Каталитический реактор для очистки газовых выбросов Советский патент 1992 года по МПК B01J8/02 

Изобретение относится к устройствам для каталитической очистки газовых выбросов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, где требуется очистка отходящих газов от вредных компонентов, например в обувном производстве для очистки вентиляционных выбросов от паров органических растворителей (этилацетат, бутилацетат, ацетон и др.), выделяющихся на клеенамазных операциях в процессе производства обуви.

Известен реактор для каталитической очистки хвостовых газов, содержащий корпус, внутри которого размещены катализа- торные полки в виде двух усеченных конусов, между которыми засыпается катализатор, и устройство для загрузки катализатора в виде наклонной течки с приводом, расположенной под патрубком ввода газов.

Недостатком данного реактора является его сложность и громоздкость, поскольку размещение внутри корпуса реактора дополнительного узла - вращающейся течки усложняет его конструкцию, а установка наклонной течки над наклонными катализа- торными полками приводит к увеличению габаритов реактора по высоте.

Известен также реактор для проведения каталитических процессов, выбранный в качестве прототипа, содержащий вертикальный корпус, в средней части которого размещена камера, разделенная поперечными перегородками на загрузочную, среднюю и выгрузочную секцию, при этом средняя секция заполнена гранулированным катализчтором, ее торцовые стенки выполнены перфорированными для прохода газа, а поперечные перегородки имеют окХ|СП

ч

VI

го ю

на. перекрываемые запорными клапанами, установленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством механизма.

Недостатком этого реактора является то, что зоны в местах стыка перфорированных стенок средней секции со стенками кор- пуса реактора, -имеющие форму полумесяцев, являются застойными и в этих зонах возможен проскок реакционных газов без контакта с катализатором, что снижает эффективность очистки газовых выбросов. Кроме того, наличие в таком реакторе систем подвижных запорных клапанов в сочетании с баллонами высокого давления, с помощью которых осуществляется замена отработанного катализатора свежим, усложняет конструкцию реактора и не обеспечивает равномерного распределения катализатора по всей средней секции.

Цель изобретения - упрощение конструкции и обеспечение более эффективной очистки газовых выбросов. Это достигается за счет того, что в реакторе, содержащем корпус с окном, внутри которого размещена катализаторная камера с катализатором, и патрубки для ввода и вывода газа катализаторная камера установлена с возможностьюдополнительноквозвратно-поступательному перемещению еще и вращательного движения относительно своей оси симметрии и снабжена горизонтально смонтированной посередине камеры перфорированной для прохода газа решеткой, разделяющей рабочий обьем камеры на две одинаковые секции.

На фиг.1 изображен предлагаемый каталитический реактор, общий вид; на фиг.2 - то же. продольный разрез.

Реактор содержит вертикальный корпус 1 со штуцером 2 для ввода газа и штуцером 3 для вывода газа. В средней части корпуса реактора в окне 4 установлена катализз- торная камера 5, рабочий обьем которой разделен на две одинаковые секции при помощи горизонтально смонтированной посередине камеры перфорированной для прохода газа решетки 6, служащей для размещения слоя гранулированного катализатора 7.

Размер гранул катализатора превышает диаметр или ширину щелей перфораций решетки. С катализатор ной камерой 5 связан шток 8 с поршнем 9 силового цилиндра

10.На конце штока смонтирована шестерня

11.имеющая возможность периодически взаимодействовать с зубчатой рейкой 12, соединенной со штоком 13 дополнительного цилиндра 14. Ход штока 13 рассчитан таким образом, что при его перемещении

из одного крайнего положения в другое шестерня 11 может совершать каждый раз поворот на 180° в ту или иную сторону. Катализаторная камера 5 снабжена направляющими планками 15, имеющими возможность взаимодействовать с пластинами 16, прикрепленными к стяжкам 17 окна 4. Стенки катализаторной камеры 5 и стенки окна 4, взаимодействующие друг с другом, ско0 шены под одинаковым углом, при этом стенки окна снабжены эластичной уплотнительной накладкой 18. Внутри корпуса 1 в верхней части размещено отражательное кольцо 19 и нагревательные

5 элементы 20.

Реактор работает следующим образом. Исходные газы, например вентвыбросы от клеенамазочных операций при производстве обуви, содержащие вредные компонен0 ты в виде паров органических растворителей, в частности паров этилаце- тата, при комнатной температуре поступают через штуцер 2 в корпус 1 реактора и направляются отражательным кольцом 19

5 при отключенных нагревательных элементах 20 в рабочий объем катализаторной камеры 5, где на перфорированной решетке 6 находится катализатор 7, Здесь газы проходят через слой катализатора, который погло0 щает (адсорбирует) вредный компонент и затем в очищенном виде удаляются из реактора через штуцер 3.

