FI95875B - Menetelmä ja laite palo- ja/tai räjähdysvaarallisia komponentteja sisältävien kaasujen hapettamiseksi - Google Patents

Description

95875

Menetelmä ja laite palo- ja/tai räjähdysvaarallisia komponentteja sisältävien kaasujen hapettamiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä ja laite palo-5 ja/tai räjähdysvaarallisia komponentteja sisältävien kaasujen hapettamiseksi.

Lukuisissa menetelmissä (esim. väliainetuotannossa, keinonahkatuotannossa, lakkauksessa, kuivauksessa, jne) syntyy sellaisia hyödyttömiä kaasuja ja/tai höyryjä, jotka 10 sisältävät palo- ja/tai räjähdysvaarallisia komponentteja. Lukuisissa tapauksissa nämä kaasut on vapautettava sellaisissa suljetuissa tiloissa, jotka sinänsä ovat palo- ja räj ähdysvaarallisia.

Näiden kaasujen poistaminen voidaan ratkaista yk-15 sinkertaisimmin ja edullisimmin hapettamalla (polttamalla), jolloin kuitenkin normien ohjeet kieltävät palovaaralliset toiminnat tiloissa tai kohdissa, jossa tämä voisi aiheuttaa tulipalon tai räjähdyksen.

Tunnetusti sujuu erillisten kaasujen hapettaminen 20 vastaavien katalyyttien läsnäollessa myös leimahduspisteen alittavassa lämpötilassa ja alemman palavuusrajan alapuolella olevalla pitoisuusalueella. Patenttijulkaisu HU 171 795 ehdottaa ratkaisua sellaisten kaasujen katalyyttiseen hapetukseen, mutta ei kuitenkaan osoita miten palo-25 ja räjähdysvaarallisia kaasuja voitaisiin hapettaa kata-lyyttisesti (olkoon palo- ja räjähdysvaarallisissa tiloissa) ilman, että tämä toiminta olisi palo- ja räjähdysvaarallista.

Tunnetaan erilaisia katalyyttisia lämmityslaitteita 30 (esim. katalyyttinen kaasu-uusin SZIESZTA), mutta näitä ei kuitenkaan saa käyttää palo- ja räjähdysvaarallisissa tiloissa, koska palaminen ei tapahdu täysin ilman liekkiä (syntyy ns. mikroliekkejä, jotka voivat aiheuttaa räjähdyksen tai tulipalon).

35 Tämän keksinnön tehtävänä on edellä esitettyjen puutteiden voittaminen sekä menetelmän ja laitteen kehit- • · 2 95875 täminen, joka mahdollistaa erilaisia palo- ja räjähdysvaarallisia komponentteja sisältävien kaasujen vaarattoman hapettamisen.

Keksinnön perustana on havainto, että siinä tapauk-5 sessa kun kaasu johdetaan suljettuun reaktoriin ja siihen järjestetään vastaava katalyytti siten, että tällöin varmistetaan lyhyemmät kuin liekin muodostukseen vaadittavat vapaat välit ja että lisäksi lämpötilan säädöllä estetään ylikuumeneminen ja kaasun syöttönopeuden vastaavalla valin-10 nalla suljetussa reaktorissa mahdollisen vahingoittumisen johdosta esiintyvien liekkien leviäminen, palo- ja/tai räjähdysvaarallisten kaasujen hapettaminen voidaan suorittaa myös palo- ja/tai räjähdysvaarallisessa tilassa.

Tämän havainnon perusteella ratkaistiin esitetty 15 tehtävä menetelmällä palo- ja/tai räjähdysvaarallisia komponentteja sisältävien kaasujen hapettamiseksi, jolloin kaasu johdetaan katalyyttia sisältävään reaktoriin, saatetaan se katalyyttista hapettamista varten vaadittavaan lämpötilaan, ja jolloin keksinnön mukaisesti käytetään 20 suljettua reaktoria, jossa kaasu pidetään katalyyttista hapettamista varten vaadittavassa lämpötilassa, ja estetään lämpötilaa saavuttamasta kaasun syttymislämpötilaa.

