ES2563093T3 - Aparato de tratamiento de gases de escape - Google Patents
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Abstract
Aparato de extracción de NOx de gases de escape incluyendo: un reactor de extracción de NOx (2) que tiene una capa de catalizador (3) para quitar óxidos de nitrógeno en gases de escape de combustión (1); un conducto (9) situado hacia arriba del reactor de extracción de NOx, teniendo el conducto un punto de verticalización en el que un flujo de los gases de escape cambia de una dirección horizontal a una dirección vertical en el conducto; un tamiz (13A) incluyendo un número de chapas finas (14) que están dispuestas en un plano paralelas una a otra formando hendiduras verticales, siendo la anchura de las hendiduras más pequeña que la anchura de abertura de la capa de catalizador, estando situado el tamiz (13A) en una porción horizontal del conducto en un lado de entrada del punto de verticalización, y estando basculado el tamiz (13A) en un ángulo predeterminado con relación a la sección transversal del recorrido de flujo de gases de escape; y una porción de recogida/descarga de polvo (11) montada en el extremo inferior del tamiz (13A).
Description
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DESCRIPCION
Aparato de tratamiento de gases de escape Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un aparato de tratamiento de gases de escape, y en particular a un aparato de tratamiento de gases de escape para un sistema que realiza desnitrificacion seca de gases de escape conteniendo polvo usando amomaco y un catalizador.
Antecedentes de la invencion
Como un metodo para quitar oxidos de nitrogeno en los gases de escape ha prevalecido convencionalmente un metodo de reduccion selectiva con amomaco usando un catalizador. Como un aparato para ello se esta usando un aparato para una reaccion de desnitrificacion, en la que se introduce amomaco que sirve como un agente reductor, conjuntamente con los gases de escape, a un reactor provisto de una capa de catalizador que tiene actividad de extraccion de NOx y un recorrido de flujo paralelo a los gases de escape.
Cuando los gases de escape que se producen en la generacion de potencia por combustion de carbon contienen polvo, por lo general se coloca un colector electrico de polvo o una bolsa filtro en el lado situado hacia abajo de un aparato de extraccion de NOx y un precalentador de aire para extraccion de polvo, o un colector electrico de polvo esta dispuesto en el lado situado hacia arriba del aparato de extraccion de NOx en algunos casos para extraccion de polvo. En el primer caso, dado que el polvo fluye directamente al reactor, con el fin de evitar la abrasion de una capa de catalizador, una seccion transversal del reactor se hace grande y un caudal de gases que fluye a la capa de catalizador se hace bajo. En el ultimo caso, dado que los gases de escape son tratados en condiciones de temperatura alta, se necesita un extractor de polvo a gran escala, y aunque la abrasion del catalizador se reduce considerablemente debido al tratamiento despues de la extraccion de polvo, se adhiere polvo fino restante a la capa de catalizador, que se bloquea facilmente. Por lo tanto, se adoptan contramedidas de tal manera que el recorrido de flujo de gases de escape en la capa de catalizador sea grande, al objeto de aumentar la capacidad del catalizador.
Por otra parte, con respecto a la disposicion de un conducto para introducir los gases de escape al reactor, se han tomado las contramedidas siguientes: un conducto esta provisto de una porcion vertical con relacion a un flujo de los gases de escape, y por ello se inhibe el transporte de polvo relativamente grande tal como hollm masivo, y luego el hollm es recogido y descargado usando una tolva dispuesta en la porcion inferior de la porcion vertical. Ademas, se han tomado contramedidas para proporcionar un tamiz de malla (un filtro), como una malla metalica en un conducto de la salida de la caldera, para recoger polvo que tiene un diametro de partmula mayor que su abertura de malla. Por ejemplo, el documento de Patente 1 describe metodos, en los que una seccion transversal de conducto esta provista de un tamiz en forma de malla que tiene aberturas mas pequenas que los espacios de varios tipos de catalizadores (como ejemplo de referencia, el paso es de 5 mm y el diametro del alambre es 1 mm) para quitar polvo; y una chapa en forma de rejilla esta dispuesta en un conducto para hacer que polvo de gran diametro de partmula choque con el conducto y caiga. Sin embargo, dado que el caudal de los gases de escape es aproximadamente 15 m/s en un recorrido de humo en el lado situado hacia abajo de un economizador de la caldera, puede producirse deterioro por envejecimiento debido a abrasion. Ademas, se propone un metodo en el que un tamiz de malla, como una malla metalica y analogos, esta dispuesto en una entrada de un reactor verticalmente al flujo de gas, y la abertura de malla del tamiz se regula para recoger polvo mas grande que un recorrido de flujo de catalizador. Sin embargo, este metodo no tiene funcion de extraccion de polvo, dando lugar a la posibilidad de obstruccion con el tiempo.
