RU191772U1

RU191772U1 - Ceramic afterburner

Info

Publication number: RU191772U1
Application number: RU2019117865U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Климов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АВРОРА БОРЕАЛИС"
Priority date: 2019-06-07
Filing date: 2019-06-07
Publication date: 2019-08-21

Abstract

Полезная модель относится к области очистки отходящих газов. Полезная модель может быть применена для очистки дымовых газов от мусоросжигательных установок, для дожигания попутных газов при нефтепереработке, для очистки выбросов сталеплавильного производства при переработке лома, сжигания свалочного газа и для нейтрализации выхлопных газов.Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение степени очистки (нейтрализации) отводимых газов.Устройство используют следующим образом. Газы поступают в каналы 3 нейтрализатора 6. Свободная площадь каналов 3 в поперечном сечении нейтрализатора 6 может занимать, например, девяносто восемь процентов и более от площади поперечного сечения нейтрализатора. Плотность каналов может достигать 142 канала на квадратный сантиметр, а площадь поперечного сечения десятые доли мм2. Это возможно благодаря малой толщине плоских листов 8 и волнистых листов 9 (в частном случае 10-100 мкм), а также конфигурации нейтрализатора 6. Сами же каналы 3 расположены коллинеарно потоку. Эти факторы в совокупности приводят к тому, что образование турбулентности потока при прохождении нейтрализатора 6 пренебрежимо мало.Поверхность каналов 3 выполнена крайне развитой, поэтому площадь контакта газа с каталитической поверхностью значительно выше, чем при выполнении поверхности каналов плоской. Также, поскольку рост дендритной структуры происходил по всему нейтрализатору 6, то каталитическая поверхность по каналу 3 распределена относительно равномерно и значительно равномернее, чем при использовании технологий, связанных с напылением катализатора. В каналах 3 в присутствии катализатора происходит ускорение экзотермической реакции. Как уже было сказано ранее, в зонах с неоптимальной температурой количество компонентов для реакции больше. Большее количество прореагировавших в каналах 3 компонентов приводит к большему выделению теплоты. Выделенное тепло идёт на нагрев газов и на дальнейшее ускорение реакции. В результате происходит выравнивание температурного поля и более полная нейтрализация вредных компонентов.The utility model relates to the field of exhaust gas treatment. The utility model can be used to clean flue gases from incinerators, to burn associated gas during oil refining, to clean steelmaking emissions from scrap processing, to burn landfill gas and to neutralize exhaust gases. The technical result of the proposed utility model is to increase the degree of purification (neutralization) exhaust gases. The device is used as follows. Gases enter the channels 3 of the catalyst 6. The free area of the channels 3 in the cross section of the catalyst 6 may take, for example, ninety-eight percent or more of the cross-sectional area of the converter. The density of the channels can reach 142 channels per square centimeter, and the cross-sectional area is tenths of a mm2. This is possible due to the small thickness of the flat sheets 8 and wavy sheets 9 (in the particular case of 10-100 μm), as well as the configuration of the neutralizer 6. The channels 3 themselves are located collinear to the flow. These factors together lead to the fact that the formation of flow turbulence during the passage of the catalyst 6 is negligible. The surface of the channels 3 is extremely developed, therefore, the contact area of the gas with the catalytic surface is much higher than when the surface of the channels is flat. Also, since the growth of the dendritic structure occurred throughout the catalyst 6, the catalytic surface along the channel 3 is distributed relatively uniformly and much more uniformly than when using technologies related to the deposition of the catalyst. In channels 3, in the presence of a catalyst, an exothermic reaction is accelerated. As mentioned earlier, in zones with suboptimal temperature the number of components for the reaction is greater. A greater number of 3 components reacted in the channels leads to a greater heat release. The generated heat is used to heat the gases and to further accelerate the reaction. The result is equalization of the temperature field and a more complete neutralization of harmful components.

Description

Область техникиTechnical field

Модель относится к области очистки отходящих газов. Полезная модель может быть применена для очистки дымовых газов от мусоросжигательных установок, для дожигания попутных газов при нефтепереработке, для очистки выбросов сталеплавильного производства при переработке лома, сжигания свалочного газа и для нейтрализации выхлопных газов.The model relates to the field of exhaust gas treatment. The utility model can be used to clean flue gases from incinerators, to burn associated gas during oil refining, to clean steelmaking emissions from scrap processing, to burn landfill gas and to neutralize exhaust gases.

Уровень техникиState of the art

При промышленном производстве существует необходимость в нейтрализации отводных газов, которые должны быть безопасны для окружающей среды и соответствовать экологическим требованиям. Для этих целей применяются устройства нейтрализации.In industrial production, there is a need to neutralize exhaust gases, which must be environmentally friendly and comply with environmental requirements. For these purposes, neutralization devices are used.

