FI82202C - Anordning foer rening av flaektningsgaser. - Google Patents

Description

1 82202 Järjestely tuuletuspäästöjen puhdistamiseksi

Keksintö kohdistuu järjestelyihin teollisuusjätteiden polttamiseksi, erityisemmin järjestelyihin kaasumaisten jätteiden tai myrkyllisten kaasujen neutraloimiseksi ja erityisesti järjestelyihin tuuletuspäästöjen puhdistamiseksi.

Tätä keksintöä voidaan käyttää edullisimmin järjestelyissä, jotka on tarkoitettu myrkyllisyydeltään alhaisten tuuletuspäästöjen puhdistamiseen maalaus- ja kuivuusalueilta, joilla käytetään orgaanisia liuottimia ja joilla on paikalliset imurit työskentelypaikoilla .

Keksintöä voidaan käyttää koneenrakennuksessa, metallurgiassa, kojeteollisuudessa ja millä tahansa teollisuuden alalla, jolla käytetään lakkoja ja maaleja.

Tunnettu järjestely tuuletuspäästöjen puhdistamiseksi (SU-A 520489) käsittää vaipan, jonka sisälle on sovitettu perättäin polttokammio, jossa on poltin, sekoituskammio, jossa on rei'itet-ty putki, ja jälkipolttokammio, jossa on katalyyttiset elementit, jotka on muodostettu kahdesta rei'itetysta koaksiaalisesta kartiosta ja putkilämmönvaihdin.

Sekoituskammion rei'itetty putki saa aikaan tuuletuspäästöjen tasaisen kuumenemisen hapetusreaktion lämpötilaan jäjestelyn katalyyttisissä elementeissä. Polttimen ja sekoituskammion rei'itetyn putken sama-akselinen sijainti ei takaa polttokaasu-jen tasaista sekoittumista tuuletuspäästöihin, mikä johtaa ilmavirran epätasaiseen lämpötilaan katalyyttisten elementtien edessä ja vastaavasti järjestelyn epätehokkaaseen toimintaan. Katalyyttisten elementtien muodostaminen kahden rei'itetyn koaksiaa-lisen kartion muotoon vaatii suurikokoisen jälkipolttokammion lämpöeristykseen lisäkustannuksia.

Tunnettu järjestely tuuletuspäästöjen puhdistamiseksi (Lurgi, "Reinigung von Gasen, Abgasen und Abluft durch Absorption und

---- - I

2 82202

Katalyse") käsittää vaipan, jonka sisään on sovitettu polttokam-mio, jossa on poltin, jonka yläpuolelle on asennettu putkijohto tuuletuspäästöjen syöttämiseksi. Polttokammion perään on sijoitettu perättäin jälkipolttokammio ja lämmönvaihdin. Jälkipoltto-kammion sisään on asennettu katalyyttiset elementit. Katalyyttiset elementit on sijoitettu horisontaalisesti. Putkijohto tuule-tuspäästöjen syöttämiseksi ja poltin on sijoitettu samansuuntaisesti.

Tällainen poltto- ja jälkipolttokammion rakenne, jossa katalyyttiset elementit on sijoitettu horisontaalisesti, aiheuttaa epäedulliset olosuhteet ilmavirran nopeuden tasoittumiselle kata-lyyttisten elementtien edessä, mikä johtaa katalyyttisten elementtien eri alueiden epätasaiseen kuormittumiseen ja vastaavasti huonontaa järjestelyn toimintaa. Tuuletuspäästöjen syöttöputken ja polttimen samansuuntainen sijoitus johtaa ilmavirran epätasaiseen lämpötilaan katalyyttisten elementtien edessä, mikä myöskin huonontaa järjestelyn toimintaa.

Keksinnön tehtävänä on saada aikaan järjestely tuuletuspäästö-jen puhdistamiseksi, jossa muuttamalla poltto- ja jälkipolttokammion rakennetta varmistetaan ilmavirran tasoittuminen sen tullessa lämmönvaihtimeen.