Ademas, el documento de Patente 2 describe que, dado que el polvo que tiene gran diametro de partmula tiende a depositarse en el lado de un reactor del lado de caldera, se coloca una malla o una chapa porosa para quitar polvo en la porcion inferior de dos paletas superiores para quitar ceniza. Sin embargo, en este caso, el flujo de gas tiende a no ser uniforme.
Lista de la tecnica anterior
Documentos de patente
Documento de Patente 1: JP 2-95415 A
Documento de Patente 2: JP 2009-119384 A
Resumen de la invencion
Problemas a resolver con la invencion
Cuando un extractor de polvo esta dispuesto en el lado situado hacia abajo de un reactor de extraccion de NOx, hay
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que disminuir el caudal en el reactor para evitar la abrasion de un catalizador, y durante una operacion de carga baja, tiende a depositarse polvo. Ademas, cuando un conducto vertical y una tolva en su porcion inferior estan dispuestos en el lado situado hacia arriba del reactor de extraccion de NOx, es imposible reducir suficientemente el caudal de gases de escape en el conducto debido a limitaciones tales como la disposicion de la planta. Ademas, cuando es imposible asegurar una longitud suficiente del conducto, el transporte de polvo incluso grande, como ceniza masiva, no se evita suficientemente, dando lugar a que hollm masivo mayor que el recorrido de flujo de gases de escape de un catalizador produzca bloqueo en el catalizador. Por otra parte, cuando un tamiz de malla esta dispuesto en un conducto, la obstruccion es problematica, y tambien cuando esta dispuesto en un conducto donde el caudal es grande, el tamiz propiamente dicho experimenta abrasion, dando lugar a operaciones frecuentes de mantenimiento. Ademas, cuando un tamiz de malla esta dispuesto en una entrada del reactor verticalmente al flujo de gas, no se facilita ningun mecanismo de descarga del polvo recogido y hay que realizar limpieza/descarga parando la caldera. Por lo tanto, es posible que tenga lugar obstruccion dependiendo de la frecuencia de limpieza.
Los objetos de la presente invencion son resolver dichos problemas, reducir facilmente el polvo de un diametro de partfcula grande que efectue bloqueo y abrasion, y evitar la deposicion en un reactor de catalizador.
Medios para resolver los problemas
Para resolver los problemas anteriores, los autores de la presente invencion han proporcionado una hendidura de chapa fina basculante que tiene una estructura espedfica en un recorrido de humo de la salida de un economizador de una caldera o en la porcion superior de una capa de catalizador de un reactor para quitar eficientemente polvo, por lo que se resuelven los problemas anteriores. En otros terminos, la invencion reivindicada por la presente solicitud es la siguiente.
(1) Aparato de extraccion de NOx de gases de escape incluyendo un reactor de extraccion de NOx que tiene una capa de catalizador para quitar oxidos de nitrogeno en gases de escape de combustion;
una estructura de conducto que tiene un punto de verticalizacion en el que un flujo de los gases de escape cambia de una direccion horizontal a una direccion vertical en el conducto de gases de escape en el lado situado hacia arriba del reactor de extraccion de NOx;
una hendidura de chapa fina basculante en la que varias chapas finas estan dispuestas en el conducto de la direccion horizontal de una entrada del punto de verticalizacion o/y en una entrada de la capa de catalizador en el reactor de extraccion de NOx en una direccion vertical con una anchura de hendidura mas pequena que la anchura de abertura de la capa de catalizador en un angulo de inclinacion predeterminado con relacion a la seccion transversal del recorrido de flujo de gases de escape; y
una porcion de recogida/descarga de polvo montada en el extremo inferior de la hendidura de chapa fina basculante.
(2) El aparato descrito en (1), en el que la anchura de abertura de la capa de catalizador es de 3 a 10 mm; la altura de la hendidura de chapa fina basculante es de 30 a 100 mm; y el angulo de inclinacion es de 5 a 45 grados con relacion a una direccion horizontal.
En la presente invencion, la hendidura de chapa fina dispuesta en el conducto o en la entrada de la capa de catalizador se ha formado disponiendo una pluralidad de chapas finas, por ejemplo, una pluralidad de chapas metalicas finas que tienen un grosor de no mas de 3 mm y una altura de 30 a 100 mm, con una anchura de hendidura mas pequena que la anchura de abertura de 3 a 10 mm de la capa de catalizador en una direccion vertical. Con respecto a la forma de la chapa fina, las que tienen una forma de diamante alargada se usan en realizaciones a describir mas adelante, pero se puede emplear cualquier forma a condicion de que la forma se pueda disponer en la seccion transversal del flujo de gases de recorrido de escape. Ademas, la altura de la forma se selecciona en el rango de 30 a 100 mm en vista de la eficiencia de recogida de polvo, la perdida de presion y analogos.