Известен нейтрализатор отработавших газов (патент на изобретение RU 2163673, дата публикации 27.02.2001). Нейтрализатор отработавших газов состоит из корпуса, патрубка для подвода отработавших газов, патрубка для отвода очищенных газов, блоков с каналами с нанесённым на их поверхность катализатором, обойм, выполненных из жаростойкого перфорированного материала, и фиксаторов. При этом блоки с каналами с нанесённым на их поверхность катализатором установлены в обоймы, закреплённые фиксаторами. В фиксаторах выполнены отверстия для перетока газов в направлении, поперечном направлению прохода газов.Known exhaust gas neutralizer (patent for invention RU 2163673, date of publication 02.27.2001). The exhaust gas converter consists of a body, a pipe for supplying exhaust gases, a pipe for removing purified gases, blocks with channels with a catalyst deposited on their surface, clips made of heat-resistant perforated material, and clamps. In this case, blocks with channels with a catalyst deposited on their surface are installed in holders fixed by clamps. In the clamps, holes are made for the flow of gases in the direction transverse to the direction of gas passage.

Недостатком известного технического решения является недостаточная степень очистки (нейтрализации) отводимых газов и существенно меньшая газовая проницаемость и как следствие, большее аэродинамическое сопротивление.A disadvantage of the known technical solution is the insufficient degree of purification (neutralization) of the exhaust gases and significantly lower gas permeability and, as a consequence, greater aerodynamic drag.

Наиболее близким техническим решением (прототип) является очиститель отходящих газов (патент на изобретение RU 2421269, дата публикации 20.06.2010). Очиститель отходящих газов состоит из корпуса, патрубка подачи газов, патрубка отвода газов, твердотельного носителя катализатора, выполненного со сквозными проточными каналами. Между патрубком подачи газов и твердотельным носителем катализатора образована свободная зона. Твердотельный носитель катализатора выполнен с каталитическим покрытием в области сквозных проточных каналов и установлен в полости корпуса между патрубком подачи и патрубком отвода газов. В качестве твердотельного носителя катализатора используют керамический монолитный блок. Плотность сквозных проточных каналов по поверхности монолитного блока составляет 25 см^-2. Площадь поперечного сечения каждого канала не превышает 4 мм². Катализатор наносят на поверхность сквозных проточных каналов. В связи с этим, катализатор распределён по поверхности сквозных проточных каналов неравномерно. При этом в процессе работы устройства происходит постепенный унос катализатора с поверхности проточных сквозных каналов, что значительно сокращает надёжность устройства и его долговечность. При работе устройства в потоке присутствуют зоны с температурой меньше оптимальной. Поток газов при движении по свободной зоне не ламинарен из-за наличия разности диаметров при переходе входного патрубка в корпус и небольшого расстояния от начала свободной зоны до твердотельного носителя катализатора (примерно 15 мм). Следовательно, происходит перемешивание потока. Однако, результат перемешивания газов непредсказуем. В итоге, в некоторые проточные сквозные каналы попадают газы, температуры которых недостаточно для эффективной очистки (нейтрализации). То есть, часть неочищенных газов проскакивает через твердотельный носитель катализатора. Это приводит к снижению степени очистки (нейтрализации) отводимых газов, так как часть вредных компонентов остаётся в потоке после очистки (нейтрализации) отводимых газов.The closest technical solution (prototype) is an exhaust gas purifier (patent for invention RU 2421269, publication date 06/20/2010). The exhaust gas purifier consists of a housing, a gas supply pipe, a gas discharge pipe, and a solid-state catalyst carrier made with through flow channels. A free zone is formed between the gas supply pipe and the solid-state catalyst carrier. The solid-state carrier of the catalyst is made with a catalytic coating in the area of the through flow channels and is installed in the cavity of the housing between the supply pipe and the gas exhaust pipe. A ceramic monolithic block is used as a solid-state catalyst carrier. The density of the through flow channels along the surface of the monolithic block is 25 cm ^-2 . The cross-sectional area of each channel does not exceed 4 mm ² . The catalyst is applied to the surface of the through flow channels. In this regard, the catalyst is distributed unevenly on the surface of the through flow channels. At the same time, during the operation of the device, a gradual ablation of the catalyst from the surface of the flow through channels occurs, which significantly reduces the reliability of the device and its durability. When the device is operating in the stream, there are zones with a temperature less than optimal. The gas flow when moving along the free zone is not laminar due to the difference in diameters when the inlet pipe enters the housing and the small distance from the beginning of the free zone to the solid-state catalyst carrier (about 15 mm). Therefore, mixing of the flow occurs. However, the result of gas mixing is unpredictable. As a result, gases flow into some flowing through channels, the temperatures of which are not enough for effective purification (neutralization). That is, a portion of the crude gases slip through the solid-state catalyst carrier. This leads to a decrease in the degree of purification (neutralization) of the exhaust gases, since some of the harmful components remain in the stream after purification (neutralization) of the exhaust gases.

