поверхность пода, расположенного в нижней части ее, позволяет производить предварительное дожигание примесей Гсмолистых соединений, ка правило, содержащихся в дожигаемых токсичных газах, тем самым предохра нять катализатор от блокировки этими примесями и увеличивать строк службы устройства. Кроме того, под, пронизанный горизонтальными каналами и расположенный на его поверхности слой наса ки, составляют зону аккумуляции теп ла, позволяющую стабилизировать тем пературу газа на входе в слой катал затора и исключить возможность нестационарного режима работы топки и за колебания концентрации дожигаемы компонентов в технологическом газе. Поверхность .пода выполнена накло ной, что обеспечивает равномерное распределение газа по сечению регенеративной камеры и возможность пер мещения зернистого материала сверху вниз по высоте камеры и его выгрузк Все это способствует увеличению срока службы устройства. На фиг. 1 представлено устройств общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство, вид сверху. Устройство содержит две регенеративные камеры 1, заполненные огнеупорной насадкой, между верхним 2 и нижним 3 слоями которой на опреде ленной высоте расположен слой катали затора 4. Регенеративные камеры 1 соединены между собой сгорания 5, выполненной в виде двух топок 6, сообщенных между собой каналом 7. Каждая топка б расположена под соответствующей регенеративной камерой 1 и снабжена горелкой 8, направленной выходным отверстием 9 в сторону канала 7. В нижней части регенеративных камер 1, со сторон, обращенных к топкам б, размещены наклонные поды 10, на поверхность которых выходят горизонтальные каналы 11, соединяющие каждую топку б с соответствующей ей регенеративной камерой 1.Над регенеративными камерами 1 размещен распределительный газовый коллектор 12 входа и выхода дожигаемого (очищаемого) газа с переключателем 13 газового потока,по зволяющем с целью рекуперации тепла менять направление газового потока, а также механизм 14 для загрузки регенеративных камер зернистым материалом и катализатором. В нижней части устройства, под регенеративными камерами 1, расположен механизм 15, позволяющий в случае необходимос ти, перемещать слой катализатора по высоте регенеративной камеры или же осуществлять выгрузку зернистого материала и катализатора. Устройство работает следующим образом. Регенеративные камеры 1 до определенной высоты заполняют с помощью механизма 14 сначала огнеупорной насадкой, затем слоем катализатора определенной толщины, сверху которого до полного заполнения камеры 1 располагают огнеупорную насадку, после чего включают в работу горелки 8 . Дожигаемый газ через распределительный газовый коллектор 12 и переключатель 13 газового потока подают в верхнюю часть одной из регенеративных камер 1, где он частично нагревается за счет тепла, отдаваемого ему верхним 2 слоем насадки, а также очищается здесь от механических примесей, после чего проходит через . слой катализатора 4, где происходит частичное дожигание вредных примесей. После этого газ проходит через 3 слой насадки (этой регенеративной KaMepi-ij и горизонтальные каналы 11, выходящи.е на поверхность пода 10 и соединяющие данную регенеративную камеру 1 с топкой б, расположенной под этой регенеративной камерой. В горизонтальных каналах 11 происходит частичное выгорание смолистых соединений, после чего газ поступает в топку б камеры сгорания 5, откуда через канал 7 эжекти,руя топочный газ ст работающей горелки 8 данной топки и смешиваясь с ним, поступает во вторую топку б, расположенную под второй регенеративной камерой 1. Через горизонтальные |Каналы 11, в которых происходит частичное нагревание газа и бкончательное выгорание смолистых соединений газ выходит на поверхность пода 10 второй регенеративной камеры и поступает в нижний 3 слой насадки второй регенеративной камеры. Затеп, подогретый до температуры бОО-700 с газ поступает в слой катализатора 4 второй регенеративной камеры 1, где и происходит окончательное дожигание (окисление) вредных примесей, г Очищенный газ через верхний 2 слой насадки второй регенеративной камеры и переключатель 13 газового потока поступает в распределительный газовый коллектор 12, при этом верхний слой 2 насадки сильно нагревается за счет принятия тепла от отходящего очищенного газа. С целью использования этого тепла на нагрев поступающего на дожигание токсичного.газа весь цикл его движения повторяют с помощью .переключателя 13 газового потока в обратной последовательности, при этом меняют функциональное

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЖИГАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ГАЗОВ, содержащее регенеративные камеры с огнеупорной насадкой, соединенные с камерой сгорания, оснащенной горелками, отличающееся тем, что, с целью повышенир эффективности дожигания, камера его-. рання выполнена в виде двух топок, расположенных под соответствующей регенеративной камерой и соединенных каналом, в сторону которого направлены горелки, а в слое огнеупорной насадки размещен катгшизатор. 2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая регенерационная камера со стороны топки выполнена с наклонным подом. 3.Устройство ПОП.1, ОТЛИ чающееся тем, что каждая топка соединена с соответствующей регенеративной камерой горизонтальными с S каналами, выходящими на поверхность пода камеры. (Л 72 vj ел о :п з: (Pi/г 1