CS266575B2 - Carrying matrix for catalytically active compounds catchng and method of this matrix production - Google Patents

Description

Vynález se týká nosné matrice pro zachycení katalyticky účinných sloučenin za použití keramiky, obzvláště pro kolísavé obtékání za relativního pohybu nosné matrice vzhledem к proudům spalin a spalovacího vzduchu, jakož i způsobu výroby takovéto nosné matrice.

Pro odstraňování oxidů dusíku, obsažených ve spalinách vycházejících z kotelních zařízení tepelných elektráren se osvědčily katalyzátory, sestávající z homogenní směsi keramiky a kovové katalyticky účinné sloučeniny. Takovéto katalyzátory mají pro průchod spalin zbavovaných dusíkatých sloučenin a pro rozdělení na dílčí proudy spalin voštinovou strukturu a více takovýchto katalyzátorů je obtékáno spalinami jako staticky uspořádaná lože přepínáním při změně. Homogenním přimíšením katalyticky účinných sloučenin kovů do keramiky jako nosiče se dosáhne dostatečné tepelné odolnosti oproti provozní teplotě a teplotní charakteristice při procesu najíždění a dojíždění kotelního zařízení. Síla stěn voštin se volí v závislosti na jejich tepelném zatížení, jakož i na mechanickém a hydraulickém namáhání při čištění spalin. Aby se dosáhlo požadované procentické míry přeměny oxidů dusíku, skládá se při tom zpravidla na sebe více voštinových těles pro vytvoření odpovídajícím způsobem delší reakční dráhy ve směru proudění zpracovávaných spalin.

Dále byly pro odstraňování dusíkatých sloučenin ze spalin navržena molekulová síta v sypaném loži. Pozoruhodná účinnost tohoto druhu katalyzátorů je však v protikladu ke značné tlakové ztrátě při průchodu spalin přes sypané lože.

Konečně jsou známé katalyzátory, u nichž je kovový nosič, například mřížka, úplně překryt keramickou vrstvou pro zachycení katalyticky účinných sloučenin. V této souvislosti byla navržena řada řešení, aby se zdrsněním povrchu kovového nosiče zlepšila přilnavost keramické vrstvy, což záleží na druhu tohoto zdrsnění. Ukázalo se však, že obzvláště tehdy, když se katalyzátor dodatečně po zatížení kolísáním teplot podrobí také ještě mechanickému namáhání, přilnavost keramické vrstvy na kov je ještě neuspokojivá, popřípadě je citlivá na náraz.

Předložený vynález tedy řeší úkol vytvořit spolehlivé spojení mezi kovovým nosičem a keramickou vrstvou určenou к zachycení katalyticky účinných sloučenin. Vytvořená matrice by měla mít vysokou životnost také při stálém střídavém tepelném zatížení, což se vyskytuje například při čištění výhřevných ploch oběhového regenerativního tepelného výměníku při čištění ofukováním.

Když se vychází z nosné matrice výše uvažovaného druhu, byl tento úkol vyřešen vytvořením kovového nosiče, na němž je nanesena přilnavé alespoň jedna mezivrstva, přičemž alespoň jedna je tvořena smaltem a na této mezivrstvě je nanesena keramická krycí vrstva pro zachycení katalyticky účinných sloučenin. Pomocí mezivrstvy ze smaltu, působící jako můstek, se překvapivě dosáhne spolehlivého spojení mezi kovovým nosičem na straně jedné a keramickou vrstvou na straně druhé. Vedle úkolu mezivrstvy působit jako můstek mezi kovovým nosičem a keramickou vrstvou, vyrovnávají smalty zároveň také různá protažení kovových nosičů a keramické krycí vrstvy při tepelném a mechanickém kolísavém zatížení. Na základě vyšší zatížitelnosti nosné matrice podle předloženého vynálezu jsou nyní lepší možnosti čištění katalyticky účinných ploch. Toto dává předpoklady pro prodlouženou životnost katalyzátoru, neboť častým a intensivním čištěním, například již výše uvažovaným ofukováním, které je známé z čištění regenerativních tepelných výměníků, se vyloučí déletrvající kontakt s eventuálně vysráženými katalyzátorovými jedy.

Kovový nosič nosné matrice podle předloženého vynálezu může mít ale také formu žlábkovaného a/nebo vlnitého kovového plechu. Takovéto kovové plechy se sestavují na akumulační tělesa, například také v oběhových regenerativních tepelných výměnících pro předehřívání vzduchu pro kotel. Dodatečným převrstvením těchto akumulačních těles keramickou krycí vrstvou za spojení pomocí mezivrstvy ze smaltu se umožní to, že se dá zabudovat katalyzátor pro odstraňování sloučenin dusíku do regenerativního tepelného výměníku pro předehřívání vzduchu pro kotelní zařízení, popřípadě se mohou odpovídajícím způsobem do takovéhoto

CS 266 575 oběhového regenerativního tepelného výměníku zabudovat katalyzátory, které umožňují stálé čištění nyní přímo nečištěných oblastí protékaných spalinami z kotle. Profilování nosných plechů při tom způsobuje vhodnou turbulenci pro účinnou výměnu tepla a zároveň pro zvýšenou přeměnu oxidů dusíku.

