CS46291A2

CS46291A2 - Method of gases catalytic reverse cleaning and equipment for this method realization

Info

Publication number: CS46291A2
Application number: CS91462A
Authority: CS
Inventors: Jerzy Wojciechowski
Original assignee: Lab Katalizy Stosowan
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-02-22
Publication date: 1991-09-15
Also published as: PL162296B1; WO1991012878A1; PL283938A1

Description

^)\1

Vynález se týká katalytického čištění plynu, zejména odorganických nečistot.

Je znám způsob čištění plynů cyklickým propouštěnímznečištěných plynů dvěma vrstvami stejného katalyzátoruumístěného mezi dvěma vrstvami keramické nebo kovové výplně. K propouštění plynů dochází ve dvou různých směrech a zastálého přívodu tepla potřebného k iniciaci reakce probíhají-cí ve střední části k at al y z ač ní ho zařízení (polský patentč. 126 861). Při katalytickém čištění plynů se dosud používáhlavně platinových a oxidových katalyzátorů. Platinové ka-talyzátory mají vyšší účinnost, jsou však ve srovnání s oxi-dovými katalyzátory, jejichž účinnost je nižší, několikaná-sobně dražší.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že směs plynů s obsa-hem nečistot, zvláště organických sloučenin, se propouštídvěma katalyzaČními ložisky s různou aktivitou, přičemž oběkatalyzační ložiska jsou předehřívána z prostoru mezi nimi. Výhody vynálezu oproti uvedenému stavu techniky sp o-čívají v tom, že se při podstatně nižší pořizovací ceně ka-talyzátoru dosahuje jeho vysoké účinnosti. Kladné vlastnosuobou katalyzátorů, platinových i oxidových, se při používá- ní způsobu podle vynálezu doplňují, přičemž vynález nemáuvedené nevýhody.

Podle vynálezu se Čištěné plyny propouštějí dvěma kata-lyzačními ložisky o různou účinností, umístěnými mezi dvěmavrstvami výplně akumulující teplo. K propouštění čištěnýchplynů dochází v cyklicky se měnících směrech. Mezi oběmakatalyzačnímí ložisky je umístěn zdroj tepla potřebný propřede hřívání k at a 1 y z at. Ί í c h ložisek. Pro první katalýz ač níložisko se použije katalyzátoru s vyšší aktivitou, např.platinový, pro druhé katalyzační ložisko se použije kataly-zátor s nižší aktivitou, např. oxidový katalyzátor nebo pla-tinový katalyzátor s nižším obsahem platiny. Objemy oboukatalyz ač ních ložisek mohou být s výhodou odlišné, např. po-měr objemu aktivnějšího katalyzačního ložiska k ložisku méněaktivnímu je alespoň 4 : 15 nebo i více. Objem obou kataly-začních ložisek je při stejné základové nebo průřezové plo-še obou ložisek dán jejich výškou, není to však podmínkou,změna objemu může být dána i změnou průřezu anebo změnou jakprůřezu, tak i výšky. Výška výplní akumulujících teplo můžebýt různá na straně jednoho katalyzačni ho ložiska vůči výplnina straně druhého katalyzačního ložiska. Důležitou podmínkouvysoké účinnosti obou použitých katalyzátorů je umístění kaž-dého katalyzátoru, tj, jak katalyzátoru s vyšší účinností,tak katalyzátoru s nižší účinností, ve vlastním katalyzačnimložisku. Mezi těmito ložisky se umístí zdroj tepla. Ložisko 3 aktivnějším katalyzátorem se stává iniciátorem celéhosystému při relativně nízké teplotě. Iniciace reakce v lo-žisku aktivnějšího katalyzátoru způsobí vylučování tepla azvýšení teploty' druhého k a t a 1 y z a č n 1 h o lož.iska s méně aktiv-ním katalyzátorem, u něhož dojde ke zvýšení aktivity. íakdojde v krátké době od iniciace reakce v ložisku aktivněj-šího katalyzátoru k uvedení obou k a t a 1 y z a č n í c h ložisek doprovozu, při kterém je pak aktivita obou katalyzačních lo-žisek téměř ekvivalentní.