La hendidura de chapa fina basculante se ha formado de tal manera que esta hendidura de chapa fina este dispuesta en la seccion transversal del flujo de gases de recorrido de escape en un angulo de 5 a 45 grados con respecto a una direccion horizontal. Cuando la anchura de hendidura es mas grande que la anchura de abertura de la capa de catalizador, el polvo tiende a pegarse en la capa de catalizador. Ademas, cuando el angulo de inclinacion de la hendidura de chapa fina es inferior a 5 grados con respecto a la direccion horizontal, solamente aparece un pequeno efecto de recogida de polvo y en el caso de mas de 45 grados, la abrasion de la chapa fina debido a polvo y perdida de presion se incrementan facilmente.
Efectos ventajosos de la invencion
Segun la presente invencion, es posible reducir el polvo de gran diametro de partfcula de los gases de escape introducidos a un reactor de catalizador e inhibir la abrasion y el bloqueo de una capa de catalizador. La hendidura
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de chapa fina basculante usada en la presente invencion es mas resistente a la abrasion y duradera que los tamices de malla convencionales y las mallas de alambre (mallas de metal). Ademas, una estructura de hendidura basculante hace posible recoger eficientemente polvo en una tolva del extremo inferior sin que sea atrapado en una direccion de cafda. Ademas, dado que es innecesario disminuir en gran parte el caudal de gas introducido a la capa de catalizador, se puede evitar una disminucion de la potencia de transporte de polvo y se puede impedir la deposicion de polvo en la capa de catalizador. Ademas, dado que se facilita un mecanismo de descarga de polvo, la planta puede operar independientemente de la limpieza del polvo recogido despues de parar la caldera.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista que ilustra un aparato de tratamiento de gases de escape que representa una realizacion de la presente invencion.
La figura 2 es una vista parcialmente esquematica de una hendidura de chapa fina basculante usada en la presente invencion.
Realizaciones para llevar a la practica la invencion
La presente invencion se describira ahora en detalle con referencia a realizaciones.
La figura 1 es una vista que ilustra un aparato de tratamiento de gases de escape que representa una realizacion de la presente invencion. La figura 2 es una vista parcialmente esquematica de una hendidura de chapa fina basculante usada en la presente invencion. Este aparato incluye un reactor de extraccion de NOx 2 que tiene una capa de catalizador 3 para quitar oxidos de nitrogeno en gases de escape de combustion 1 descargados de una caldera y analogos; y un punto de verticalizacion 9 en el que un flujo de los gases de escape cambia de una direccion horizontal a una direccion vertical, estando dispuesto el punto de verticalizacion 9 en un conducto horizontal 10 en el lado situado hacia arriba de una entrada de gases de escape del reactor de extraccion de NOx 2, en el que se han dispuesto hendiduras de chapa fina basculante 13A y 13B donde varias chapas finas 14 que tienen una forma de diamante fina larga estan dispuestas en el conducto 9 de la direccion horizontal de una entrada del punto de verticalizacion 9 y en una entrada de la capa de catalizador 3 en el reactor de extraccion de NOx 2 en una direccion vertical con una anchura de hendidura mas pequena que la anchura de abertura de la capa de catalizador en un angulo de inclinacion predeterminado con relacion a la seccion transversal del recorrido de flujo de gases de escape; y porciones de recogida/descarga de polvo 11 y 12 estan dispuestas en el extremo inferior de las hendiduras de chapa fina basculante 13A y 13B, respectivamente. Aqrn, en la figura, el sfmbolo 4 representa una tolva dispuesta en el conducto horizontal de una salida de un economizador 5, y el sfmbolo 7 representa una chapa tamiz dispuesta en una entrada del reactor de extraccion de NOx.
En dicho aparato, los gases de escape 1 son enviados al reactor de extraccion de NOx 2 mediante una salida de caldera, un conducto horizontal, un conducto vertical, y un conducto horizontal, y tratados en la capa de catalizador 3. Una de las hendiduras de chapa fina basculante 13 esta dispuesta en el conducto horizontal de la salida del economizador 5 y la otra de las hendiduras de chapa fina basculante 13 esta dispuesta en la entrada de la capa de catalizador 3 en el reactor. Por ello, el polvo de gran diametro de partfcula es recogido en las hendiduras de chapa fina basculante 13A y 13B y luego es recogido en las porciones de recogida/descarga de polvo dispuestas en sus porciones de extremo inferior, a saber, la tolva 11 de la porcion inferior del punto de verticalizacion 9 y la tolva 12 dispuesta en el lado del reactor, respectivamente. Como resultado, se disminuye el flujo de polvo que tiene gran diametro de partfcula a la capa de catalizador y se reduce el bloqueo de la capa de catalizador.
