RU2147457C1 - Method of treating gases to remove toxic impurities - Google Patents
Method of treating gases to remove toxic impurities Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147457C1 RU2147457C1 RU97108848/12A RU97108848A RU2147457C1 RU 2147457 C1 RU2147457 C1 RU 2147457C1 RU 97108848/12 A RU97108848/12 A RU 97108848/12A RU 97108848 A RU97108848 A RU 97108848A RU 2147457 C1 RU2147457 C1 RU 2147457C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- catalyst layer
- stage
- catalyst
- oxygen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологиям очистки отходящих газов промышленных предприятий от токсичных летучих органических соединений, а также соединений, содержащих азот, серу, галогены и другие вредные вещества, и может быть использовано в химической, нефтехимической, деревообрабатывающей, мебельной, машиностроительной, а также в других отраслях промышленности. The invention relates to technologies for the purification of exhaust gases of industrial enterprises from toxic volatile organic compounds, as well as compounds containing nitrogen, sulfur, halogens and other harmful substances, and can be used in chemical, petrochemical, woodworking, furniture, engineering, and other industries industry.
Существующие способы очистки отходящих газов промышленных предприятий от токсичных примесей можно разделить на следующие группы: конденсационные, абсорбционные, биохимические, мембранные, термические и каталитические. Existing methods of purification of industrial gases from industrial gases from toxic impurities can be divided into the following groups: condensation, absorption, biochemical, membrane, thermal and catalytic.
Для очистки отходящих газов, содержащих низкие концентрации токсичных примесей, наиболее эффективным и экономичным способом является окисление примесей кислородом воздуха в присутствии катализатора до экологически безопасных продуктов. For the purification of exhaust gases containing low concentrations of toxic impurities, the most effective and economical way is to oxidize the impurities with atmospheric oxygen in the presence of a catalyst to environmentally friendly products.
Так, известен способ очистки отходящих газов промышленных предприятий от токсичных органических примесей, основанный на проведении реакции окисления их кислородом при пропускании очищаемого газа через неподвижный слой зернистого катализатора [Термические методы обезвреживания отходов. - Л. : "Химия", 1975, стр. 25-40]. Этот способ характеризуется высокой эффективностью очистки, однако требует постоянного подогрева очищаемых газов перед подачей их в слой катализатора до температуры протекания реакции окисления - до 200-400oC, что обуславливает высокую энергоемкость этого способа, в особенности при очистке газов с низким содержанием токсичных примесей.So, there is a known method of purification of exhaust gases of industrial enterprises from toxic organic impurities, based on the reaction of their oxidation with oxygen by passing the gas to be purified through a fixed bed of granular catalyst [Thermal methods of waste disposal. - L.: "Chemistry", 1975, pp. 25-40]. This method is characterized by high cleaning efficiency, however, it requires constant heating of the gases to be purified before they are fed into the catalyst bed to the temperature of the oxidation reaction - up to 200-400 o C, which leads to high energy consumption of this method, especially when cleaning gases with a low content of toxic impurities.
Известен также адсорбционно-каталитический способ очистки отходящих газов от токсичных хлорорганических веществ [А.с. СССР N 1674933, МПК В 01 D 53/36, Опубл. 07.09.91] , осуществляемый циклически в две последовательные стадии. На первой стадии цикла очищаемые газы пропускают через слой катализатора в режиме адсорбции до проскока примесей через катализатор. На второй стадии цикла поднимают температуру в слое катализатора до 350-400oC, при этом происходит окисление адсорбированных примесей. Этот способ обеспечивает высокую степень очистки отходящих газов с низкими исходными концентрациями примесей, однако он также энергоемок, для быстрого подъема температуры требуется мощный источник тепловой энергии, и, кроме того, способ имеет прерывистый характер.Also known is the adsorption-catalytic method for purifying exhaust gases from toxic organochlorine substances [A.S. USSR N 1674933, IPC B 01 D 53/36, Publ. 09/07/91], carried out cyclically in two successive stages. In the first stage of the cycle, the gases to be purified are passed through the catalyst bed in the adsorption mode until impurities pass through the catalyst. In the second stage of the cycle, the temperature in the catalyst bed is raised to 350-400 o C, while the adsorbed impurities are oxidized. This method provides a high degree of purification of exhaust gases with low initial concentrations of impurities, however, it is also energy-intensive, a quick source of thermal energy is required for a quick rise in temperature, and, moreover, the method is intermittent.