Недостатком известного технического решения является недостаточная степень очистки (нейтрализации) отводимых газов.A disadvantage of the known technical solution is the insufficient degree of purification (neutralization) of the exhaust gases.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение степени очистки (нейтрализации) отводимых газов.The technical result of the proposed utility model is to increase the degree of purification (neutralization) of the exhaust gases.

Указанный технический результат достигается за счёт того, что в керамическом аппарате дожигания, содержащем корпус и нейтрализатор, корпус выполнен полым и прямолинейным с постоянным поперечным сечением, корпус содержит входную часть и выходную часть, входная часть выполнена c длиной, обеспечивающей формирование ламинарного потока газов внутри неё, нейтрализатор содержит плоские листы, расположенные параллельно друг другу, причём каждый плоский лист образован несколькими прямыми стенками, расположенными в одной плоскости, и поперечные стенки, поперечные стенки расположены между двумя соседними плоскими листами с образованием нескольких каналов, нейтрализатор расположен в корпусе между входной частью и выходной частью с обеспечением возможности прохождения газов из входной части через все каналы, расположенные коллинеарно движущемуся потоку газов, в выходную часть, при этом по крайней мере поверхности прямых стенок и поперечных стенок покрыты дендритами оксидов металла, в частном случае соединение плоских листов и поперечных стенок выполнено в том числе посредством срастания дендритов оксидов металла, в другом частном случае плоские листы и поперечные стенки выполнены из титана, а на их поверхностях расположены дендриты рутила, в третьем частном случае плоские листы и поперечные стенки выполнены из никеля, а на их поверхностях расположены дендриты бунзенита.The specified technical result is achieved due to the fact that in a ceramic afterburner containing a housing and a neutralizer, the housing is hollow and rectilinear with a constant cross section, the housing contains an input part and an output part, the input part is made with a length that ensures the formation of a laminar gas flow inside it , the converter contains flat sheets parallel to each other, and each flat sheet is formed by several straight walls located in the same plane, and transverse e walls, transverse walls are located between two adjacent flat sheets with the formation of several channels, the Converter is located in the housing between the inlet part and the outlet part, with the possibility of passage of gases from the inlet part through all channels located collinearly moving gas stream, in the outlet part, while at least the surfaces of the straight walls and transverse walls are covered with dendrites of metal oxides, in the particular case the connection of flat sheets and transverse walls is made including intergrowth of dendrites of metal oxides, in another particular case, flat sheets and transverse walls are made of titanium, and rutile dendrites are located on their surfaces, in the third particular case, flat sheets and transverse walls are made of nickel, and bunsenite dendrites are located on their surfaces.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Полезная модель поясняется чертежами (фиг 1,2), где на фиг.1 изображён продольный разрез устройства, на фиг.2 изображена структура нейтрализатора со стороны входной части устройства.The utility model is illustrated by drawings (Fig. 1,2), where Fig. 1 shows a longitudinal section of the device, and Fig. 2 shows the structure of the converter from the input side of the device.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

На фигурах обозначены: входная часть 1, торец 2, канал 3, корпус 4, выходная часть 5, нейтрализатор 6, внутренняя поверхность 7, плоский лист 8, волнистый лист 9, поперечная стенка 10, прямая стенка 11.The figures indicate: inlet 1, end 2, channel 3, housing 4, output 5, neutralizer 6, inner surface 7, flat sheet 8, wavy sheet 9, transverse wall 10, straight wall 11.

Основными элементами устройства являются корпус 4 и нейтрализатор 6.The main elements of the device are the housing 4 and the neutralizer 6.

Корпус 4 в целом представляет собой пустотелый прямой элемент с неизменным внутренним сечением. Корпус 4 содержит входную часть 1 и выходную часть 5. При этом длины входной части достаточно для установления ламинарного потока при работе устройства. К примеру, корпус 4 может быть выполнен в виде полого прямого кругового цилиндра, толщина стенок которого значительно меньше остальных размеров. Внутренняя поверхность 7 представляет собой поверхность корпуса, обращённую вовнутрь. Корпус 4 изготовлен из жаропрочных материалов, к примеру, из керамики или жаропрочной стали.The housing 4 as a whole is a hollow straight element with a constant internal section. The housing 4 contains an input part 1 and an output part 5. The length of the input part is sufficient to establish a laminar flow during operation of the device. For example, the housing 4 can be made in the form of a hollow straight circular cylinder, the wall thickness of which is much smaller than other sizes. The inner surface 7 is the surface of the housing facing inward. The housing 4 is made of heat-resistant materials, for example, of ceramics or heat-resistant steel.