Keksinnön ydinajatuksena on, että järjestely tuuletuspäästöjen puhdistamiseksi käsittää vaipan, jonka sisään on sijoitettu polt-tokammio, jossa on poltin, jonka päälle on asennettu putkijohto tuuletuspäästöjen syöttämiseksi, polttokammion perään on sijoitettu perättäin jälkipolttokammio, jonka sisään on asennettu katalyyttiset elementit, lämmönvaihdin ja keksinnön mukaisesti lämmönvaihtimen ja jälkipolttokammion väliin on asennettu jako-ritilä, jolla on V-muotoinen kärki, joka on suunnattu jälkipolt-timeen päin, ja tämän lisäksi katalyyttiset elementit on muodostettu kahden kallistetun nelisärmäisen prisman muotoon, jotka koskettavat toisiaan ylimmistä särmistään ja putkijohto on asennettu siten, että sen linja leikkaa polttimen linjaa ilmavirran lämpötilan tasoittamiseksi.

3 82202

Edullisesti jakoritilän kulma on 120-140°.

Putkijohdon linjan ja polttimen linjan leikkauspiste sijaitsee edullisesti polttokammion vastapäisellä seinämällä suhteessa polttimeen.

Jakoritilän pinta rei'itetään edullisesti siten, että reiät muodostavat jakoritilän pinta-alasta 20-40 % ja että rei ' ityksellä on ulokkeet, jotka on taivutettu alaspäin ja ovat kuperia suhteessa jakoritilän kärkeen.

Järjestelyn varustaminen jakoritilällä mahdollistaa ilmavirran tasaisen jakautumisen sen tullessa lämmönvaihtimeen vähäisellä jälkipolttokammion ja lämmönvaihtimen välisellä etäisyydellä. Katalyyttisten elementtien muodostaminen kahden kallistetun nelisärmäisen prisman muotoisiksi, jotka koskettavat toisiaan ylim-mistä särmistään, mahdollistaa tuuletuspäästöjen tasaisen kulun katalyyttisten elementtien kautta ja suojelee niitä liekkipur-kauksilta polttimen toimiessa äärimmäisissä olosuhteissa ilman lisäsuojalaitteitä.

Seuraavaksi keksintöä selvennetään sen suoritusesimerkillä sekä piirustuksella, jossa esitetään pitkittäisleikkauksena keksinnön mukainen järjestely tuuletuspäästöjen puhdistamiseksi.

Järjestely käsittää vaipan 1, jonka sisään on sijoitettu poltto-kammio 2, jossa on poltin 3. Polttimen 3 yläpuolelle on sijoitettu putkijohto 4 tuuletuspäästöjen syöttämiseksi. Polttokammion 2 päälle on sijoitettu jälkipolttokammio 5, jossa on kaksi katalyyttistä elementtiä 6, 7. Putkijohto 4 ja poltin 3 on sijoitettu polttokammion 2 samalle seinämälle. Putkijohdon 4 linja 8 leikkaa polttimen 3 linjan 9 polttokammion 2 vastakkaisella seinämällä pisteessä 10. Tällaisen putkijohdon 4 linjan 8 ja polttimen 3 linjan 9 leikkaamisen tarkoituksenmukaisuus todistetaan kaavalla

Atx = ΔtQ · n \| , jossa 4 82202

At = tuuletuspäästöjen virran ja polttokaasujen virran välisen lämpötilan erotus etäisyydellä X; X = etäisyys tuuletuspäästöjen maksimaalisen lämpötilaeron pisteestä minimaaliseen lämpötilaeron pisteeseen;

At = tuuletuspäästöjen virran ja polttokaasujen virran välinen lämpötilaero polttimen 3 ulostulossa; n = tuuletuspäästöjen lämpötilan vaihtelukerroin polttokaasu-jen virrassa; bQ = putkijohdon 4 tuuletuspäästöjen syöttämiseksi korkeus ulostulossa.

Kaavasta seuraa, että paras etäisyys X ja vastaavasti minimaalinen lämpötilaero At kuumennetun tuuletuspäästöjen virran si-sääntulossa katalyyttisiin elementteihin 6, 7 varmistetaan sijoittamalla putkijohto 4 tuuletuspäästöjen syöttämiseksi siten, että sen linja 8 leikkaa polttimen 3 linjan 9 polttokammion 2 vastakkaisella seinämällä suhteessa polttimeen 3.