Laitteessa palo- ja/tai räjähdysvaarallisia komponentteja sisältävien kaasujen hapettamiseksi, joka laite 25 käsittää katalyyttia sisältävän reaktorin, on reaktori varustettu kaasun syöttöjohdolla ja poistojohdolla sekä ohjattavalla lämmityslaitteella, jolloin keksinnön mukaisesti laitteessa on rakeista katalyyttia sisältävä suljettu reaktori, jota ennen on järjestetty suljettu lämmityskam-30 mio, lämmitysväline sijoitettu lämmityskammioon, myös läm-. mityskammio sisältää katalyyttia ja lämmityskammio sekä reaktori sisältävät lämpötila-antureita, jotka ohjausyksikön kautta on liitetty ohjattavaan lämmityslaitteeseen.

Keksinnön mukaisen laitteen edullisessa suoritus-35 muodossa lämmityskammio on varustettu sähkölämmityslait- · · il IU t dfiu I 11 «I , , 3 95875 teella, joka on kytketty suljettua rakennetta olevaan oh-jauskaappiin ja varustettu ohjauskaapln ylipaineen takaavalla laitteella sekä paineanturilla.

Keksinnön mukaisen laitteen toisessa edullisessa 5 suoritusmuodossa se sisältää lämmönvaihtimen, jonka toinen puoli on kytketty reaktorin eteen ja toinen puoli reaktorin jälkeen. Edullista on, jos reaktori, lämmityskammio ja mahdollisesti myös lämmönvaihdin on koottu samaan yksikköön.

10 Lopuksi on edullista, jos järjestetään kaksi tois tensa rinnalle kytkettyä lämmityskammiota.

Keksintöä selitetään perusteellisesti seuraavassa suoritusesimerkkien ja piirustuksen avulla. Piirustuksessa esitetty kuvio 1 on periaatekaavio keksinnön mukaisesta 15 laiteesta.

Esitetyssä laitteessa on suljettu raktori 4, joka on varustettu kaasun syöttöjohdolla 41 ja kaasun poisto-johdolla 42. Reaktoriin 4 on järjestetty rakeinen katalyytti. Reaktorin 4 kaasun poistojohto 42 on liitetty kaasu-20 tiiviisti lämmönvaihtimen 2 putkiin, joiden kautta hapettunut kaasu poistuu savupiippuun 21.

Lämmönvaihtimen 2 vaipan puoleinen sisäänmeno on liitetty tuulettimeen 1, johon hapetettava kaasu (esim. metaani-ilmaseos) tulee liekinvarmistimen 8 (esim. magneet-25 tiventtiili pikasululla). Vaipan puoleinen ulostulo on kahden rinnakkaisen lämmityskammion 3 kautta kaasutiiviisti liitetty reaktorin 4 kaasun syöttöjohtoon 41.

Lämmityskammiot 3 on myös täytetty rakeisella kata-lyyttiaineella (jonka tyyppi välttämättä ei kuitenkaan ole 30 sama kuin reaktorissa 4 käytetyn katalyyttiaineen). Läm-mityskammioihin 3 on liitetty ylipaineessa olevat sähkö-ohjauskaapit 5. Ohjauskaappeihin 5 on kytketty lämmitys-kammioiden 3 ohjattavat lämmityslaitteet 31, jotka on järjestetty ulottumaan rakeiseen katalyyttipetiin.

35 Ohjauskaapit 5 liittyvät toisaalta paineen säätö- suodattimen 7 kautta paineilmaa tai neutraalia kaasua tuot- 4 95875 tavaan, ylipaineen takaavaan (esittämättä olevaan) laitteeseen, ja toisaalta magneettiventtiilillä 61 varustettuun poistojohtoon 6.

Reaktori 4 ja länunityskammiot on tarkoituksenmukai-5 sella tavalla koottu samaan yksikköön lämpöhäviön pienentämiseksi .