Нейтрализатор 6 расположен между входной частью 1 и выходной частью 5. Нейтрализатор 6 снабжён двумя торцами 2: один торец 2 обращён в сторону входной части 1, а другой торец 2 обращён в сторону выходной части 5. Нейтрализатор 6 выполнен в виде цельного (неразборного) изделия сложной конфигурации, образованного прямыми стенками 11 и поперечными стенками 10. Нейтрализатор 6 может быть выполнен любой формы. В частном случае в виде параллелепипеда или кругового цилиндра. The neutralizer 6 is located between the input part 1 and the output part 5. The neutralizer 6 is provided with two ends 2: one end 2 faces the input part 1, and the other end 2 faces the output part 5. The neutralizer 6 is made in the form of a one-piece (non-separable) product complex configuration formed by straight walls 11 and transverse walls 10. The neutralizer 6 can be made of any shape. In the particular case in the form of a parallelepiped or a circular cylinder.

Прямая стенка 11 представляет собой часть нейтрализатора 6 в виде прямой полосы, длина которой значительно больше остальных габаритных размеров. Прямые стенки 11 расположены параллельно друг другу или могут быть продолжением друг друга. В частности, прямые стенки 11 могут образовывать группу, при том, что все прямые стенки 11 одной группы расположены в одной плоскости. Прямые стенки 11 одной группы в совокупности образуют плоский лист 8. Таких групп (то есть плоских листов 8) может быть несколько, и прямые стенки 11 разных групп расположены в других плоскостях по отношению к прямым стенкам 11 другой группы.The straight wall 11 is part of the neutralizer 6 in the form of a straight strip, the length of which is significantly larger than the remaining overall dimensions. Straight walls 11 are parallel to each other or may be a continuation of each other. In particular, the straight walls 11 can form a group, despite the fact that all the straight walls 11 of the same group are located in the same plane. The straight walls 11 of one group together form a flat sheet 8. There can be several such groups (i.e., flat sheets 8), and the straight walls 11 of different groups are located in other planes relative to the straight walls 11 of the other group.

Поперечная стенка 10 представляет собой часть нейтрализатора 6 и может быть выполнена в нескольких вариациях. Поперечная стенка 10 может представлять собой прямую полосу, длина которой значительно больше остальных габаритных размеров, расположенную под углом относительно прямой стенки 11 или перпендикулярно прямой стенке 11. Поперечная стенка 10 может быть плоской или изогнутой по ширине. При этом соседние поперечные стенки 11 могут отстоять друг от друга или соприкасаться друг с другом одним или двумя своими краями. Поперечные стенки 11, расположенные между двумя соседними плоскими листами 8, в совокупности образуют волнистый лист 9.The transverse wall 10 is part of the neutralizer 6 and can be made in several variations. The transverse wall 10 may be a straight strip, the length of which is significantly greater than the remaining overall dimensions, located at an angle relative to the straight wall 11 or perpendicular to the straight wall 11. The transverse wall 10 may be flat or curved in width. In this case, the adjacent transverse walls 11 can be separated from each other or in contact with each other by one or two of their edges. The transverse walls 11, located between two adjacent flat sheets 8, together form a wavy sheet 9.

Конструктивные особенности прямых стенок 11 и поперечных стенок 10 обусловлены в первую очередь технологией изготовления нейтрализатора 6 в целом, описанной далее. Поверхность прямых стенок 11 и поперечных стенок 10 представляет собой дендритную структуру. Дендрит (дендритная структура) – это кристаллическое образование, относящееся к сложным кристаллическим образованиям типа скелетных кристаллов древоподобной формы (в соответствии со значением в источнике https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/160856/Дендрит, дата обращения 19.03.19). При этом сами прямые стенки 11 и поперечные стенки 10 выполнены из оксидов никеля (бунзенит) и никеля или оксидов титана (рутил) и титана. Бунзенит и рутил устойчивы к кипячению в кислой среде.The design features of the straight walls 11 and the transverse walls 10 are primarily due to the manufacturing technology of the neutralizer 6 as a whole, described below. The surface of the straight walls 11 and the transverse walls 10 is a dendritic structure. Dendrite (dendritic structure) is a crystalline formation related to complex crystalline formations such as skeletal crystals of tree-like form (in accordance with the value in the source https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/160856/Dendrite, accessed 19.03 .nineteen). In this case, the straight walls 11 and the transverse walls 10 themselves are made of nickel oxides (bunsenite) and nickel or titanium oxides (rutile) and titanium. Bunsenite and rutile are resistant to boiling in an acidic environment.

