Установка каталитического окисления газов в нестационарных условиях Советский патент 1989 года по МПК B01D53/86 G05D27/00 

Г

11

сд

о

4

СО

10

3150

Изобретение относится к установкам для проведения каталитических процессов в нестационарных условиях и может быть использовано в различ- ных отраслях промьшшенности.

Цель изобретения - повьшение эффективности окисления высоковлажных газов и упрощение обслуживания.

На фиг. 1 схематично представлена установка каталитического окисления газов в нестационарном режиме; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1, сечение аксиальной трубы.

В состав установки входят контактный аппарат 1, нагнетатель 2 газов, система 3 трубопроводов, переключающее устройство 4, слои 5 контактной массы, колосниковая решетка 6, распределительные решетки 7, смеситель 8 газов, аксиальная секционная труба 9, герметичный затвор 10, верхняя 11, средняя 12 и нижняя 13 секции аксиальной трубы, отверстия 14 средней секции аксиальной трубы, трубопровод 15 высокотемпературных газов, регулятор 16 расхода, блок 17 управления, датчик 18 температуры пере- . ключающее устройство 19,устройство 2 20 снижения скорости выгружаемого катализатора и упорный элемент 21.

Установка работает следующим образом.

Контактную массу аппарата на входе газов разогревают до рабочей теьшературы (система первоначального разогрева на схеме не показана). Газ, подаваемый нагнетателем 2 через cиcтe fy трубопроводов 3, с помощью переключающих устройств 4 и 19 поочередно подают то в верхний, то в нижний патрубок контактного аппа- рата. Проходя через слои контактной массы, газ нагревается и затем горючая составляющая окисляется на ката- лизаторе, при этом температура газа достигает максимального значения. При дальнейшем движении газ отдает тепло контактной массе и после охлаждения до температуры, близкой к зна- чению температуры входящего газа, вьшодится из аппарата. Часть высокотемпературных газов из смесителя 8 через отверстия 14 в секционной ак- сиАльной трубе 9 поступает в ее

внутреннюю полость, затем по трубопроводу 15 ее направляют во всасьшаю щий патрубок нагнетателя 2 и смеши5

i;

0

5 0

5 5 50 55

вают с поступаю1Г(ими на окисление газами, нагревая их до температуры, превьшакщей температуру конденсации влаги в охлаждающих из аппарата газах. Температура подаваемых в аппарат газов контролируется датчиком 18. Необходимый тe fflepaтypный режим поддерживают за счет изменения расхода высокотемпературных газов, подаваемых во всасывающий патрубок нагнетателя 2. Изменение расхода газа осуществляют регулятором 16 через блок

17управления по сигналу от датчика

18температуры.

Поочередная подача газов в верхний и нижш1й патрубки контактного аппарата 1 осуществляется с помощью переключающих устройств 4, В контактном аппарате поступающие газы в слое предварительно разогретой инертной засыпки (на фиг. 1 инертная засыпка - наружные слои контактной массы 5, условно обозначенные волнистыми линия- ми, а катализатор - внутренний слой (условно обозначен кружочками), разделенный смесителем 8) нагреваются до температуры начала реакции и поступают в слой катализатора, где начинается химическая реакция окисления горючих компонентов. При зтом контактная масса (инертная засьйка и катализатор) со стороны входа газов, отдавая тепло потоку газов, охлаждается, а со стороны выхода нагревается, в результате чего по высоте слоя контактной массы возникает движущийся тепловой фронт. При достижении тепловым фронтом границы контактной массы происходит переключение направления подачи газа с помощью переключающих устройств 4 на противоположное, и цикл повторяется.

Изменение наг1равле} ия движения газов происходит по сигналу термопар, установленных на границах контактной массы, или по таймеру, исходя из времени цикла, определяемого расчетным путем (или экспериментальным путем).

