Реактор санитарной очистки газов Советский патент 1993 года по МПК B01J8/04 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, химической, газовой и другим отраслям промышленности и может быть использовано для санитарной очистки отходящих высокотемпературных газов, в частности, от органических веществ.

Цель изобретения - повышение эффективности, надежности и экономичности работы реактора.

Н.э. фиг. 1 показан общий вид реактора; на фиг.2 - пластины с параллельными продольными или поперечными прорезями; на фиг.З - пластина с катализаторным покрытием в разрезе, нормальным по отношению к прорезям.

Реактор состоит из цилиндрического или коробчатого корпуса 1, штуцера ввода очищаемого газа 2, штуцера вывода очищенного газа 3, пластин из электропроводящего материала с большим электрическим сопротивлением 4, электропроводящих штанг 5, системы изоляторов 6, профилированных фиксаторов 7, входящих в параллельные прорези пластин 4. На пластины 4 наносится слой катализаторного покрытия 8. Пластины 4 могут быть сплошными, иметь отверстия круглой, квадратной или щеле- видной конфигурации для лучшего закрепления катализаторного покрытия или иметь турбулизирующие лепестки.

Реактор работает следующим образом.

00

о ел

Os

О

Отходящие газы, содержащие пары органических веществ, при температуре 300- 400°С поступают в корпус 1 через штуцер 2. Внутри корпуса происходит распределение газа, проходящего между пластинами 4 с катализаторным покрытием 8. В процессе контакта горячего отходящего газа с катализаторным покрытием 8 происходит глубокое окисление органических веществ до оксида углерода и воды. Очищенные отходя- .щие газы покидают реактор через штуцер 3. Для повышения эффективности работы реактора пропускают переменный электрический ток через пластины 4 последовательно объединенные в электрическую цепь с помощью электропроводящих штанг 5. Продольные чередующиеся прорези на пластинах 4 обеспечивают увеличение сопротивления пластин при прочих равных условиях и интенсифицируют тепловыделение, приводящее к росту температуры равномерно по всей поверхности пластин 4 и катализа- торного покрытия 8, что интенсифицирует процесс каталитического окисления органических веществ. Фиксаторы 7 не допускают короткого замыкания в прорезях пластин и обеспечивают взрывобезопасность работы реактора. Система изоляторов не допускает непосредственного контакта между пластинами 4. Регулируя величину напряжения, подаваемого на пластины 4, устанавливают необходимый градиент температуры (разность температур очищаемого газа и катализаторного покрытия), при котором для конкретной конструкции реактора обеспечивается заданная степень очистки при изменении параметров очищаемого отходящего газа, например, при уменьшении температуры поступающего на очистку газа, роста его расхода, снижения концентрации примеси по сравнению с проектными параметрами.

Технико-экономическая эффективность реактора обусловлена следующими преимуществами.

Реактор обеспечивает повышение эффективности очистки газа за счет регулируемого повышения температуры пластин и катализаторного покрытия, приводящего к интенсификации катализа на поверхности катализаторного покрытия. Увеличение температуры процесса на 10°С вызывает ускорение реакции окисления в 1,5-2 раза.

Обеспечивается повышение надежности реактора за счет возможности регулирования гетерогенно-гомогеннрго процесса окисления органических веществ за счет изменения температуры катализаторного покрытия и нивелирования таким образом колебаний значений расхода и температуры

поступающего очищаемого газа как входных параметров процесса.

Обеспечивается повышение экономичности работы реактора, так как локальное

увеличение температуры катализаторного покрытия требует меньших энергозатрат, чем эквивалентное по эффективности (но не всегда возможное по технологическим огра- ничениям)дополнительное нагревание всей

0 массы очищаемого отходящего газа.

П р и м е р 1. Пластина из стали по прототипу размером 100x250x0,8 мм имеет сопротивление 0,0003 Ом, подключение ее к источнику тока вызывает в силу малого

5 сопротивления короткое замыкание цепи.

П р и м е р 2. Пластина из композиционного углерод-углеродного материала размером 100x250x0,8 мм имеет сопротивление 0,8 Ом, однако в силу небольшого сопротивления

0 разогрев пластины незначителен (1-2°С).

П р и м е р 3. Пластина из композиционного углерод-углеродного материала размером 100x250x0,8 мм, имеющая 8 чередующихся продольных прорезей дли5 ной 230 мм и шириной 1мм с фиксаторами из асбеста имеет сопротивление 53 Ом и в зависимости от величины подаваемого напряжения разогревается от 23 до 427°С (см.таблицу), при этом сопротивление пласти0 ны в диапазоне температур 50-450°С сохраняется постоянным, а потребляемая мощность пропорциональна температурному градиенту пластины, что позволяет регулировать температуру по величине мощности тока

5 с помощью пропорционального регулятора. Формула изобретения

1. Реактор санитарной очистки газов, содержащий корпус, пластины с нанесенными катализаторным покрытием, штуцера

0 ввода очищаемого и вывода очищенного газа, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки газа, надежности и экономичности работы реак- тора, пластины выполнены из электропро5 водящего материала с высоким электрическим сопротивлением, соединены одна с другой последовательно электропроводящими штангами, отделены один от другой системой изоляторов и к пластинам

0 подведен переменный электрический ток.

2. Реактор по п. 1,отличающийся тем, что пластины выполнены из композиционного углерод-углеродного материала.

3. Реактор по пп.1 и 2, от л и ч а ю щ и- 5 я с я тем, что пластины имеют чередующиеся параллельные продольные или поперечные прорези, не доходящие с одной стороны до обреза пластины, а в прорезях установлены профилированные фиксаторы из электроизоляционного материала.

Область использования: изобретение относится к нефтеперерабатывающей, химической, газовой и другим отраслям промышленности и может быть использовано для санитарной очистки отходящих высокотемпературных газов, в частности от органических веществ. Сущность изобретения: реактор содержит корпус, пластины с нанесенным катализаторным покрытием, штуцера ввода очищаемого и вывода очищенного газа. С целью повышения эффективности очистки газа, надежности и экономичности работы реактора пластины выполнены из электропроводящего материала с высоким электрическим сопротивлением, соединены друг с другом последовательно электропроводящими штангами, отделены друг от друга системой изоляторов и к пластинам подведен переменный электрический ток. Пластины могут быть выполнены, в частности, из композиционного углерод-углеродного материала и могут иметь чередующиеся параллельные продольные или поперечные прорези, не доходящие с одной стороны до обреза пластины, а в прорезях установлены профилированные фиксаторы из электроизоляционного материала. 2 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.