PL150773B2 - Reaktor do niestacjonarnych procesów katalitycznych - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA ^OPIS PATENTOWY

POLSKA PATENTU TYMCZASOWEGO

150 773

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent tymczasowy dodatkowy I„,. Cl.’B01J 8/02 do patentu nr-- BO_{ID J3/36}

Zgłoszono: 88 08 25 (P. 274418) (czytelnia

Urzędu Patentowego

Zgłoszenie ogłoszono: 89 05 30

Opis patentowy opublikowano: 1990 10 31

Twórcy wynalazku: Marian Blicharz, Andrzej Tasior, Józef Strzelski,

Andrzej Zając

Uprawniony z patentu tymczasowego: Przedsiębiorstwo Projektowania i Dostaw Kompletnych Obiektów „Chemadex“, Kraków (Polska)

Reaktor do niestacjonarnych procesów katalitycznych

Przedmiotem wynalazku jest reaktor do niestacjonarnych procesów katalitycznych przy cyklicznie zmiennym przepływie gazu, przeznaczony głównie do katalitycznego oczyszczania gazów przemysłowych.

Znane są np. z opisów patentowych PRL nr-y: 126861,140627 i 140853 - sposoby katalitycznego oczyszczania gazów, polegające na tym, że zanieczyszczone gazy przepuszcza się przez złoża katalizatora i wypełnienie akumulacyjne zmieniając cyklicznie kierunek przepływu gazów na odwrotny ze stałą częstotliwością.

Zmiany przepływu gazów realizowane są za pomocą układu zaworów rewersyjnych.

Dotychczas stosowane są reaktory do niestacjonarnej katalizy, często z ceramicznymi regeneracyjnymi wymiennikami ciepła, ze zmiennym kierunkiem przepływu gazu przez reaktor.

Gaz przedreakcyjny przepływa przez warstwy wypełnienia ceramicznego akumulacyjnego, spełniając funkcję regeneracyjnych wymienników ciepła i złoża katalizatora, zmieniając cyklicznie kierunek przepływu, tj. najpierw przepływa przez pierwszą warstwę wypełnienia ceramicznego i pierwsze złoże katalizatora i w przypadku nieautotermicznego procesu gaz jest dogrzewany ciepłem doprowadzanym z zewnątrz, a następnie przepływa przez drugie złoże katalizatora i drugą warstwę wypełnienia ceramicznego i kierowany jest za pośrednictwem zaworu rewersyjnego do dalszej obróbki lub do atmosfery.

Połączenie zaworu rewersyjnego i zmiana kierunku przepływu gazu następuje po przekazaniu sygnału zależnie od temperatury w danym miejscu reaktora, np. w warstwie akumulacyjnej.

Wadą dotychczas stosowanych reaktorów oraz układów przełączania gazów - jest zmniejszenie stopnia konwersji w stosunku do osiągniętego w złożach katalizatora wskutek mieszania się gazu przedreakcyjnego z gazem poreakcyjnym w czasie zmiany kierunku przepływu gazu, częściowo w wyniku mieszania się gazów w zaworze rewersyjnym, a częściowo przez zawracanie gazu nieprzereagowanego z warstw wypełnienia ceramicznego, komór reaktora i gazociągów.

Istota wynalazku polega na tym, że reaktor zaopatrzony jest w komorę depresyjną usytuowaną w obudowie reaktora łub stanowiącą oddzielny zespół znajdujący się poza tą obudową, oraz

150 773 ma dodatkowy zawór rewersyjny połączony z głównym zaworem rewersyjnym i z komorą depresyjną, przy czym komora ta jest połączona ze stroną ssania (przed dmuchawą), w warunkach pracy reaktora na podciśnieniu lub nadciśnieniu - dla utrzymania w tej komorze podciśnienia w okresie między kolejnymi przełączeniami zaworów rewersyjnych.

Główny zawór rewersyjny sprzężony jest, za pośrednictwem gazociągu gazu poreakcyjnego - z zaworem rewersyjnym komory depresyjnej, przy czym na tym gazociągu - w przypadku pracy reaktora na podciśnieniu - zainstalowana jest dmuchawa lub wentylator.

; Zaletą wynalazku jest zwiększenie stopnia konwersji w wyniku zmniejszenia ilości nieprzereagowanego gazu w czasie zmiany kierunku przepływu. Ponadto zostaje wyeliminowana emisja szkodliwych związków chemicznych wskutek odprowadzania ich do komory depresyjnej, a następnie zawrócenie do reaktora.

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat reaktora z układem zaworów rewersyjnych.