Tloušťka kovového nosiče se při tom volí výhodně v rozmezí mezi 0,5 až 1,0 mm přičemž potom má mezivrstva ze smaltu tloušťku v rozmezí 0,075 až 0,15 mm a keramická krycí vrstva má tloušťku v rozmezí 0,2 až 0,5 mm. Zvolený rozsah tloušťky smaltové mezivrstvy se ukázal jako optimální pro vytvoření můstku mezi kovovým nosičem a keramickou krycí vrstvou. Obzvláště se také ukázalo, že při volbě tloušťky této mezivrstvy v uvedeném rozmezí se prakticky vyloučí uzavření pórů keramiky materiálem smaltu.

U příkladu provedení, který se v praxi osvědčil, činí tloušťka kovového nosiče 0,5 mm a tloušťka smaltové mezivrstvy 0,125 mm. Tloušťka keramické krycí vrstvy je potom v rozmezí 0,25 až 0,35 mm. Poměr velikosti povrchu к zachycení katalyticky účinných sloučenin na keramickou krycí vrstvu ve vztahu к prostorovému objemu nosné matrice je při tom obzvláště výhodný.

Při výrobě nosné matrice podle předloženého vynálezu se postupuje tak, že se kovový nosič namočí ve smaltové břečce a potom se za účelem vytvoření smaltové mezivrstvy vypálí v peci při teplotě v rozmezí 800 až 900 °C, načež se na smaltovaný kovový nosič nanese keramická šlika a tato se potom v peci vypálí na keramickou vrstvu pevně spojenou se smaltovou mezivrstvou. Zařazením těchto pracovních kroků za sebou docílí spolehlivé spojení mezi kovovým nosičem a mezivrstvou ze smaltu při prvním pálení. Při následujícím druhém pálení předem nanesené keramické Šliky proběhne obzvláště spolehlivé spojení vznikající keramické vrstvy se smaltem, což vyplývá z toho, že při tomto druhém pálení smalt alespoň na povrchu opět změkne a nepravidelnosti vznikající keramické vrstvy zapadnou do změklé smaltové vrstvy.

Výraz katalyticky účinné sloučeniny není v rámci vynálezu omezen na určité sloučeniny v chemickém smyslu, nýbrž může také zahrnovat čisté prvky a jejich směsi, pokud vykazují požadované katalytické vlastnosti.

Předložený vynález je v dalším blíže objasněn na základě obrázku, který zobrazuje část nosné matrice podle vynálezu schematicky ve vertikálním řezu.

část nosné matrice, znázorněná schematicky na obrázku, sestává z nosiče, tvořeného například kovovým plechem 2/ který je po namočení do břečky smaltu a po vypálení po obou stranách opatřen mezivrstvou 2 ze smaltu.

Nanesením keramické Šliky na předem emailovaný kovový nosič a následujícím novým vypálením vzniká na smaltované mezivrstvě 2 sinější poresní keramická vrstva 2· ^při druhém pálení mezivrstva 2/ sloužící jako můstek, změkne, částice keramiky se do této změklé vrstvy vnoří a při tom se spolehlivě do smaltu zakotví.

Claims (5)

1. Nosná matrice pro zachycení katalyticky účinných sloučenin za použití keramiky, obzvláště pro kolísavé zatížení za relativního pohybu nosné matrice vůči proudům spalin a spalovacího vzduchu topenišť a spalovacích zařízení, vyznačená tím, že sestává z kovového nosiče (1), na kterém je pevně nanesena alespoň jedna mezivrstva (3), z nichž alespoň jedna je tvořena smaltem, a na této mezivrstvě (3) je nanesena porésní keramická krycí vrstva (5) pro zachycení katalyticky účinných sloučenin.

CS 266 575

2. Nosná matrice podle bodu 1, vyznačená tím, že kovový nosič (1) je vytvořen ve formě žlábkovaného a/nebo zvlněného kovového plechu.

.

3. Nosná matrice podle bodu 1 nebo 2, vyznačená tím, že kovový nosič (1) má tloušťku v rozmezí 0,5 až 1,0 mm, mezivratva (3) ze smaltu má tloušťku v rozmezí 0,075 až 0,15 mm a keramická krycí vrstva (5) má tloušťku v rozmezí 0,2 až 0,5 mm.

4. Nosná matrice podle bodu 3, vyznačená tím, že kovový nosič (1) má tloušťku 0,5 mm, mezivretva (3) ze smaltu má tloušťku 0,125 mm a keramická krycí vrstva (5) má tloušťku v rozmezí 0,25 až 0,35 mm·

5. Způsob výroby nosné matrice pro zachycení katalyticky účinných sloučenin za použití kovového nosiče, vyznačený tím, Že se kovový nosič smočí v břečce smaltu a potom se vypálí v peci při teplotě v rozmezí 800.až 900 °C za vytvoření vrstvy smaltu, na tuto vrstvu se . nanese keramická šlika a opět se v peci vypálí za tvorby keramické krycí vrstvy, pevně spojené 8 vrstvou smaltu.