Влажность газов, поступающих на установку, задается исходными данными и определяется приборами, установленными на подводящем трубопроводе., В зависимости от содержания паров воды и состава газа определяют точ- ку росы (температура ковденсацни вла- ги). Для исключения конденсации влаги

51

на контактной массе при выходе очищенных газов из аппарата температура контактной массы (она определяется температурой подаваемых на окисление газов) должна быть выше точки росы отходящих газов. Поэтому для исключения конденсации влаги и повышения эффективности процесса необходимо дл каждого конкретного газа поддерживат заданную температуру газового потока на входе в контатный аппарат, причем чем больше кпажность газа, тем выше поддерживают температуру на входе в контактный аппарат и тем больше количество высокотемпературных газов подают в поток направляемьк на окисление газов.

Активность катализатора определяется по степени окисления горючих составляющих газов. При снижении активности катализатора увеличивается содержание горючих составляющих в отходящих газах. Контроль состава отходящих газов может осуществляться автоматическими газоанализаторами или аналитически.

Поэтому при потере активности катализатора производят замену контактной массы. Контактную массу выгружа- ют следуюш 1м образом. Открывают затвор 10, Через загрузочный люк, расположенный в крьшше контактного аппарата, удаляют верхнюю секцию 11, при этом наружные элементы промежуточных секций 12 упираются в вьш1еле- жащие слои контактной массы и препятствуют разъединению нижележащих секций. Контактная масса верхнего слоя через промежуточные 12 и нижнюю 13 секции трубы 9, скользя по устройству 20 для снижения скорости через затвор 10 высыпается из апг/арата. После выгрузки верхнего слоя удаляют разделительную решетку 7, первую

сверху промежуточную секцию 12 и вы- грунчают следукиу1Й слой контактной массы. Порядок выгрузки последующих слоев аналогичен описанному.

Формула изобретения

1, Установка каталитического окисления газов в нестационарных усло

д 5

0 5

о о 5

0

5

316

ВИЯХ, состоящая из контактного аппарата, оснащенного колосниковой и распределительными решетками, смесителем газов, а также первого и второго переключающих устройств, нагнетателя газов, всасывающий патрубок которого соединен трубопроводом с источником газовых выбросов, а напорный - с входом первого переключающего устройства, отличающая- с я тем, что, с целью повьш1ения эффективности процесса окисления высоковлажных газов, дополнительно введены датчик температуры газов, установленный перед первым переключающим устройством, блок управления, регулятор расхода высокотемпературных газов, контактный аппарат оснащен верхним и нижним патрубками подвода и отвода газов, аксиальной секционной трубой, внутренняя полость которой соединена через отверстия со смесителем, а трубопроводом высокотемпературных газов - с всасывающим патрубком нагнетателя газов, первый и второй входы первого переключающего устройства соединены трубопроводами соответственно с нижним и верхним патрубками подвода газов в контактный аппарат, нижний и верхний патрубки отвода газов которого соединены трубопроводами соответственно с первым и вторым входами второго переключающего устройства, выход которого соединен с выходом установки, выход датчика температуры газов соединен с входом блока управления, выход которого соединен с регулятором расхода высокотемпературных газов,, 2, Установка по п, 1, отличающаяся тем, что, с цепью , {упрощения обслуживания, аксиальная секционная труба снабжена разъемами секций, расположенньпчи на границах слоев контактной массы и затвором для выгрузки катализатора, ка;кдая последующая за верхней секция снабжена установленными в ней гасителями скорости в виде лопаток, расположенных по винтовой линии или сплошной ленточной спирали, а также наружными упорными элементами для поддержания решеток.

Изобретение относится к установкам для проведения каталитических процессов в нестационарных условиях и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности окисления высоковлажных газов и упрощение обслуживания. В состав установки входят контактный аппарат 1 каталитического окисления газов, нагнетатель 2 газов, система 3 трубопроводов, переключающее устройство 4, слои 5 контактной массы, колосниковая решетка 6, распределительные решетки 7, смеситель 8 газов, секционная аксиальная труба (АТ) 9, герметичный затвор 10, верхняя 11, промежуточные 12 и нижняя 13 секции АТ, отверстия 14 промежуточной секции, трубопровод 15 высокотемпературных газов, регулятор 16 расхода, блок 17 управления, датчик 18 температуры, переключающее устройство 19. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

фиг.2.