Laitteella on käyttöpaneeli 10 ja ohjausyksikkö 20, jotka on liitetty toisiinsa sekä reaktoriin 4 ja lämmitys-kammioihin 3 liitettyihin lämpötila-antureihin 43, 44 ja 10 32 (esim. lämpökytkimiä) ja ohjauskaappeihin 5 liitettyihin paineantureihin 51 (esim. painekytkimiä).

Esitetyllä laitteella toteutetaan keksinnön mukainen menetelmä seuraavalla tavalla.

Puhdistettava (hapetettava) kaasu imetään sisään 15 tuulettimella 1 liekinvarmistimen 8 kautta ja painetaan lämmönvaihtimen 2 vaipan puolelta rinnakkaisiin lämmitys-kammioihin 3.

Täällä lämmönvaihtimella 2 esilämmitetty kaasu kuumennetaan sähkölämmityslaitteilla 31 (jotka on upotettu 20 rakeiseen katalyyttiineeseen) katalyyttista hapettamista varten välttämättömään lämpötilaan (80 - 550 °^, edullisesti 180 - 330 ° ). Lämmityskammioista 3 kaasu pääsee reaktoriin 4, jossa sitten katalyyttinen hapetus saatetaan loppuun. Hapetetun (puhdistetun) kaasun virtaus poistuu 25 lämmönvaihtimen 2 putkien kautta savupiippuun 21, jolloin puhdistettavan kaasun virtaus esilämmitetään vastavirtaan.

Syöttönopeus valitaan tällöin siten, että se on suurempi kuin palamisnopeus, edullisesti vaarallisimpien (metaanin) kaasujen (joilla on suurin palamisnopeus) 30 kaksi - viisinkertainen palamisnopeus.

. Ohjauskaapit 5 on pidettävä ylipaineessa, jotta siihen ei voi päästä ilmaa ulommasta palo- ja räjähdysvaarallisesta tilasta. Ennen käytön aloittamista ne huuhdellaan paineilmalla tai neutraalilla kaasulla. Laitteilla 35 51 tarkistetaan, että määrätty ylipaine (esim. 100 Pa) on 5 95875 olemassa. Jos ohjauskaapin 5 sisäinen paine käytön aikana laskee ennalta määrätyn arvon (esim. 50 Pa) alle, niin lämmityslaitteet 31 kytketään välittömästi pois päältä laitteen 51 avulla.

5 Pääkytkimen kytkeminen päälle on mahdollinen vasta sen jälkeen kun ohjauskaapit 5 on huuhdeltu ja vastaava ylipaine muodostunut. Vasta sen jälkeen voidaan käynnistää tuuletin 1 ja sen jälkeen sähkölämmitys. Jos tuuletin 1 pysähtyy, kytkeytyy sähkölämmitys automaattisesti pois 10 päältä.

Jos katalyyttipetin lämpötila ylittää sallitun arvon, niin laitteet 43, 44 ja 32 signaloivat käyttöhäiriöstä ohjauspaneelille 10 ja yksikölle 20 ja kytkevät lämmityksen ja tarpeen mukaisesti koko laitoksen pois päältä.

15 Tarkoituksenmukaisesti on myös valvottava sähköläm- mityslaitteiden 31 moitteetonta tilaa vastaavien välineiden avulla. Yksittäiset viat, käyttöhäiriöt osoitetaan käyttö-paneelilla 10 akustisilla ja valosignaaleilla. Lämpötilan nousu voi johtua kolmesta syystä.

20 a) tuulettimen 1 pysähtyminen b) säätöpiirin vikaantuminen c) epäpuhtauskomponenttien pitoisuuden nousu Lämmityksen pääkytkin kytkeytyy pois päältä kaikissa kolmessa tapauksessa.