Таким образом, нейтрализатор 6 при взгляде на него со стороны торцов 2 имеет вид сотоподобного (ячеистого) объекта. В целом нейтрализатор 6, как структура, представляет собой множество сот, образованных соседними по отношению друг другу прямыми стенками 11 (соседних плоских листов 8) и соседними по отношению друг другу поперечными стенками 10 (одного волнистого листа 9) или прямой стенкой 11 и соседними по отношению друг другу поперечными стенками 10 (одного волнистого листа 9). При этом прямые стенки 11 и поперечные стенки 10 выполнены сплошными и газонепроницаемыми. В итоге, эти соты образуют прямые каналы 3, разделённые тонкими стенками. Каналы 3 расположены перпендикулярно торцам 2. В общем случае каналы 3 могут иметь в поперечном сечении форму многоугольника, форму многоугольника с изогнутыми сторонами, скруглённую форму. В частном случае каналы 3 могут иметь в поперечном сечении форму четырёхугольника или треугольника. Thus, the neutralizer 6 when looking at it from the ends 2 has the appearance of a honeycomb (cellular) object. In general, the neutralizer 6, as a structure, is a plurality of cells formed by adjacent straight walls 11 (adjacent flat sheets 8) and adjacent transverse walls 10 (one corrugated sheet 9) or a straight wall 11 and adjacent to each other by the transverse walls 10 (of one corrugated sheet 9). In this case, the straight walls 11 and the transverse walls 10 are solid and gas tight. As a result, these cells form direct channels 3, separated by thin walls. The channels 3 are located perpendicular to the ends 2. In the general case, the channels 3 can have a polygon cross-sectional shape, a polygon shape with curved sides, and a rounded shape. In a particular case, the channels 3 can have a cross-section in the shape of a quadrangle or triangle.

Нейтрализатор 6 неподвижно закреплён на внутренней поверхности 7 и полностью перекрывает поперечное сечение корпуса 4.The neutralizer 6 is fixedly mounted on the inner surface 7 and completely overlaps the cross section of the housing 4.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

В случае использования указанных выше элементов и средств, полезная модель реализуется следующим образом (представленное описание объекта иллюстрирует частный случай его исполнения, возможны и иные реализации с использованием признаков данного технического решения).In the case of using the above elements and means, the utility model is implemented as follows (the presented description of the object illustrates a particular case of its execution, other implementations using the features of this technical solution are possible).

Корпус 4 предназначен для установки в него нейтрализатора 6. Изготавливают корпус 4 под конкретный нейтрализатор 6 любым известным способом. В качестве материала корпуса 4 используют жаропрочные металлы или керамику.The housing 4 is intended for installation of a neutralizer 6. A housing 4 is made for a specific neutralizer 6 by any known method. As the material of the housing 4 use heat-resistant metals or ceramics.

Нейтрализатор 6 изготавливают методом высокотемпературного окисления. В качестве заготовок используют никелевый или титановой листовой профиль, толщина которого значительно меньше остальных его габаритных размеров. Из листового профиля вырезают плоские листы 8 необходимого размера, а также заготовки под волнистые листы 9. Заготовку под волнистый лист 9 деформируют любым известным способом, получая необходимую конфигурацию волнистого листа 9. Волнистые листы 9 могут быть выполнены различного профиля. К примеру, могут быть выполнены зигзагоподобными или волноподобными. При этом плоские листы 8 и волнистые листы 9 изготавливают газонепроницаемыми. В частном случае возможно изготовление нейтрализатора 6 круглой формы. Для этого берут два рулона металлического профиля. Первый рулон гофрированный металлический листовой профиль, второй плоский листовой профиль. Укладывают друг на друга и сворачивают вместеThe neutralizer 6 is manufactured by high temperature oxidation. As blanks use a nickel or titanium sheet profile, the thickness of which is significantly less than its other overall dimensions. Flat sheets 8 of the required size are cut out from the sheet profile, as well as blanks for the corrugated sheets 9. The blank for the corrugated sheet 9 is deformed by any known method, obtaining the necessary configuration of the corrugated sheet 9. The corrugated sheets 9 can be made of various profiles. For example, can be made zigzag or wave-like. In this case, the flat sheets 8 and the wavy sheets 9 are made gas tight. In the particular case, it is possible to manufacture a catalyst 6 of a round shape. To do this, take two rolls of metal profile. The first roll is a corrugated metal sheet profile, the second is a flat sheet profile. Stacked on top of each other and rolled together