En la realizacion anterior, se facilitaron dos hendiduras de chapa fina basculante (13A y 13B), pero cuando la cantidad de conducto en los gases de escape es pequena, esta hendidura se puede disponer en el conducto horizontal de la entrada del conducto vertical 9 o en la entrada de la capa de catalizador 3 en el reactor.
Aqrn, para comparacion, en el aparato de la figura 1, en el caso donde no se facilitaron hendiduras de chapa fina basculante 13A y 13B y en el caso donde el conducto vertical 9 se puso a un caudal comun de 15 m/s, se observo si se transportaba ceniza masiva al reactor 2 y entonces en una capa de catalizador dispuesta en el lado de caldera se acumulo polvo mas grande que el flujo de gases de recorrido de escape de un catalizador.
Por otra parte, se hallo que cuando se colocaba un tamiz de malla en la salida de caldera, el polvo de gran diametro de partfcula suficiente para bloquear el catalizador podfa ser recogido, pero la recogida de polvo bloqueaba parcialmente el recorrido de flujo del tamiz de malla y se observo abrasion parcial.
Explicacion de simbolos
1: gases de escape de caldera; 2: reactor de extraccion de NOx; 3: capa de catalizador; 4: tolva de economizador; 5, 7: chapa tamiz; 9: conducto (punto de verticalizacion); 11, 12: tolva; 13A, 13B: hendidura de chapa fina basculante; 14: chapa fina basculante.
Claims (4)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Aparato de extraccion de NOx de gases de escape incluyendo:un reactor de extraccion de NOx (2) que tiene una capa de catalizador (3) para quitar oxidos de nitrogeno en gases de escape de combustion (1);un conducto (9) situado hacia arriba del reactor de extraccion de NOx, teniendo el conducto un punto de verticalizacion en el que un flujo de los gases de escape cambia de una direccion horizontal a una direccion vertical en el conducto;un tamiz (13A) incluyendo un numero de chapas finas (14) que estan dispuestas en un plano paralelas una a otra formando hendiduras verticales, siendo la anchura de las hendiduras mas pequena que la anchura de abertura de la capa de catalizador, estando situado el tamiz (13A) en una porcion horizontal del conducto en un lado de entrada del punto de verticalizacion, y estando basculado el tamiz (13A) en un angulo predeterminado con relacion a la seccion transversal del recorrido de flujo de gases de escape; yuna porcion de recogida/descarga de polvo (11) montada en el extremo inferior del tamiz (13A).
- 2. El aparato segun la reivindicacion 1, incluyendo ademas un tamiz (13B) incluyendo un numero de chapas finas (14) que estan dispuestas en un plano paralelas una a otra formando hendiduras verticales, siendo la anchura de las hendiduras mas pequena que la anchura de abertura de la capa de catalizador (3), estando situado el tamiz (13B) en un conducto de entrada de la capa de catalizador en el reactor de extraccion de NOx (2), y estando basculado el tamiz (13B) en un angulo predeterminado con relacion a la seccion transversal del recorrido de flujo de gases de escape, yuna porcion de recogida/descarga de polvo (12) montada en el extremo inferior del tamiz (13B).
- 3. Aparato de extraccion de NOx de gases de escape incluyendo un reactor de extraccion de NOx (2) que tiene una capa de catalizador (3) para quitar oxidos de nitrogeno en gases de escape de combustion (1);un conducto (9) situado hacia arriba del reactor de extraccion de NOx, teniendo el conducto un punto de verticalizacion en el que un flujo de los gases de escape cambia de una direccion horizontal a una direccion vertical en el conducto;un tamiz (13B) incluyendo un numero de chapas finas (14) que estan dispuestas en un plano paralelas una a otra formando hendiduras verticales, siendo la anchura de las hendiduras mas pequena que la anchura de abertura de la capa de catalizador, donde el tamiz (13B) esta situado en un conducto de entrada de la capa de catalizador en el reactor de extraccion de NOx, y estando basculado el tamiz (13B) en un angulo predeterminado con relacion a la seccion transversal del recorrido de flujo de gases de escape; yuna porcion de recogida/descarga de polvo (12) montada en el extremo inferior del tamiz (13B).
- 4. El aparato segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la anchura de abertura de la capa de catalizador es de 3 a 10 mm, la altura de las chapas finas es de 30 a 100 mm, y el angulo de los tamices (13A, 13B) es de 5 a 45 grados con relacion a una direccion horizontal.
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