Известен также адсорбционно-каталитический способ очистки отходящих газов от токсичных органических примесей [Патент США N 4234549, МПК В 01 D 53/42] , основанный на циклическом осуществлении процесса очистки, причем цикл включает две последовательные стадии. Первая стадия цикла заключается в предварительном накоплении имеющихся в очищаемом газе токсичных примесей в слое катализатора. Накопление происходит за счет адсорбции и/или хемосорбции при пропускании очищаемых газов через слой катализатора при температуре ниже характерной температуры начала окисления этих примесей. Вторая стадия цикла заключается в окислении адсорбированных в слое катализатора токсичных примесей. Окисление происходит при пропускании через слой катализатора воздуха, нагретого до температуры выше характерной температуры начала глубокого окисления адсорбированных примесей. Этот способ обеспечивает высокую степень очистки отходящих газов с низкими исходными концентрациями примесей, при этом он существенно менее энергоемок по сравнению с вышеописанным способом. В то же время энергозатраты при проведении второй стадии цикла достаточно велики, так как температуру в слое катализатора на уровне характерной для протекания реакции окисления адсорбированных примесей требуется поддерживать в течение длительного, до 10 ч, времени. Также способ характеризуется периодичностью очистки отходящих газов, так как она происходит только на первой стадии цикла, а на время осуществления второй стадии прерывается. Этот способ по наибольшему с заявляемым количеству сходных признаков принят за прототип изобретения. Also known is an adsorption-catalytic method for purifying exhaust gases from toxic organic impurities [US Patent No. 4234549, IPC B 01 D 53/42], based on the cyclic implementation of the purification process, the cycle comprising two successive stages. The first stage of the cycle is the preliminary accumulation of toxic impurities present in the gas to be cleaned in the catalyst bed. The accumulation occurs due to adsorption and / or chemisorption while passing the purified gases through the catalyst bed at a temperature below the characteristic temperature of the onset of oxidation of these impurities. The second stage of the cycle is the oxidation of toxic impurities adsorbed in the catalyst bed. Oxidation occurs when air is passed through a catalyst bed and is heated to a temperature above the characteristic temperature of the onset of deep oxidation of adsorbed impurities. This method provides a high degree of purification of exhaust gases with low initial concentrations of impurities, while it is significantly less energy intensive compared to the above method. At the same time, the energy consumption during the second stage of the cycle is quite high, since the temperature in the catalyst bed at the level characteristic of the oxidation of adsorbed impurities is required to be maintained for a long time, up to 10 hours. Also, the method is characterized by the frequency of purification of exhaust gases, since it occurs only in the first stage of the cycle, and is interrupted for the duration of the second stage. This method is the largest with the claimed number of similar features adopted as a prototype of the invention.
Предлагаемое изобретение решает задачу снижения энергозатрат на очистку газов с низкими концентрациями токсичных примесей при высокой степени очистки. Дополнительно изобретение решает задачу проведения непрерывной очистки от токсичных примесей отходящих очищаемых газов. The present invention solves the problem of reducing energy consumption for the purification of gases with low concentrations of toxic impurities with a high degree of purification. In addition, the invention solves the problem of continuous cleaning of toxic impurities of the waste cleaned gases.