Когда ресурс катализатора 7 истечет, включают силовой цилиндр 10 и его шток 8

5 начинает выводить катализаторную камеру 5 из окна 4. По мере перемещения катализаторной камеры ее направляющие планки 15 скользят по пластинам 16 до тех пор, пока не начнется сцеплением зубьев шестерни

0 11 с зубчатой рейкой 12. При дальнейшем перемещении направляющие планки 15 сходят с пластин 16. а катализаторная камера выводится за пределы корпуса реактора. При этом поршень 9 силового цилиндра 10

5 занимает крайнее положение, а шестерня 11 и зубчатая рейка 12 полностью сцепляются друг с другом.

Затем силовой цилиндр 10 выключается и включается дополнительный цилиндр 14,

0 шток 13 которого начинает перемещать зубчатую рейку 12, поворачивая тем самым шестерню 11 и катализаторную камеру 5. Когда шестерня 11 и катализаторная камера 5 повернутся на 180°, дополнительный цилиндр

5 14 выключается. В процессе поворота катализаторной камеры 5 происходит выгрузка отработанного катализатора 7 из одной из ее секций. Далее осуществляется загрузка свежего катализатора в другую секцию катализаторной камеры, занявшей положение

первой секции после поворота шестерни 11 на 180°. После загрузки силовой цилиндр 10 получает реверсивное движение, в результате чего катализаторная камера 5 со свежим катализатором 7 начинает перемещаться к окну 4.-При этом направляющие планки 15 входят в контакт с пластинами 16 при еще сцепленных между собой шестерни 11 и зубчатой рейки 12, что обеспечивает надежное центрирование катали- заторной камеры 5 в процессе ее перемещения.

При дальнейшем перемещении последней шестерня 11 выходит из зацепления с зубчатой рейкой 12, а катализаторная каме- ра 5 входит в окно 4, воздействуя при этом на эластичную накладку 18, расположенную по периметру стенок окна. В связи с тем, что стенки катализаторной камеры 5 и стенки окна 4, взаимодействующие друг с другом, скошены под одинаковым углом при возвращении катализаторной камеры 5 в свое исходное положение происходит равномерное сжатие эластичной накладки 18. Это обеспечивает надежную герметиза- цию периметра катализаторной камеры 5 в процессе работы реактора. Следует отметить, что угол скоса стенок катализаторной камеры 5 и стенок окна 4 выбирается из условия обеспечения самоторможения этих элементов при сжатии эластичной накладки 18.

В следующем цикле при замене катализатора взаимодействие элементов конструкции реактора повторяется с той лишь разницей, что поворот шестерни 11 и катализаторной камеры 5 осуществляется в противоположную сторону, так как при этом шток 13 дополнительного цилиндра 14 возвращается в свое первоначальное положе- ние.

Предлагаемый реактор может работать на различных режимах очистки газов от вредных компонентов, в частности на сорб- ционно-каталитическом режиме, при кото- ром поглощение токсичных примесей из

вентвыбросов осуществляют при комнатной температуре твердым гранулированнымсорбентом-катализатором. Регенерация сорбента-катализатора в этом случае может осуществляется путем повышения температуры слоя контакта при помощи нагревательных элементов 20 в уменьшенном потоке газов. Реактор может работать и на термокаталитическом режиме очистки газов от вредных компонентов, предусматривающем осуществление окисления органических примесей при повышенных температурах выбросных газов, нагреваемых нагревательными элементами 20. В любом из вариантов очистки газов от вредных компонентов необходимо время от времени осуществлять замену отработанного катализатора свежим, что связано с периодической его выгрузкой и загрузкой.

Использование в предлагаемом реакторе подвижно установленной катализаторной камеры с размещенной по ее середине перфорированной для прохода газа решеткой и снабженной приводом для возвратно- поступательного перемещения и поворота позволяет упростить конструкцию реактора и обеспечить более эффективную очистку газовых выбросов при одновременном осуществлении быстрой загрузки и выгрузки гранулированного катализатора.

Формула изобретения Каталитический реактор для очистки газовых выбросов, содержащий корпус с окном, внутри которого размещена катализаторная камера с катализатором и механизмом возвратно-поступательного движения, и патрубки для ввода и вывода газа, отличающийся тем, что, с целью эффективности процесса, катализаторная камера установлена с возможностью вращательного движения и снабжена разделительной горизонтальной решеткой для прохода газа, образующей две одинаковые секции.

, я п м п п

Использование: для каталитической очистки газовых выбросов. Сущность изобретения: каталитический реактор для очистки газовых выбросов содержит корпус с окном, внутри которого размещена катали- заторная камера с катализатором и механизмом возвратно-поступательного движения и патрубки для ввода и вывода газа, при этом катализаторная камера установлена с возможностью вращательного движения и снабжена разделительной горизонтальной решеткой для прохода газа. 2 ил.

Фиг.2