DE1138380B

DE1138380B - Vorrichtung zur katalytischen Entgiftung und Desodorierung von Industrie- und Heizungsabgasen

Info

Publication number: DE1138380B
Application number: DED34445A
Authority: DE
Inventors: Dr Edgar Koberstein
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1960-10-07
Filing date: 1960-10-07
Publication date: 1962-10-25
Also published as: CH401013A; GB967904A

Description

Vorrichtung zur katalytischen Entgiftung und Desodorierung von Industrie-und Heizungsabgasen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur katalytischen Entgiftung und Desodorierung von Industrie- und Heizungsabgasen durch Nachverbrennung.
Sie besteht im wesentlichen aus einer wärmeisolierten Reaktionskammer, die mit Ein- und Auslaßöffnungen für das zu behandelnde Gasgemisch, das die Kammer von unten nach oben durchströmt, versehen ist und die Einrichtungen für die Aufschichtung eines Katalysatorbettes, z. B. Drahtnetz oder Drahtsiebe, enthält.
Die Reinigung von Abgasen zur Entfernung von organischen Substanzen durch Wärmeeinwirkung gewinnt bei zahlreichen technischen Prozessen zunehmende Bedeutung. Man unterwirft zu diesem Zweck diese Gase oder Gasgemische einer sogenannten Nachverbrennung. Man bedient sich hierbei üblicher Vorrichtungen, die im wesentlichen aus einer wärmeisolierten, mit Heizeinrichtungen versehenen Reaktionskamrner bestehen, in der das Katalysatorbett angebracht ist. Die Wirksamkeit der Nachverbrennung hängt nun einerseits davon ab, daß die Verunreinigungen möglichst gleichmäßig an den Katalysator herangebracht werden und die Katalysatortemperatur im Hinblick auf die Strömungsgeschwindigkeit des Gases und die jeweilige Konzentration der zu verbrennenden Verunreinigungen auf der optimalen Höhe gehalten wird. Die gleichmäßige Ausnutzung des Kontaktes an der oberen Grenze seiner Wirksamkeit ist eine entscheidende Voraussetzung für die technische Anwendbarkeit der Nachverbrennungsverfahren; sie ist jedoch auch von wirtschaftlicher Bedeutung, da sie mit der Lebensdauer des Kontaktes eng verknüpft ist. Die Notwendigkeit eines häufigen Ersatzes des Kontaktes, der bei wertvollen Kontakten mit einer Regenerierung verbunden ist, stellt, abgesehen von dem damit verbundenen Arbeitsaufwand, nicht nur ein Hindernis für den gleichmäßigen Betriebsablauf, sondern, vor allem bei Edelmetallkontakten, auch eine erhebliche wirtschaftliche Belastung dar.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die innerhalb eines Syntheseofens für die gleichmäßige Gasverteilung auf eine Vielzahl von Einzelkontakten durch Vorschaltung von Strömungswiderständen vor die Kontaktrohre sorgen. Hierbei wird der Strömungswiderstand für alle Rohre untereinander gleich und mindestens ebenso groß oder besser wesentlich größer als die Strömungswiderstände gehalten. Dies wird durch Abschlußkappen, Abschluß stopfen oder Lochplatten bewerkstelligt, die am Gaseintrittsende der Kontaktrohre aufgesetzt sind und eine oder mehrere enge Gasdurchtrittsöffnungen, beispielsweise Kapillaröffnungen, aufweisen. Diese Öffnungen reichen bis unmittelbar an die Kontaktschicht heran, so daß die Synthesegase als Einzelströme auf den Kontakt auftreffen. Mit Hilfe derartiger Vorrichtungen werden die Gasströme auf relativ enge Rohrelemente verteilt, wobei die Druckverteilung innerhalb eines jeden Rohres nicht kontrolliert wird.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung erlaubt es nun, eine gleichmäßige Beaufschlagung des Kontaktes mit dem zu reinigenden Gas sowie im Fall einer notwendigen zusätzlichen Beheizung eine gleichmäßige und an Änderungen der Konzentration, Gasmenge oder Strömungsgeschwindigkeit des Gases rasch anzupassende Beheizung des Kontaktes zu gewährleisten. Das wesentliche Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß in der Reaktionskammer in der Strömungsrichtung des Gases vor dem Träger für das Katalysatorbett eine Lochplatte oder ein Sieb angeordnet ist, dessen durch die Öffnungen gebildete Durchgangsfläche kleiner ist als die Querschnittsfläche des Gaseinlaßstutzens, durch den das zu behandelnde Gas in die Kammer eintritt. Nur durch den auf diese Weise erzielten Druckabfall kann die erforderliche gleichmäßige Anströmung des Gases gegen das Kontaktbett mit Sicherheit erreicht werden.
Selbstverständlich darf dieser Druckabfall andererseits nicht zu groß sein, da sonst eine unerwünschte Erhöhung der Gebläseleistung die Folge wäre. Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung das Verhältnis der Querschnitte des Gaseinlaßstutzens und der Gesamtheit der Durchgangsöffnungen in der Anströmplatte wie etwa 3 : 2 gewählt. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden innerhalb des Katalysatorbettes ein oder mehrere Heizkörper so angeordnet, daß sie in Ebenen senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases übereinanderliegen. Man kann zu diesem Zweck beispielsweise haarnadelförmig gekrümmte Baker-Rohre verwenden, die in den einzelnen Lagen um 900 versetzt sind, wie dies im Zusammenhang mit den Abbildungen noch näher erläutert ist.
Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht in einer Einrichtung zur regelbaren Einführung von Sekundärluft im unteren Teil der Kammer, vorzugsweise im räumlichen Zusammenhang mit dem Gaseinlaßstutzen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Gaseinlaßstutzen von Lufteinlaßöffnungen umgeben, die mit Hilfe eines Drehschiebers geöffnet oder geschlossen oder eingestellt werden können, so daß die Menge der Sekundärluft jederzeit reguliert und den Bedingungen des Betriebes der Vorrichtung angepaßt werden kann.
Die Erfindung wird mit Hilfe der Fig. 1 und la weiterhin erläutert.
Die Fig. 1 stellt einen senkrechten Schnitt durch die Reaktionskammer dar, während in Fig. la die Aufsicht auf den Schnitt A-B wiedergegeben ist. Die eigentliche Kammer ist in Fig. 1 mit 1i bezeichnet.
Sie ist umgeben mit dem Isoliermantel 12, der beispielsweise aus einem mit Steinwolle gefüllten Blechkörper besteht. Der obere Teil des Isoliermantels ist, wie aus der Figur ersichtlich, abnehmbar angeordnet.
Die Reaktionskammer 11 ist am unteren Teil mit einem Gaseinlaßstutzen 13 und oben mit einem Auslaßstutzen 14 versehen. In dem den Gaseinlaßstutzen 13 umgebenden Ring 15 befinden sich Öffnungen 16 für die Sekundärluft. Unterhalb des Ringes 15 ist der Schieberring 17 mit korrespondierenden Öffnungen 18 drehbar angeordnet, so daß durch Bewegung des Ringes 17 die Menge der eintretenden Sekundärluft geregelt werden kann. Innerhalb der Kammer 11 ist ein Träger 19 angeordnet, auf den das Katalysatorbett aufgeschichtet werden kann. In dem der Figur zugrunde liegenden Beispiel besteht dieser Träger aus einem Rost aus Blechstreifen, auf dem ein Drahtnetz aus rost- und hitzebeständigem Stahl liegt. Unterhalb des Trägers 19, in einem Abstand, der etwa t/s der Gesamthöhe der Reaktionskammer beträgt, befindet sich die Anströmplatte 111 in Form eines Lochsiebes mit etwa 1100 Löchern von 3 mm Durchmesser. Die gesamte Durchgangsfläche der Löcher beträgt etwa 77 cm2, der Querschnitt des Einlaßstutzens 13 dagegen etwa 120 cm2, entsprechend einem Verhältnis von etwa 2: 3. Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind oberhalb des Katalysatorträgers 19 in Ebenen senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases Heizkörper 112 angebracht.
Diese Heizkörper bestehen im vorliegenden Beispiel aus 8 haarnadelförmig gekrümmten Rohren, die gegen jede benachbarte Lage um 900 gedreht sind. Je nach Höhe des Katalysatorbettes und der aufzubringenden Wärme kann die Zahl der Heizkörper selbst- verständlich gegenüber dem dargestellten Beispiel vermehrt oder gegebenenfalls auf einen herabgesetzt werden. Die Beheizung erfolgt auf elektrischem Wege. Die Stromzuleitungen sind in der Figur der Übersichtlichkeit halber fortgelassen.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist weiterhin mit den üblichen Hilfseinrichtungen ausgestattet, insbesondere mit einem zentral gelegenen Rohrstutzen 113, der mit einer Öffnung 114 in dem Isoliermantel 12 korrespondiert und der Aufnahme eines Meßfühlers zur Messung und gegebenenfalls Regelung und Registrierung der Temperatur des Katalysatorbettes dient. Zur Messung der Temperaturen an der Gaseintritts- und Gasaustrittsseite sind die Stutzen 115 und 116 bestimmt, an denen bei 117 bzw. 118 auch die Druckmessung erfolgen kann.
In Fig. 1 a sind die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur katalytischen Entgiftung und Desodorierung von Industrie- und Heizungsabgasen, bestehend aus einer wärmeisolierten, von dem zu behandelnden Gasgemisch durchströmten Kammer mit einer Unterlage für den Katalysator, z. B. einem Drahtnetz, wobei zur gleichmäßigen Beaufschlagung des Katalysators ein Strömungswiderstand zwischen Gaseintrittsöffnung und Katalysatorschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand von der Unterlage des Katalysators senkrecht zur Strömungsrichtung der Gase eine Lochplatte oder ein Sieb angeordnet ist, dessen Durchgangsfläche kleiner als die Querschnittsfläche des Gaseinlaßstutzens ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Durchgangsfläche der Lochplatte zur Querschnittsfläche des Gaseinlaßstutzens etwa 2: 3 beträgt.
3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbrennungskammer in einer oder mehreren Ebenen senkrecht zur Strömungsrichtung der Gase Heizkörper angebracht sind, die innerhalb des Katalysatorbettes liegen.
4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Teil der Kammer eine Zuleitung für Sekundärluft angebracht ist, deren Öffnungsquerschnitt mit einem Schieber einstellbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einiaßöffnungen für die Sekundärluft um den Gaseinlaßstutzen herum angeordnet sind und zur Regulierung ein gemeinsamer Drehschieber dient.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 898296.