Поставленная задача решается тем, что очистку отходящих газов от токсичных примесей осуществляют в циклическом режиме, причем цикл состоит из двух стадий, на первой из которых проводят адсорбцию имеющихся в очищаемом газе токсичных примесей в слое катализатора, пропуская через него очищаемый газ и поддерживая при этом температуру в слое катализатора ниже температуры начала окисления имеющихся в очищаемых газах токсичных примесей, а на второй проводят окисление адсорбированных на первой стадии в слое катализатора токсичных примесей, пропуская через него кислородсодержащий газ и поддерживая при этом температуру в слое катализатора выше температуры начала окисления адсорбированных токсичных примесей, а по крайней мере на второй стадии цикла газ пропускают через слой катализатора поочередно в прямом и обратном направлении и в начале этой стадии цикла пропускаемый через слой катализатора кислородсодержащий газ нагревают в центральной части слоя, изменяя направления его пропускания по достижении 0-200oC в сечении слоя катализатора, находящегося на расстоянии 0-30% от его длины от торца слоя, из которого при этом выходит газ, а по достижении максимальной температуры в слое катализатора выше температуры начала окисления адсорбированных на первой стадии цикла в слое катализатора токсичных примесей нагревание кислородсодержащего газа прекращают, изменяя направление его пропускания через слой катализатора по достижении 200-800oC в сечении слоя катализатора, находящегося на расстоянии 0-20% от его длины от торца слоя, из которого при этом выходит газ.The problem is solved in that the exhaust gas is cleaned of toxic impurities in a cyclic mode, and the cycle consists of two stages, the first of which adsorbs the toxic impurities present in the gas being cleaned in the catalyst bed, passing the gas to be purified and maintaining the temperature in the catalyst bed below the temperature of the onset of oxidation of toxic impurities present in the gases to be cleaned, and in the second stage, toxic impurities adsorbed in the first stage in the catalyst bed are oxidized lowering the oxygen-containing gas through it and maintaining the temperature in the catalyst layer above the temperature at which oxidation of adsorbed toxic impurities begins, and at least in the second stage of the cycle, the gas is passed through the catalyst layer alternately in the forward and backward directions and passed through the catalyst layer at the beginning of this stage of the cycle oxygen-containing gas is heated in the central part of the layer, changing its direction of transmission on reaching 0-200 o C in the cross section of the catalyst bed at a distance of 0-30% of the lengths from the end of the layer from which the gas escapes, and when the maximum temperature in the catalyst layer is reached above the temperature of the onset of oxidation of toxic impurities adsorbed in the first stage of the cycle in the catalyst layer, the heating of the oxygen-containing gas is stopped, changing the direction of its transmission through the catalyst layer when 200- 800 o C in the cross section of the catalyst layer, located at a distance of 0-20% of its length from the end of the layer from which the gas exits.
На первой стадии цикла, называемой стадией адсорбции, очищаемые отходящие газы пропускают через слой катализатора без подогрева. При этом в слое катализатора происходит адсорбция и/или хемосорбция имеющихся в очищаемом газе токсичных примесей, за счет чего обеспечивается очистка отходящих газов. Очищенные газы выбрасывают в атмосферу. Степень очистки на стадии адсорбции достигает значений, близких к 100%. Для эффективного протекания адсорбции процесс ведут при температуре в слое катализатора ниже характерной температуры начала окисления содержащихся в нем примесей кислородом. Значения указанной температуры определяются химической природой подлежащих адсорбции токсичных примесей и типом используемого катализатора и, как правило, находятся в диапазоне 150-400oC. По мере насыщения адсорбционной емкости катализатора эффективность очистки снижается, и в зависимости от расхода отходящих очищаемых газов, концентрации в них токсичных примесей, загрузки и типа используемого катализатора, вида и адсорбционных характеристик присутствующих примесей по отношению к используемому катализатору и пр., как правило, через 10-2500 ч стадию адсорбции завершают. Длительность ее выбирают в указанных пределах, так как при этом обеспечивается оптимальное соотношение энергозатрат требуемого для проведения процесса количества катализатора и степени очистки.In the first stage of the cycle, called the adsorption stage, the cleaned exhaust gases are passed through the catalyst bed without heating. In this case, adsorption and / or chemisorption of toxic impurities present in the gas to be purified occurs in the catalyst bed, which ensures the purification of exhaust gases. The purified gases are released into the atmosphere. The degree of purification at the adsorption stage reaches values close to 100%. For efficient adsorption, the process is carried out at a temperature in the catalyst layer below the characteristic temperature of the onset of oxidation of impurities contained in it with oxygen. The values of this temperature are determined by the chemical nature of the toxic impurities to be adsorbed and the type of catalyst used and, as a rule, are in the range of 150-400 o C. As the adsorption capacity of the catalyst is saturated, the cleaning efficiency decreases, and depending on the flow rate of the exhaust gas being purified, its concentration toxic impurities, loading and type of the used catalyst, type and adsorption characteristics of the present impurities with respect to the used catalyst, etc., as a rule, in 10-25 00 h complete the adsorption stage. Its duration is chosen within the indicated limits, since this ensures the optimal ratio of energy consumption of the amount of catalyst required for the process and the degree of purification.