25 Koska laitteiston ja siinä olevan katalyyttipetin virtausvastus on pieni, (2000 - 3000 Pa), voidaan savupiipulle antaa murtumislevyn ominaisuus. Ulospuhalluksen tapahtuessa se ei merkitse mitään vaaran lähdettä.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella 30 voidaan (katalyyttipetiaineen sinänsä tunnetulla tavalla - .1 tapahtuvalla valinnalla) hapettaa eli puhdistaa mitä eri- laisimpia kaasuja, esim. aromaattisia, normaaleja, syklo-ja hiilivetyjä, pysyviä rikki- ja typpipitoisia, hiilivety-johdannaisia, hiilimonoksidia, rikkivetyä, merkaptaania 35 ja ammoniakkiepäpuhtauksia sisältäviä ilmavirtauksia.

t ·« 6 95875 α Räjähdysvaaralliseen tilaan järjestetyt laitteet (esim. tuulettimet) ja varusteet (esim. painekytkimet, magneettiventtiilit) on luonnollisesti valmistettava räjäh-dysturvallisina.

5 Savupiippu 21 ja putkijohdot on tarkoituksenmukai sesti varustettava (esittämättä olevilla) värähtelyvaimen-timilla (joustavilla putkiosuuksilla). Lämmityskammiot 3, reaktori 4 ja lämmönvaihdin 2 on tarkoituksenmukaisesti koottava hitsatuin liitoksin tekniikan tasoa vastaten 10 yhdeksi lohkoksi ja järjestettävä vastaavaan telineeseen.

Puhdistettavassa kaasun virtauksessa olevien epä-puhtauskomponenttien hapettaminen tapahtuu katalyytin pinnalla syttymislämpötilaan nostetulla lämpötilalla, ilman että tällöin esiintyy liekkejä, koska laitetta ympäröivässä 15 rakeisessa katalyyttiaineessa vapaa matka on lyhyempi kuin kriittinen arvo.

• · 1 · · ,

Claims (6)

95875 7

1. Menetelmä palo- ja/tai räjähdysvaarallisia komponentteja sisältävien kaasujen hapettamiseksi, jolloin 5 kaasu johdetaan katalyyttia sisältävään reaktoriin ja saatetaan siinä katalyyttista hapettamista varten vaadittuun lämpötilaan, tunnettu siitä, että käytetään suljettua reaktoria, pidetään siinä kaasu katalyyttista hapettamista varten vaaditussa lämpötilassa, 5a estetään kaasua 10 saavuttamasta syttymislämpötilaa.

2. Laite palo- ja/tai räjähdysvaarallisia komponentteja sisältävien kaasujen hapettamiseksi, joka käsittää katalyyttia sisältävän reaktorin, jolloin reaktori on varustettu kaasun syöttöjohdolla ja poistojohdolla sekä oh- 15 jättävällä lämmityslaitteella, tunnettu siitä, että laitteessa on rakeista katalyyttia sisältävä suljettu reaktori (4), jota ennen on järjestetty suljettu lämmityskammio (3), ja että lämmityskammio (3) ja reaktori (4) sisältävät lämpötila-antureita (32, 43, 44), jotka ohjausyksikön (20) 20 kautta on liitetty ohjattavaan lämmityslaitteeseen (31).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että lämmityskammio (3) on varustettu sähkölämmityslaitteella (31), joka on kytketty suljettuun ohjauskaappiin (5), ja että ohjauskaappi (5) on varustettu 25 ylipaineen takaavalla laitteella sekä paineanturilla (51).

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on lämmönvaihdin (2), jonka toinen jakso (puoli) on kytketty ennen reaktoria (4) ja toinen reaktorin (4) jälkeen.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että reaktori (4), lämmityskammio • · · (3) ja mahdollisesti myös lämmönvaihdin (2) on koottu yhdeksi yksiköksi.

:: 6. Jonkin patenttivaatimuksen 2-5 mukainen laite, 35 tunnettu siitä, että siinä on kaksi lämmityskam-miota (3), jotka on kytketty rinnakkain. • « 8 95875