Далее волнистые листы 9 и плоские листы 8 накладывают друг на друга таким образом, чтобы все края листов, образующие торцы 2 нейтрализатора 6 лежали в одной плоскости. При этом, при укладке плоские листы 8 и волнистые листы 9 чередуют друг с другом: плоский лист 8, волнистый лист 9, плоский лист 8, волнистый лист 9 и так далее. Также, плоские листы 8 и волнистые листы 9 укладывают таким образом, чтобы образованные в результате их наложения каналы 3 были параллельны друг другу. Сложенные друг на друга плоские листы 8 и волнистые листы 9 соединяют друг с другом, например, с применением контактной сварки. Сформированная таким образом конструкция соответствует по форме нейтрализатору 6, который необходимо изготовить. Далее её подвергают высокотемпературному окислению. При этом происходит замещение частиц металла оксидами металла и дендритный рост (образование дендритной структуры) по всей поверхности плоских листов 8 и волнистых листов 9. Это означает, что по всей поверхности плоских листов 8 и волнистых листов 9 начинается рост кристаллических образований, причём эти кристаллические образования могут пересекаться друг с другом, иметь разные размеры, но преимущественно направлены в одну сторону. В случае выполнения плоских листов 8 и волнистых листов 9 из никеля происходит замещение частиц никеля оксидом никеля (бунзенитом). В случае выполнения плоских листов 8 и волнистых листов 9 из титана происходит замещение частиц титана оксидом титана (рутилом). При этом, в процессе высокотемпературного окисления неточности прилегания листов зарастают дендритной структурой, тем самым образуя газонепроницаемые относительно друг друга каналы 3. В результате протекания процесса окислительного восстановления получают развитую поверхность каналов 3, материал которой имеет каталитические свойства. По итогу реализации описанных выше операций получают готовый нейтрализатор 6 требуемой конфигурации.Next, the corrugated sheets 9 and flat sheets 8 are superposed on each other so that all the edges of the sheets forming the ends 2 of the catalyst 6 lie in the same plane. In this case, when laying flat sheets 8 and wavy sheets 9 alternate with each other: flat sheet 8, wavy sheet 9, flat sheet 8, wavy sheet 9 and so on. Also, the flat sheets 8 and the wavy sheets 9 are stacked so that the channels 3 formed as a result of their superposition are parallel to each other. The flat sheets 8 and the corrugated sheets 9 stacked on each other are connected to each other, for example, using resistance welding. Thus formed design corresponds in shape to the Converter 6, which must be manufactured. Then it is subjected to high temperature oxidation. In this case, metal particles are replaced by metal oxides and dendritic growth (dendritic structure formation) over the entire surface of flat sheets 8 and corrugated sheets 9. This means that crystalline formations begin to grow along the entire surface of flat sheets 8 and corrugated sheets 9, and these crystalline formations can intersect with each other, have different sizes, but mainly directed in the same direction. In the case of making flat sheets 8 and corrugated sheets 9 of nickel, nickel particles are replaced by nickel oxide (bunsenite). In the case of making flat sheets 8 and wavy sheets 9 of titanium, titanium particles are replaced by titanium oxide (rutile). Moreover, in the process of high-temperature oxidation, inaccuracies in the fit of the sheets are overgrown with a dendritic structure, thereby forming channels 3, which are gas-tight relative to each other. As a result of the oxidative reduction process, a developed surface of the channels 3 is obtained, the material of which has catalytic properties. As a result of the implementation of the above operations, a ready-made converter 6 of the required configuration is obtained.

Нейтрализатор 6 устанавливают в корпус 4 между входной частью 1 и выходной частью 5 таким образом, чтобы один из торцов 2 был обращён в сторону входной части 1, и неподвижно закрепляют на внутренней поверхности 7. При этом нейтрализатор 6 устанавливают так, чтобы он полностью перекрывал поперечное сечение корпуса 4. The neutralizer 6 is installed in the housing 4 between the input part 1 and the output part 5 so that one of the ends 2 is turned towards the input part 1, and is fixedly fixed on the inner surface 7. The neutralizer 6 is installed so that it completely overlaps the transverse section of the housing 4.

При изготовлении нейтрализатора 6 способом окислительного конструирования достигается существенно большая плотность каналов 3 на единицу площади, за счёт возможности создания более тонкой стенки и как следствие, большая площадь контакта со стенками. Фактически, получают некаталитический нейтрализатор 6 с мельчайшими направленными каналами 3, и очень тонкими стенками. Это основные преимущества: тонкие стенки (значит низкое сопротивление), высокая плотность каналов 3 (значит развитая внутренняя поверхность), простота производства и стоимость. Используемые материалы имеют каталитический эффект, но он достаточно слабый. Если катализатор необходим, то его наносят отдельно. Указанные выше особенности обеспечивают минимальный риск прохождения вредных компонентов дымовых газов через блок без окисления и нейтрализации. При этом стоимость производства описанного нейтрализатора 6 ниже стоимости производства известных нейтрализаторов, за счёт применения доступного оборудования.In the manufacture of the neutralizer 6 by the method of oxidative design, a significantly higher density of channels 3 per unit area is achieved, due to the possibility of creating a thinner wall and, as a result, a large contact area with the walls. In fact, a non-catalytic converter 6 is obtained with the smallest directional channels 3, and very thin walls. These are the main advantages: thin walls (meaning low resistance), high density of channels 3 (meaning developed inner surface), ease of production and cost. The materials used have a catalytic effect, but it is rather weak. If a catalyst is needed, then it is applied separately. The above features provide a minimum risk of the passage of harmful components of flue gases through the unit without oxidation and neutralization. At the same time, the production cost of the described catalyst 6 is lower than the production cost of the known converters, due to the use of available equipment.