На второй стадии цикла, называемой стадией окисления, проводят окисление кислородом адсорбированных в слое катализатора токсичных примесей. Для этого через слой катализатора пропускают кислородсодержащий газ, поддерживая температуру в слое катализатора не ниже характерной температуры начала окисления адсорбированных примесей кислородом. Достижение этой температуры обеспечивают тем, что холодный после завершения стадии адсорбции слой катализатора в начале второй стадии нагревают известными методами путем нагрева кислородсодержащего газа в центральной части слоя катализатора, изменяя при этом направление пропускания через него кислородсодержащего газа на противоположное по достижении 0-200oC в сечении, находящемся на расстоянии 0-30% от длины слоя катализатора от его торца, из которого при этом выходит газ. Сочетание нагревания слоя в центре и периодических изменений направления пропускания кислородсодержащего газа через него на противоположное позволяет максимально эффективно использовать энергию, расходуемую на нагрев слоя. Постепенный разогрев слоя катализатора при этом происходит от центра к торцам. При этом в центральной части слоя катализатора также происходит частичная десорбция адсорбированных примесей с их последующей адсорбцией на более холодных торцах слоя катализатора. Периодические изменения направления пропускания кислородсодержащего газа, производимые вышеописанным способом, позволяют избежать избыточного нагрева торцов слоя катализатора и тем самым не допустить попадание десорбируемых примесей в выходящий из слоя катализатора кислородсодержащий газ, сохраняя высокую степень очистки.In the second stage of the cycle, called the stage of oxidation, carry out oxygen oxidation of toxic impurities adsorbed in the catalyst bed. To do this, an oxygen-containing gas is passed through the catalyst bed, maintaining the temperature in the catalyst layer not lower than the characteristic temperature of the onset of oxidation of the adsorbed impurities by oxygen. The achievement of this temperature is ensured by the fact that at the beginning of the second stage, the cold catalyst layer at the beginning of the second stage is heated by known methods by heating an oxygen-containing gas in the Central part of the catalyst layer, while changing the direction of transmission of oxygen-containing gas through it to the opposite upon reaching 0-200 o C cross-section located at a distance of 0-30% of the length of the catalyst layer from its end, from which the gas exits. The combination of heating the layer in the center and periodic changes in the direction of transmission of oxygen-containing gas through it to the opposite allows the most efficient use of the energy spent on heating the layer. The gradual heating of the catalyst layer in this case occurs from the center to the ends. Moreover, in the central part of the catalyst layer, partial adsorption of the adsorbed impurities also occurs with their subsequent adsorption on the colder ends of the catalyst layer. Periodic changes in the direction of transmission of oxygen-containing gas produced by the above method can avoid excessive heating of the ends of the catalyst layer and thereby prevent desorbed impurities from entering the oxygen-containing gas leaving the catalyst layer, while maintaining a high degree of purification.