Na připojeném výkresu je ve schematickém řezu znázor-něn příklad uskutečnění vynálezu při využívání vyná1ezeckéhozpů sobu. V katalyzačním reaktoru 1^, např. válcovém s průmě-rem např. 250 mm jsou umístěny dvě tepelné-akumulační výpl-ňové vrstvy' 2, 2 např. keramické, tvořené křemičitanem hlinitým se zrny o průměru cca 6 mm. Výška výplňových vrstev ,2 činí v daném případě 40 cm, může však být různá. První ka-talyzační ložisko 4 s méně aktivním katalyzátorem má výškunapř. 15 cm, druhé katalyzační ložisko 2 G aktivnějším kata-lyzátorem má např. výšku 4 crn. Mezi oběma katalyzačními lo-žisky 4, 5 je upravena topná komora 13 s elektrickým ohříva-čem 6 a tepelným čidlem 8. Z obou stran je do reaktoru 2 za-vedeno před výplňové vrstvy j? > 2 0 (' ventilátoru ]_ potrubí 14s dvojicemi zavíraných a otevíraných ventilů 9, 1£, 11 , 12 a vývodem _1_ 5. První výplňová vrstva 2 na straně katalyzátoru s vyšší aktivitou je menší než druhá výplňová vrstva 3. na ’ straně katalyzátoru s nižší aktivitou. Příklady využití vynálezeckého způsobu jsou tyto: Příklad 1 (srovnávací): V obou katalyzačních ložiskách 4,byl použit granulovaný platinový katalyzátor (podle polskéhopatentu č. 146 901 ) s obsahem 0,06 % platiny. Katalyzačnímreaktorem _1 bylo propouštěno 120 m^/h vzduchu obsahujícího1,0 q/m^ acetonu. Ventily 9, 10, 11, 12 způsobovaly každé 4minuty změnu průtoku, uzavíraly a otevíraly se po dvou. Pří-kon elektrického ohřívače 6 byl 0,8 kW. In dik ov a.l o-l i tepel-né čidlo 8 teplotu cca 270° C, činila konverze acetonu prů-měrně 95%. Příklad 2 (srovnávací): Pokus podle příkladu 1 byl pro-váděn při použití katalyzátoru měděno-zinkového podle polské-ho patentu č. 57 512 v obou katalyzačních ložiskách 4·, 2· Ana-lyticky bylo zjištěno, že při teplotě 270° C byla konverzeacetonu 25°, konverze 95% byla dosažena při teplotě 350° C. Příklad 3: Tentýž pokus byl opakován s platinovým kata-lyzátorem v katalyzačním ložisku 5 a měděno-zinkovým kataly-zátorem v katalyzačním ložisku 2· Při teplotě 270° C čini- Ί la konverze acetonu 93%, při teplotě 283° C činila 95%.

Podobných výsledků bylo dosaženo při katalyzaci jinýchorganických sloučenin (xylén, benzin, etylén). Konverze těch-to sloučenin v hodnotě 95% probíhala při teplotách blízkýchpřípadu, kdy byl. použit v obou katalyzačních ložiskách 4·? 2 platinový katalyzátor, stejně tak v případe použití plati-nového katalyzátoru a mě děn o-z inkového katalyzátoru v kata- ΐlyzačních ložiskách 4-, _5, Byl-li použit pouze oxidový kata-lyzátor, hýla teplota pro konverzi 9 5 ?ó vyšší o 50° C - 100° C. Analoqická závislost byla zjištěna, byl-li v jednomz k at al y z ačn í c h ložisek A, _5 použit platinový katalyzátor sobsahem 0,06“í platiny a v druhém s obsahem 0,03% platiny. Při jiných pokusech bylo zjištěno, že použití obou dru-hů katalyzátorů při menším poměru účinnějšího k méně účinnémunež tomu bylo v uvedených pokusech, způsobuje přiblížení ak-tivity obou katalyzátorů katalyzátoru s vyšší aktivitou.

Naopak je-li poměr platinového katalyzátoru k oxidovému neboke katalyzátoru s menším obsahem platiny méně než A : 15, zjis-tilo se rychlé přiblížení aktivity obou katalyzátorů aktivi-tě oxidového katalyzátoru.

Způsob provádění procesu katalyzace nečistot ve vzduchupodle vynálezu umožňuje dosažení dobrých, dokonalé kataly-zaci téměř ekvivalentních technických účinků. Zároveň pod-statně snižuje náklady na čištění plynů tím, že používá kata-lyzátory sice s menší aktivitou, ale levnější než je tomu ukatalyzátorů s vyšší aktivitou, ale dražších. '

Claims

/ y \\jí. uifi

1. Způsob katalytického reversního čištění plynů používajícípropouštění znečištěného vzduchu v cyklicky se měnícíchsměrech dvěma katalyzačními ložisky umístěnými mezi dvě-ma výplňovými vrstvami akumuluj ícírn i teplo, v y z n a č u -jící se tím, že směs plynů s obsahem nečistot,zvláště organických sloučenin, se propouští dvěma kata-lyzačními ložisky s různou aktivitou, přičemž obě kataly-zační ložiska jsou předehrívána z prostoru mezi nimi.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že pro jedno katalyzační ložisko je použit kata-lyzátor s vyšší aktivitou a pro druhé katalyzační ložiskokatalyzátor s nižší aktivitou.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j i c ise tím, že katalyzační ložisko s nižší aktivitoutvoří oxidovaný katalyzátor a katalyzační ložisko s vyššíaktivitou tvoří platinový katalyzátor.
4. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující setím, že katalyzační ložisko s nižší aktivitou tvoříplatinový katalyzátor s menším obsahem platiny a ložisko s vyšší aktivitou tvoří platinový katalyzátor s vyšším ob- sahem platiny.
5. Způsob podle bodu 1 nebo 2 , v y z n a e u j í c í t í m . že objemový poměr aktivnějšího katalýzačního 1 o- » žisko vůči méně aktivnímu je minimálně 4 : 15.
6. Zařízení k uskutečnění způsobu podle bodu 1, vyzná- č u j i c í s e t í m , že v katalyzačním reaktoru(1) jsou mezi dvěma tepelně akumulačními výplňovými vrst-vami (2, 3) umístěna dvě katalyzační ložiska (4, 5), z nichž jedno je s vyšší aktivitou a druhé s nižší aktivi-tou a mezi nimi je upraven elektrický ohřívač (6).
7. Zařízení podle bodu 6, vyznačující setím, že první výplňová vrstva (2) na straně katalyzá-toru s vyšší aktivitou je menší než druhá výplňová vrstva(3) na straně katalyzátoru s nižší aktivitou.