Устройство используют следующим образом. Керамический аппарат дожигания, далее называемый устройством, устанавливают в систему отвода дымовых газов от мусоросжигательных установок, дожигания попутных газов при нефтепереработке, очистки выбросов от сталеплавильного производства при переработке лома, сжигания свалочного газа и нейтрализации выхлопных газов. По системе отвода газов движутся отходящие газы. Под отходящими газами понимают газы, получаемые в результате работы установок, в системы отвода газа которых установлено устройство. К примеру, в случае установки устройства в систему отвода дымовых газов от мусоросжигательных установок, отходящим газом является дымовой газ. При этом входную часть 1 керамического аппарата дожигания присоединяют к патрубку системы отвода газов. Отходящие газы поступают во входную часть 1 устройства.The device is used as follows. A ceramic afterburner, hereinafter referred to as a device, is installed in a system for removing flue gases from incinerators, afterburning of associated gases during oil refining, cleaning emissions from steelmaking during scrap processing, burning landfill gas and neutralizing exhaust gases. The exhaust gas system moves through the exhaust gas system. Under the exhaust gases understand the gases obtained as a result of the operation of installations in the gas exhaust systems of which the device is installed. For example, if the device is installed in a flue gas system from waste incineration plants, the flue gas is flue gas. In this case, the input part 1 of the ceramic afterburner is connected to the pipe of the gas exhaust system. Exhaust gases enter the input part 1 of the device.

При подходе к нейтрализатору 6 поток отходящих газов формируется установившимся и ламинарным, так как входная часть 1 выполнена с неизменным внутренним сечением и должна иметь достаточную длину. В потоке отходящих газов присутствуют зоны с неоптимальной температурой. Под неоптимальной следует понимать такую температуру, значение которой не входит в диапазон температур, в котором реакция проходит наиболее эффективно. Зоны с неоптимальной температурой образуются по различным причинам. В этих зонах количество компонентов для реакции больше, так как из-за пониженной температуры реакция на подходе к нейтрализатору прошла в меньшей степени.When approaching the Converter 6, the exhaust gas flow is formed steady and laminar, since the inlet part 1 is made with a constant internal section and must have a sufficient length. In the flow of exhaust gases there are zones with non-optimal temperature. Non-optimal should be understood as a temperature whose value is not included in the temperature range in which the reaction proceeds most efficiently. Non-optimal temperature zones are formed for various reasons. In these zones, the number of components for the reaction is greater, because, due to the lowered temperature, the reaction on the approach to the neutralizer has passed to a lesser extent.

Далее газы поступают в каналы 3 нейтрализатора 6. Свободная площадь каналов 3 в поперечном сечении нейтрализатора 6 может занимать, например, девяносто восемь процентов и более от площади поперечного сечения нейтрализатора. Плотность каналов может достигать 142 канала на квадратный сантиметр, а площадь поперечного сечения десятые доли мм². Это возможно благодаря малой толщине плоских листов 8 и волнистых листов 9 (в частном случае 10-100 мкм), а также конфигурации нейтрализатора 6. Сами же каналы 3 расположены коллинеарно потоку. Эти факторы в совокупности приводят к тому, что образование турбулентности потока при прохождении нейтрализатора 6 пренебрежимо мало.Next, the gases enter the channels 3 of the catalyst 6. The free area of the channels 3 in the cross section of the catalyst 6 may take, for example, ninety-eight percent or more of the cross-sectional area of the catalyst. The density of the channels can reach 142 channels per square centimeter, and the cross-sectional area is a few tenths of a mm ² . This is possible due to the small thickness of the flat sheets 8 and wavy sheets 9 (in the particular case of 10-100 μm), as well as the configuration of the neutralizer 6. The channels 3 themselves are located collinear to the flow. These factors together lead to the fact that the formation of flow turbulence during the passage of the catalyst 6 is negligible.