Jälkipolttimen 5 päälle on asennettu lämmönvaihdin 11, jossa on kolme ilmakanavaa 12, 15, 14. Ilmakanava 15 johtaa putkihaarau-maan 13 osan tuuletuspäästöistä syöttämiseksi polttimeen 3. Lämmönvaihtimen 11 ja jälkipolttokammion 5 väliin on asennettu ilmavirran tasaamiseksi jakoritilä 16, joka on V-muotoinen. Jako-ritilän asennus välittömästi lämmönvaihtimen 11 ja katalyyttisten elementtien 6, 7 väliin varmistaa ilmavirran tasaisen nopeuden sen tullessa lämmönvaihtimeen 11 ja mahdollistaa asennus-kustannusten pienentämisen samoin kuin supistaa lämmönhukkaa ympäristöön pienentämällä lämpöä luovuttavaa pintaa. Jakoriti-lällä 16 on kärki, joka osoittaa jälkipolttokammiota 5 kohti. Jakoritilän 16 kärjen kulma on 120-140°.

Näiden kulma-arvojen ulkopuolella alkaa ilmavirran epätasaisuus-tekijä kasvaa jyrkästi määriteltynä suhteella v Vmaks K = - , jossa V . mm K = ilmavirran nopeuden epätasaisuustekijä, 5 82202

Vmaks = ilmavirran maksimaalinen nopeus, V„. = ilmavirran minimaalinen nopeus, min c

Ilmavirran epätasaisen nopeuden tekijä ei ylitä 10 %, kun kulma on 120-140° ja hydrauliset häviöt ovat 10-15 Pa.

Jakoritilän 16 pinnalle on tehty rei'itys, joka on 20-40 % jako-ritilän kokonaispinta-alasta. Jos rei'itys muodostaa vähemmän kuin 20 % jakoritilän 16 pinta-alasta, kasvavat lämpöhäviöt sillä jyrkästi. Jos rei'itys ylittää 40 % jakoritilän kokonaispinta-alasta, kasvaa virran nopeuden epätasaisuus ja saavuttaa yli 25 %. Jakoritilän 16 pinnalla on jokaisesta sen reiästä muodostettu ulokkeita 17, jotka on taivutettu alaspäin ja joilla on kupera muoto suhteessa jakoritilän 16 kärkeen. Ulokkeet ovat välttämättömiä ilmavirran suuntauksen muuttamiseksi ennen sen saapumista lämmönvaihtimeen 11. Jälkipolttokammion 5 katalyyttiset elementit 6, 7 on muodostettu kahden kallistetun nelisärmäisen prisman muotoon, jotka koskettavat toisiaan ylimmistä särmistään. Tällainen katalyyttisten elementtien muodostaminen takaa ilmavirran tasaisen nopeuden katalyyttisten elementtien 6, 7 välisen sisääntuloalueen pienentymisen ansiosta, jonne kuumenneet tuuletuspäästöt saapuvat polttokammiosta 2. Katalyyttisten elimien 6, 7 välinen tila pienenee tasaisesti katalyyttisten elementtien alimmista särmistä lähtien ylimpiin, jolloin kuumennettujen tuuletuspäästöjen virta pienenee tasaisesti siiryttäessä alhaalta ylös sillä tavoin, että saapuessaan ylimpiin toisiaan koskettaviin särmiin koko virta kulkee katalyyttisten elementtien 6, 7 suodattavien pintojen kautta. Katalyyttisten elementtien 6, 7 välisen sisääntuloalueen pieneneminen ilmavirran määrän suhteellisen vähenemisen ansiosta on ilmavirran nopeus katalyyttisten elementtien koko pinnalla yhtäläinen, mikä saa aikaan ilmavirran tasoittumisvaikutuksen.

Järjestely toimii seuraavalla tavalla.

