IT202000019675A1 - Catalizzatore con moduli movimentabili nonche’ sezione di un dispositivo di lavoro comprendente tale catalizzatore, dispositivo di lavoro comprendente una tale sezione e impianto comprendente tale dispositivo - Google Patents

Catalizzatore con moduli movimentabili nonche’ sezione di un dispositivo di lavoro comprendente tale catalizzatore, dispositivo di lavoro comprendente una tale sezione e impianto comprendente tale dispositivo Download PDF

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Description

CATALIZZATORE CON MODULI MOVIMENTABILI NONCHE? SEZIONE DI UN DISPOSITIVO DI LAVORO COMPRENDENTE TALE CATALIZZATORE, DISPOSITIVO DI LAVORO COMPRENDENTE UNA TALE SEZIONE E IMPIANTO COMPRENDENTE TALE DISPOSITIVO
DESCRIZIONE
Campo di applicazione
La presente invenzione ? generalmente applicabile al settore tecnico dei catalizzatori per l?abbattimento dei fumi ed ha particolarmente per oggetto un catalizzatore con moduli movimentabili, nonch? una sezione di un dispositivo di lavoro comprendente tale catalizzatore, un dispositivo di lavoro comprendente una tale sezione e un impianto comprendente tale dispositivo di lavoro.
Definizioni
Nel presente documento, con il termine ?modulo sostanzialmente piano? e derivate riferite ad un catalizzatore, ci si riferisce ad un modulo, ovvero un corpo sostanzialmente planare, comprendente uno strato cataliticamente attivo in grado di filtrare il gas attraversante lo stesso.
In particolare, il modulo potr? essere sia piastriforme, sia a nido d?ape, noti nello stato della tecnica.
Stato della Tecnica
Sono noti impianti che utilizzano caldaie a recupero di calore, HRSG, per produrre energia elettrica.
Tali caldaie sono alimentate da turbine a gas e il calore generato ? recuperato per produrre energia elettrica.
Infatti, le stesse sono costituite da un evaporatore e un surriscaldatore e il vapore prodotto alimenta una turbina a vapore per incrementare l?efficienza dell?impianto nella produzione stessa di energia elettrica.
D?altra parte, le turbine a gas che alimentano gli HRSG hanno elevate emissioni di monossido di carbonio (CO) altamente tossico durante gli avviamenti e nelle condizioni di produzione a basso carico.
A tal riguardo, ? noto l?utilizzo di catalizzatori a metalli preziosi, inseriti all?interno delle caldaie a recupero di calore per abbattere il monossido di carbonio prodotto.
Tuttavia, tali catalizzatori creano perdite di carico al passaggio del gas nell?HRSG con una penalizzazione sull?efficienza complessiva dell?impianto.
Sono altres? noti reattori di depurazione che utilizzano i catalizzatori per ridurre le emissioni di monossido di carbonio (CO) a seguito della combustione.
Presentazione dell?invenzione
Scopo della presente invenzione ? quello di superare gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un catalizzatore in grado di abbattere il monossido di carbonio (CO).
Altro scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un catalizzatore in grado di abbattere le emissioni dei gas circolanti nel dispositivo comprendente il catalizzatore.
Altro scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un catalizzatore avente minimo impatto sull?efficienza energetica di un impianto che comprende un tale catalizzatore.
Ulteriore scopo della presente invenzione, ? mettere a disposizione un catalizzatore duraturo nel tempo.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un dispositivo di lavoro e un impianto efficienti a qualunque carico.
Tali scopi, nonch? altri che appariranno pi? chiaramente nel seguito, sono raggiunti da un catalizzatore, una sezione di un dispositivo di lavoro, un dispositivo di lavoro e un impianto in accordo con quanto qui descritto, illustrato e/o rivendicato.
Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione vantaggiose dell?invenzione.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite ma non esclusive dell?invenzione, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:
la FIG.1 illustra una sezione S di un dispositivo D;
la FIG. 2A illustra un catalizzatore 1 in cui i moduli 12 sono nella prima posizione di lavoro di cui la FIG.2B rappresenta un particolare;
la FIG. 3A illustra un catalizzatore 1 in cui i moduli 12 sono nella terza posizione di lavoro di cui la FIG.3B rappresenta un particolare;
la FIG. 4A illustra un catalizzatore 1 in cui i moduli 12 sono nella seconda posizione di lavoro di cui la FIG.4B rappresenta un particolare;
la FIG.5 ? un?illustrazione schematica di un dispositivo di lavoro D comprendente una sezione S;
la FIG. 6 ? un?illustrazione schematica di un dispositivo D nella forma di una caldaia a recupero di calore C;
la FIG. 7 ? un?illustrazione schematica di un dispositivo D nella forma di reattore di depurazione R;
la FIG. 8 ? un?illustrazione schematica di un impianto I comprendente un dispositivo D nella forma di una caldaia a recupero di calore C;
la FIG. 9 ? un?illustrazione schematica di un impianto I comprendente un dispositivo D nella forma di un reattore R.
Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Facendo riferimento alle figure citate, si descrive un catalizzatore 1 installabile in una sezione S di un dispositivo di lavoro D, quale ad esempio una caldaia a recupero di calore, un reattore di depurazione, o un qualsiasi condotto di scarico fumi, ad orientamento verticale o orizzontale.
La sezione S potr? comprendere un?entrata E per il gas da depurare e un?uscita U del gas depurato.
Il catalizzatore 1 potr? comprendere almeno una struttura di supporto 11, sostanzialmente una cornice, fissabile nella sezione S e definente un asse X giacente su un piano ?.
Altres?, il catalizzatore 1 potr? comprendere uno o pi? moduli catalitici 12 inseriti, come noto allo stato dell?arte, nella struttura di supporto 11.
Secondo una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva, il catalizzatore 1 potr? comprendere una successione 12? di moduli catalitici 12 con sviluppo lungo l?asse X.
Opportunamente, i moduli 12 potranno presentare ognuno una superficie 121 attraversabile dal flusso di gas.
Anche se per il prosieguo della presente descrizione ci si riferir? per semplicit? ad un unico modulo 12, si comprende che quanto descritto potr? essere riferito ad ogni modulo 12 della successione di moduli 12?.
La presente invenzione potr? inoltre includere varie parti e/o elementi simili o uguali. Dove non altrimenti specificato, parti e/o elementi simili o uguali verranno indicati con un singolo numero di riferimento, intendendosi che le caratteristiche tecniche descritte sono comuni a tutte le parti e/o elementi simili o uguali.
Il catalizzatore 1 potr? comprendere mezzi di movimentazione 20 agenti sul modulo 12 per movimentarlo fra una prima posizione di lavoro in cui giace sul piano ? o un piano ad esso parallelo ed una o pi? seconde posizioni di lavoro in cui ? spaziato da questo.
In particolare, quando il modulo 12 ? nella prima posizione di lavoro, il gas potr? attraversare la superficie 121 in una direzione perpendicolare alla stessa, mentre quando il modulo 12 ? nella seconda posizione di lavoro, il gas potr? attraversare la superficie 121 solo parzialmente e il flusso di gas potr? essere sensibilmente deviato dalla presenza del modulo 12 stesso.
Altres?, quando il modulo 12 ? in una terza posizione di lavoro, definibile anche come posizione di riposo o di non lavoro, il gas potr? non attraversare la superficie 121 e il flusso di gas non sar? deviato dalla presenza del modulo 12 stesso.
In tal modo, sar? possibile modulare in modo selettivo la quantit? di gas depurato ed eventualmente regolare ed omogeneizzare, ovvero uniformare il flusso dello stesso.
In generale, il catalizzatore 1 potr? avere una maggiore durata nel tempo ed il suo utilizzo avverr? solo quando necessario.
Secondo una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva, il modulo 12 potr? comprendere un lato 13 definito da un elemento allungato 21 che si sviluppa lungo un asse Y perpendicolare all?asse X.
In particolare, l?elemento allungato 21 potr? comprendere due estremit? opposte 121?, 121?? associate alla struttura di supporto 11.
Preferibilmente, i mezzi di movimentazione 20 potranno agire su tale elemento allungato 21 per movimentare il modulo 12.
A tal fine, i mezzi di movimentazione 20 potranno comprendere mezzi attuatori 22 collegati con gli elementi allungati 21.
Ad esempio, tali mezzi attuatori 22 potranno essere configurati per indurre una traslazione anche parziale del modulo 12 in modo tale che quando quest?ultimo ? in una delle seconde posizioni di lavoro, il gas subisca solo un parziale filtraggio ed eventualmente una deviazione dalla normale direzione fluidica attraverso l?entrata E e l?uscita U.