Поверхность каналов 3 выполнена крайне развитой, поэтому площадь контакта газа с каталитической поверхностью значительно выше, чем при выполнении поверхности каналов плоской. Также, поскольку рост дендритной структуры происходил по всему нейтрализатору 6, то каталитическая поверхность по каналу 3 распределена относительно равномерно и значительно равномернее, чем при использовании технологий, связанных с напылением катализатора. В каналах 3 в присутствии катализатора происходит ускорение экзотермической реакции. Как уже было сказано ранее, в зонах с неоптимальной температурой количество компонентов для реакции больше. Большее количество прореагировавших в каналах 3 компонентов приводит к большему выделению теплоты. Выделенное тепло идёт на нагрев газов и на дальнейшее ускорение реакции. В результате происходит выравнивание температурного поля и более полная нейтрализация вредных компонентов.The surface of the channels 3 is extremely developed, therefore, the contact area of the gas with the catalytic surface is much higher than when the surface of the channels is flat. Also, since the growth of the dendritic structure occurred throughout the catalyst 6, the catalytic surface along the channel 3 is distributed relatively uniformly and much more uniformly than when using technologies related to the deposition of the catalyst. In channels 3, in the presence of a catalyst, an exothermic reaction is accelerated. As mentioned earlier, in zones with suboptimal temperature the number of components for the reaction is greater. A greater number of 3 components reacted in the channels leads to a greater heat release. The generated heat is used to heat the gases and to further accelerate the reaction. The result is equalization of the temperature field and a more complete neutralization of harmful components.

Эти факторы в совокупности не позволяют вредным компонентам "проскакивать" через каналы 3 нейтрализатора 6 без должной степени очистки (нейтрализации). Поэтому, в выходную часть 5 попадают газы (очищенные) с допустимым содержанием вредных компонентов.These factors together do not allow harmful components to "slip" through the channels 3 of the neutralizer 6 without the proper degree of purification (neutralization). Therefore, gases (purified) with an acceptable content of harmful components get into the output part 5.

В выходной части 5 может быть установлен газоанализатор, который подключают к системе автоматики. При наличии газоанализатора, очищенные газы проверяют на концентрацию кислорода. При выходе содержания кислорода в газовой смеси из допустимого диапазона значений, автоматика возвращает содержание кислорода в газовой смеси в норму. In the output part 5, a gas analyzer can be installed, which is connected to the automation system. In the presence of a gas analyzer, the purified gases are checked for oxygen concentration. When the oxygen content in the gas mixture leaves the acceptable range of values, the automation returns the oxygen content in the gas mixture to normal.

Таким образом, выполнение керамического аппарата дожигания, описанным выше образом, позволяет повысить степень нейтрализации (очистки) отходящих газов за счёт значительного увеличения площади каталитической поверхности (дендритной структуры) каналов 3. Выполнение корпуса 4 с неизменным внутренним сечением и коллинеарное расположение каналов 3, в совокупности с большой свободной площадью каналов 3 и конфигурацией нейтрализатора 6, позволяет получить ламинарный поток внутри устройства. Поскольку в газах с неоптимальной температурой количество компонентов для реакции больше, то и выделение теплоты в процессе реакции нейтрализации больше. Эти факторы в совокупности приводят к выравниванию температурного поля и более полной нейтрализации вредных компонентов.Thus, the implementation of the ceramic afterburning apparatus, as described above, allows to increase the degree of neutralization (purification) of the exhaust gases due to a significant increase in the area of the catalytic surface (dendritic structure) of the channels 3. The implementation of the housing 4 with a constant internal section and collinear arrangement of channels 3, in the aggregate with a large free area of the channels 3 and the configuration of the Converter 6, allows to obtain a laminar flow inside the device. Since the amount of components for the reaction in gases with suboptimal temperatures is greater, the release of heat during the neutralization reaction is greater. These factors together lead to equalization of the temperature field and a more complete neutralization of harmful components.

Claims

1. A ceramic afterburner containing a housing and a neutralizer, the housing is hollow and rectilinear with a constant cross section, the housing contains an inlet and an outlet, an inlet is made with a length that ensures the formation of a laminar gas flow inside it, the converter contains flat sheets arranged in parallel each other, and each flat sheet is formed by several straight walls located in the same plane, and the transverse walls, transverse walls are located between two adjacent glossy sheets with the formation of several channels, the Converter is located in the housing between the inlet part and the outlet part with the possibility of passage of gases from the inlet part through all channels located collinear to the moving gas stream, in the outlet part, with at least the surface of the straight walls and transverse walls covered with dendrites of metal oxides.

2. The ceramic afterburning apparatus according to claim 1, characterized in that the connection of flat sheets and transverse walls is made, inter alia, by intergrowth of dendrites of metal oxides.

3. The ceramic afterburning apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the flat sheets and transverse walls are made of titanium, and rutile dendrites are located on their surfaces.

4. The ceramic afterburning apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the flat sheets and transverse walls are made of nickel, and bunsenite dendrites are located on their surfaces.