Tuuletuspäästöt saapuvat ilmakanavan 12 kautta lämmönvaihtimeen 11, jossa ne kuumentuvat puhdistettujen kaasujen lämmöllä. Sen jälkeen osa tuuletuspäästöistä kulkee lämmönvaihtimesta 11 ilma- 6 82202 kanavaa 15 ja putkijohtoa 4 pitkin polttokammioon 2. Toinen osa tuuletuspäästöistä kulkee putkihaaraumaa 13 pitkin polttimeen 3 takaamaan polttoainekaasun palamisprosessin, jota kaasua syötetään esimerkiksi kaasusäiliöstä. Tämän jälkeen polttimesta 3 lähtevät polttokaasut, jotka siirtyvät polttimen 3 linjan 9 suuntaan tuuletuskaasujen kanssa. Tuuletuspäästöt, jotka tulevat putkijohdosta 4, siirtyvät putkijohdon 4 linjan 9 suuntaan ja sekoittuvat polttokaasuihin. Tehokkain polttokaasujen ja tuule-tuspäästöjen sekoittuminen saadaan aikaan sellaisella putkijohdon 4 ja polttimen 3 rakenteella, jossa putkijohdon 4 linja 8 ja polttimen 3 linja 9 leikkaavat pisteessä 10, joka sijaitsee polttokammion 2 vastakkaisella seinämällä suhteessa polttimeen 3. Tuuletuspäästöt saapuvat sekoitusprosessissa määrättyyn lämpötilaan kuumennuttuaan lisäpolttokammioon 5, kulkevat katalyyttisten elementtien 6, 7 ilmaa vastaanottavien pintojen kautta, joissa tapahtuu tuuletuspäästöjen puhdistusprosessi liekittömän hapettumisen muodossa. Puhdistuneet tuuletuspäästöt kulkevat edelleen jakoritilän 16 läpi. Jakoritilän ulokkeet 17 takaavat ilmavirran edelleentasoittumisen. Puhdistuneet tuuletuspäästöt kulkevat edelleen lämmönvaihtimen 11 läpi, luovuttavat osan lämmöstään tuuletuspäästöille kulkiessaan ilmakanavan 12 läpi ja poistuvat järjestelystä ilmakanavan 14 kautta.

Esitetyn järjestelyn käyttö mahdollistaa järjestelyn toiminnan tehostamisen, pienentää sen kokoa ja vähentää metallinkulutusta.

Il

Claims (4)

1. Järjestely tuuletuskaasujen puhdistamiseksi käsittää vaipan (1), jonka sisään on sijoitettu polttokammio (2), jossa on poltin (3), jonka yläpuolelle on asennettu putkijohto (4) tuuletus-kaasujen syöttämiseksi, polttokammion (2) perään on sijoitettu perättäin jälkipolttokammio (5), jonka sisään on asennettu katalyyttiset elementit (6, 7), ja lämmönvaihdin (11), tunnettu siitä, että lämmönvaihtimen (11) ja jälkipolttokam-mion (5) väliin on asennettu jakoritilä (16), jolla on V-muotoi-nen kärki, joka on suunnattu jälkipolttokammiota (5) kohti, sen lisäksi katalyyttiset elementit (6, 7) on muodostettu kahden kallistetun prisman muotoon, joiden ylimmät särmät koskettavat toisiaan, ja putkijohto (4) on asennettu siten, että sen linja (8) leikkaa polttimen (3) linjan (9) ilmavirran lämpötilan tasaamiseksi.

1 82202

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että jakoritilän (16) kärjen kulma on 120-140°.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että putkijohdon (4) linjan (8) ja polttimen (3) linjan (9) leikkauspiste sijaitsee polttokammion (2) vastakkaisella seinämällä suhteessa polttimeen (3).

4. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen järjestely, tunnet-t u siitä, että jakoritilän (16) pinnalle on muodostettu rei'itys, joka on 20-40 % jakoritilän kokonaispinta-alasta, jolla rei'ityksellä on alaspäin jakoritilän pinnasta taivutettuja ulokkeita (17), jotka ovat kuperia suhteessa jakoritilän (16) kärkeen. 8 82202