Secondo un altro esempio, i mezzi attuatori 22 potranno agire sull?elemento allungato 21 per movimentare angolarmente il modulo 12, inducendone una rotazione attorno all?asse Y per spaziarlo dal piano ? di un angolo ? in modo da definire le seconde posizioni di lavoro.
Conseguentemente, le estremit? 121?, 121?? potranno essere associate in modo girevole al supporto 11 mediante un sistema a perni, eventualmente del tipo a farfalla.
In particolare, l?angolo ? potr? avere un valore compreso tra 0? (il modulo 12 ? nella prima posizione di lavoro) - 90? (il modulo 12 ? nella terza posizione di lavoro).
Ad esempio, qualora l?angolo ? abbia un valore di 45?, ovvero quando il modulo 12 ? in una delle seconde posizioni di lavoro, il flusso di gas verr? in parte filtrato e in parte deviato dall?impatto con la superficie 121 del modulo 12 stesso.
In tal modo, sar? possibile modificare la fluidodinamica del gas all?interno del dispositivo di lavoro D.
In aggiunta, qualora l?angolo ? abbia un valore di 90?, il flusso di gas non attraverser? la superficie 121 del modulo 12, ma fluir? liberamente nel dispositivo D senza essere filtrato, con conseguente assenza di perdite di carico dello stesso.
Al fine di consentire una tale movimentazione, i mezzi attuatori 22 potranno comprendere un elemento allungato 23 estendentesi lungo l?asse X ed associato all?elemento allungato 21.
Inoltre, i mezzi attuatori 22 potranno comprendere mezzi a leva 25, ad esempio una leva 250 o un assieme di leve 251, ad esempio comprendente una coppia di leve consecutive come particolarmente illustrato nelle FIGG. 2B, 3B, 4B, avente un?estremit? 25? collegata solidalmente all?elemento allungato 21 e un?estremit? opposta 25?? collegata in modo solidale all?elemento allungato 23.
In tal modo, al movimento traslatorio dell?elemento allungato 23 lungo l?asse X, potr? corrispondere un movimento rotatorio dell?elemento allungato 21, in modo in s? noto.
Per coadiuvare tale processo, i mezzi attuatori 22 potranno includere mezzi motori 24, quali ad esempio un cilindro idraulico o pneumatico, eventualmente motorizzato.
Al fine di coordinare tale movimentazione, potranno essere previsti mezzi di comando, noti allo stato della tecnica, collegati in modo operativo con i mezzi motori 24 per movimentare selettivamente l?elemento 23.
Ad esempio, tali mezzi di comando potranno essere un software di comando.
Nel caso di una successione di moduli 12?, i moduli 12 potranno essere movimentati allo stesso modo.
Ad esempio, potranno essere tutti ugualmente spaziati in traslazione o in rotazione dal piano ?.
A tal fine, potr? essere prevista una pluralit? 21? di elementi allungati 21 associati alla struttura di supporto 11, mentre l?elemento allungato 23 potr? estendersi lungo l?asse X per accoppiarsi agli elementi allungati 21.
Parimenti, potr? essere una pluralit? di leve 25 o di assiemi di leve 251 come sopra descritto, ognuna associata ad un elemento allungato 21.
Si comprende tuttavia che i moduli 12 di una successione di moduli 12? potranno essere movimentabili l?uno indipendentemente dall?altro senza per questo uscire dall?ambito di tutela delle rivendicazioni allegate.
In aggiunta, potr? essere prevista una sezione S di un dispositivo di lavoro D che include le suddette entrata E ed uscita U e una pluralit? 1? di catalizzatori 1 posti tra loro in successione.
Ad esempio, la sezione S potr? svilupparsi lungo un asse Z e i catalizzatori 1 potranno essere installati in essa in modo che l?asse X sia perpendicolare all?asse Z.
Inoltre, il modulo 12 o la successione 12? di moduli 12 di un catalizzatore 1 potr? essere movimentabile in modo selettivo in un modo differente da un modulo 12 o una successione 12? di moduli 12 di un altro catalizzatore 1.
Parimenti, potr? essere considerato un dispositivo di lavoro D comprendente una o pi? sezioni S come sopra descritte.
In particolare, tale dispositivo D potr? essere una caldaia a recupero di calore C, come particolarmente illustrato in FIG. 6, in modo tale da ridurre le emissioni di monossido di carbonio (CO) emesse, ad esempio negli impianti di produzione di energia elettrica utilizzanti tali tipologie di caldaie.