Reaktor według wynalazku zawiera w pionowej cylindrycznej obudowie 1 - dolną warstwę wypełnienia ceramicznego 2 akumulacyjnego i dożę katalizatora 3 oraz oddzielnie usytuowaną górną warstwę 4 wypełnienia ceramicznego akumulacyjnego i dożę katalizatora 5. Pod wypełnieniem 2 i 4 oraz odpowiednio nad złożami katalizatora 3 i 5 - są wydzielone komory gazowe do wprowadzenia i odprowadzenia gazu procesowego.

Dolną część reaktora stanowi odddelna komora depresyjna 6, będąca przedłużeniem obudowy 1 tworząc z nią zblokowaną całość konstrukcyjną.

Z reaktorem współpracuje główny rewersyjny 7 zawór gazu oraz dodatkowy zawór rewersyjny 8 podłączony do zaworu 7 i do komory depresyjnej 6.

Gaz przedreakcyjny zasysany jest z miejsca emisji - wentylatorem lub dmuchawą 9 i tłoczony przez zawór rewersyjny 7 i gazociąg 10 pod dolną warstwę 2 wypełnienia odbierając ciepło od tego wypełnienia, a następnie przepływa poprzez złoże katalizatora 3, na którym następuje pierwsza faza procesu katalitycznego, po czym gaz przepływa gazociągiem 11 na górne dożę katalizatora 5, gdzie następuje druga faza reakcji katalitycznej i dalszy wzrost temperatury gazu.

Z kolei gaz przepływa poprzez górną warstwę 4 wypełnienia akumulacyjnego oddając ciepło i wypływa z reaktora gazociągiem 12 do zaworu rewersyjnego 7, z którego jest kierowany gazociągiem 13 oraz poprzez zawór rewersyjny 8 i gazociąg 14 do dalszej obróbki lub do komina.

Kierunek opisanego przepływu gazu przez reaktor jest cyklicznie zmieniany za pomocą głównego zaworu rewersyjnego 7. (Liniami przerywanymi zaznaczono odwrotą kolejność przepływu gazu przez złoże katalizatora i wypełnienie akumulacyjne). W czasie zmiany kierunku przepływu gazu przez reaktor - gaz poreakcyjny zmieszany w zaworze rewersyjnym 7 z gazem przedreakcyjnym kierowany jest za pośrednictwem zaworu rewersyjnego 8 i gazociągu 15 do komory depresyjnej 6, w której utrzymywane jest stale podciśnienie. Z komory 6 gaz - w sposób ciągły w niewielkiej ilości - jest odsysany gazociągiem 16 do gazociągu 17 znajdującego się po stronie podciśnieniowej instalacji (przed dmuchawą 9). Komora depresyjna 6 umożliwia więc zawracanie nieprzereagowanego gazu w czasie przełączenia kierunku przepływu przez reaktor w celu zwiększenia całkowitego stopnia konwersji i zmniejszenia emisji zanieczyszczeń.

Przez zainstalowanie przekaźników czasowych zawór 8 jest przełączany równocześnie z głównym zaworem 7 lub jest otwierany z wyprzedzeniem i zamykany z opóźnieniem w stosunku do momentu otwierania i zamykania zaworu 7.

W przypadku pracy reaktora w warunkach podciśnienia - dmuchawa 9 lub wentylator -zainstalowana jest na gazociągu 13.

Objętość komory depresyjnej 6 uzależniona jest od ilości nieprzereagowanego gazu procesowego przepływającego przez zawór w czasie przełączania oraz od pojemności reaktora i gazociągów.

Reaktor może być wykonany jako zblokowana jednostka konstrukcyjna zawierająca odpowiednio usytuowane i w różnym układzie warstwy wypełnienia i złoża katalizatora oraz komorę depresyjną względnie w postaci oddzielnych komór z wypełnieniem i złożem katalizatora lub w innych kombinacjach konstrukcyjno-funkcjonalnych.

Reaktor może pracować przy nadciśnieniu lub podciśnieniu gazu w instalacji.

150 773

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Reaktor do niestacjonarnych procesów katalitycznych, przy zmiennych cyklicznie kierunkach przepływu gazu, zawierający co najmniej dwie warstwy wypełnienia ceramicznego akumulacyjnego i przynależne do tych warstw złoża katalizatora, umieszczone w jednej lub w oddzielnych komorach oraz wyposażony w zawór rewersyjny gazu, znamienny tym, że reaktor zaopatrzony jest w komorę depresyjną (6) usytuowaną w obudowie (1) reaktora lub stanowiącą oddzielny zespół usytuowany poza tą obudową oraz ma dodatkowy zawór rewersyjny połączony przewodem (13) z głównym zaworem rewersyjnym (7), zaś przewodem (15) z komorą depresyjną (6).
2. 2. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że komora depresyjna (6) jest połączona ze stroną ssania (przed dmuchawą) - w warunkach pracy reaktora na nadciśnieniu lub podciśnieniu.

   13/8