In tal modo, si potr? modificare la fluidodinamica del gas, nonch? il filtraggio dello stesso, all?interno della caldaia per ottimizzare il rendimento di quest?ultima, prolungando allo stesso tempo la durata del catalizzatore 1.
Ad esempio, la pluralit? di catalizzatori 1? delle sezioni S potr? essere nella prima o seconda posizione di lavoro, in modo da filtrare, totalmente o parzialmente, il gas nella fase di maggiore emissione di monossido di carbonio ed altre sostanze tossiche.
Successivamente, a caldaia avviata, sar? possibile movimentare in modo selettivo il modulo 12 o la pluralit? 12? di moduli 12 di ogni catalizzatore 1 di ogni sezione S, in modo da modificare la quantit? di gas depurato, nonch? modificare il flusso di gas e preservare i catalizzatori 1 stessi.
Altres?, tale dispositivo D potr? essere un reattore di depurazione R, come particolarmente illustrato in FIG.7, per ridurre le emissioni legate al gas in esso circolante.
Anche in tal caso, si potr? modificare la fluidodinamica del gas, nonch? il filtraggio dello stesso, all?interno del reattore per ottimizzare il rendimento di quest?ultimo, prolungando allo stesso tempo la durata del catalizzatore 1.
Si comprende, tuttavia, che tale dispositivo D potr? essere un qualsiasi dispositivo comprendente un condotto di scarico fumi, in cui il catalizzatore 1 potr? ridurre le emissioni legate al gas circolante, modulando al contempo il flusso di gas circolante nel condotto stesso.
Inoltre, potr? essere previsto un metodo di pilotaggio di un dispositivo di lavoro D che prevede innanzitutto una fase di accensione dello stesso dispositivo D, in cui la pluralit? di catalizzatori 1? sono nella prima posizione di lavoro per consentire la depurazione del gas attraversante l?entrata E e l?uscita U della sezione S.
In seguito si potr? movimentare selettivamente il modulo 12 o almeno un modulo 12 della successione 12?, di almeno uno fra i catalizzatori 1 della pluralit? 1? inserita nella sezione S del dispositivo di lavoro D per modulare la quantit? di gas depurato che attraversa la stessa sezione S.
Infine, potr? essere previsto un impianto I comprendente un dispositivo di lavoro D come sopra descritto, per depurare un qualsiasi flusso di gas.
Si comprende che tale impianto I potr? avere un rendimento ottimizzato grazie alla modularit? dei catalizzatori 1 sopra descritti.
Ad esempio, come particolarmente illustrato in FIG. 8, potr? essere previsto un impianto I per la produzione di energia elettrica comprendente in sequenza una o pi? turbine a gas T1, una caldaia a recupero di calore C come sopra descritta in termini di esempio di dispositivo di lavoro D e una o pi? turbine a vapore T2.
Secondo un altro esempio, come particolarmente illustrato in FIG. 9, potr? essere previsto un impianto I comprendente in sequenza un dispositivo di combustione F ed un reattore di depurazione R come sopra descritto in termini di esempio di dispositivo di lavoro D.
Da quanto sopra descritto, appare chiaro che l?invenzione raggiunge gli scopi prefissatisi.
L?invenzione ? suscettibile di numerose modifiche e varianti. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito di tutela dell?invenzione definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1. Un catalizzatore installabile in almeno una sezione (S) di un dispositivo di lavoro (D), quale ad esempio una caldaia a recupero di calore o un reattore di depurazione, la sezione (S) comprendendo un?entrata (E) per un gas da depurare e un?uscita (U) del gas depurato, il catalizzatore comprendendo:
- una struttura di supporto (11) fissabile nella sezione (S) definente un primo asse (X) giacente su un piano (?);
- almeno un modulo sostanzialmente piano (12) inserito in detta struttura di supporto (11) avente una superficie (121), il gas essendo suscettibile di attraversare quest?ultima per la catalizzazione;
caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre mezzi di movimentazione (20) agenti su detto almeno un modulo (12) per movimentarlo selettivamente fra una prima posizione di lavoro in cui giace su detto piano (?) o un piano ad esso parallelo per filtrare il gas attraversante detta superficie (121) lungo una direzione perpendicolare allo stesso piano (?) e almeno una seconda posizione di lavoro in cui detto almeno un modulo (12) ? da esso spaziato.
2. Catalizzatore secondo la rivendicazione 1, comprendente una successione (12?) di detto almeno un modulo (12) estendentesi lungo detto primo asse (X), detti mezzi di movimentazione (20) agendo selettivamente su ogni modulo (12) per movimentarlo fra dette prima e almeno una seconda posizioni di lavoro.
3. Catalizzatore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto almeno un modulo (12), rispettivamente ognuno di detto almeno un modulo (12) di detta successione (12?), comprende un lato (13) definente un secondo asse (Y) sostanzialmente perpendicolare a detto primo asse (X), detti mezzi di movimentazione (20) agendo su detto almeno un modulo (12), rispettivamente su ognuno di detto almeno un modulo (12), per movimentarlo girevolmente attorno a detto secondo asse (Y) in modo tale che in detta almeno una seconda posizione di lavoro ognuno di detto almeno un modulo (12) ? angolarmente spaziato da detto piano (?) o un piano ad esso parallelo di un angolo predeterminato (?).
4. Catalizzatore secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di movimentazione (20) comprendono almeno un primo elemento allungato (21), rispettivamente una pluralit? (21?) di detto almeno un primo elemento allungato (21), definente detto lato (13) di detto almeno un modulo (12), rispettivamente di ognuno di detto almeno un modulo (12), e mezzi attuatori (22) reciprocamente collegati con detto almeno un primo elemento allungato (21), rispettivamente con detto almeno un primo elemento allungato (21) di detta pluralit? (21?), per movimentarlo in modo che detto almeno un modulo (12) passi fra dette prima e almeno una seconda posizioni di lavoro.
5. Catalizzatore secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi attuatori (22) comprendono almeno un secondo elemento allungato (23) estendentesi lungo detto primo asse (X) o un asse ad esso parallelo, lo stesso almeno un secondo elemento allungato (23) essendo reciprocamente accoppiato con detto almeno un primo elemento allungato (21), rispettivamente con detto almeno un primo elemento allungato (21) di detta pluralit? (21?), detti mezzi attuatori (22) comprendendo inoltre mezzi motori (24) reciprocamente collegati con detto almeno un secondo elemento allungato (23) per movimentarlo lungo detto primo asse (X).
6. Catalizzatore secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi attuatori (22) comprendono inoltre mezzi a leva (25), rispettivamente una pluralit? di leve (25) o di assiemi di leve (251), ognuna / o comprendente una prima estremit? (25?) collegata solidalmente con uno fra detti primi elementi allungati (21) e una seconda estremit? opposta (25??) collegata solidalmente con detto secondo elemento allungato (23) in modo tale che alla movimentazione di quest?ultimo corrisponda la movimentazione di detto almeno un modulo (12), rispettivamente di detto almeno un modulo (12) di detta successione (12?), fra dette prima e almeno una seconda posizioni di lavoro.
7. Sezione di un dispositivo di lavoro (D) avente un?entrata (E) per un gas da depurare e un?uscita (U) per il gas depurato, comprendente una pluralit? (1?) di catalizzatori (1) in accordo con una o pi? delle rivendicazioni precedenti, detto almeno un modulo (12), rispettivamente detto almeno un modulo (12) di detta successione (12?) di uno fra detti catalizzatori (1) di detta pluralit? (1?) essendo selettivamente movimentabile rispetto a detto almeno un modulo (12), rispettivamente detto almeno un modulo (12) di detta successione (12?) di un altro fra detti catalizzatori (1) di detta pluralit? (1?).
8. Dispositivo di lavoro comprendente almeno una sezione (S) in accordo con la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di essere una caldaia a recupero di calore o un reattore di depurazione.
9. Metodo di pilotaggio di un dispositivo di lavoro (D) in accordo con la rivendicazione precedente, comprendente in sequenza le fasi di:
- accensione dello stesso dispositivo (D), in cui detta pluralit? di catalizzatori (1?) di detta almeno una sezione (S) sono nella prima posizione di lavoro per consentire la depurazione del gas attraversante detta entrata (E) e detta uscita (U) di detta almeno una sezione (S);
- movimentazione selettiva di detto almeno un modulo (12) in detta almeno una seconda posizione di lavoro, rispettivamente di detto almeno un modulo (12) di detta successione (12?), di almeno uno fra i catalizzatori (1) di detta almeno una pluralit? (1?) inserita in detta almeno una sezione (S), per modulare la quantit? di gas depurato attraversante quest?ultima.
10. Impianto comprendente un dispositivo di lavoro (D) in accordo con la rivendicazione 8.
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CN111135713A (zh) * 2020-01-20 2020-05-12 华电青岛环保技术有限公司 烟道内角度可调催化剂布置结构组件

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