Далее, по достижении температуры в слое катализатора выше требуемой температуры начала окисления адсорбированных на первой стадии цикла в слое катализатора токсичных примесей нагревание слоя прекращают. Кислородсодержащий газ подают в слой катализатора без предварительного подогрева. Протекающие при этом экзотермические реакции окисления кислородом токсичных примесей снабжают дополнительным теплом слой катализатора. В результате в нем образуется высокотемпературная зона, дрейфующая в направлении пропускания газа, а пропускаемый через слой кислородсодержащий газ разогревается по мере прохождения им слоя до температуры окисления токсичных примесей. Чтобы удержать высокотемпературную зону в пределах слоя, направление пропускания кислородсодержащего газа через слой катализатора периодически изменяют на противоположное. В таком режиме тепло экзотермической реакции окисления адсорбированных токсичных примесей аккумулируется в слое катализатора и расходуется на нагревание поступающего в него холодного кислородсодержащего газа, за счет чего происходит поддержание в слое катализатора характерной температуры окисления адсорбированных примесей кислородом. Изменение направления пропускания кислородсодержащего газа через слой катализатора производят по достижении 200-800oC в сечении слоя катализатора, находящегося на расстоянии 0-20% от его длины от торца слоя, из которого при этом выходит газ. Это обеспечивает прохождение высокотемпературной зоны по всей длине слоя и, соответственно, полную регенерацию поверхности катализатора в слое.Further, upon reaching a temperature in the catalyst layer above the desired temperature, the onset of oxidation of toxic impurities adsorbed in the first stage of the cycle in the catalyst layer stops heating the layer. Oxygen-containing gas is fed into the catalyst bed without preheating. The exothermic oxidation reactions of toxic impurities with oxygen provide additional catalyst bed heat. As a result, a high-temperature zone is formed in it, drifting in the direction of gas transmission, and the oxygen-containing gas passing through the layer is heated as it passes through the layer to the oxidation temperature of toxic impurities. To keep the high temperature zone within the bed, the direction of transmission of the oxygen-containing gas through the catalyst bed is periodically reversed. In this mode, the heat of the exothermal oxidation reaction of adsorbed toxic impurities is accumulated in the catalyst layer and spent on heating the cold oxygen-containing gas entering it, thereby maintaining the characteristic oxidation temperature of the adsorbed impurities in the catalyst layer with oxygen. The change in the direction of transmission of oxygen-containing gas through the catalyst layer is carried out upon reaching 200-800 o C in the cross section of the catalyst layer located at a distance of 0-20% of its length from the end of the layer, from which the gas exits. This ensures the passage of the high temperature zone along the entire length of the layer and, accordingly, the complete regeneration of the catalyst surface in the layer.
Таким образом, эффективное использование энергии при предварительном нагреве слоя катализатора до характерной температуры окисления адсорбированных примесей кислородом и прекращение нагрева по достижении этой температуры приводят к тому, что энергозатраты на осуществление очистки газов в целом значительно ниже, чем в известных способах. Кроме того, периодические изменения направления пропускания кислородсодержащего газа, производимые вышеописанным способом, позволяют избежать десорбцию примесей и тем самым обеспечить высокую степень очистки очищаемых газов без использования дополнительных устройств для улавливания десорбируемых примесей. Thus, the efficient use of energy during preliminary heating of the catalyst layer to the characteristic temperature of oxidation of the adsorbed impurities by oxygen and the cessation of heating when this temperature is reached lead to the fact that the energy consumption for gas purification is generally much lower than in the known methods. In addition, periodic changes in the direction of transmission of oxygen-containing gas produced by the above method can avoid the desorption of impurities and thereby provide a high degree of purification of the purified gases without the use of additional devices for trapping desorbed impurities.
В качестве кислородсодержащего газа используют воздух или смесь очищаемого газа и воздуха - в случаях, если в очищаемых газах не содержится кислород, или сами очищаемые газы - в случае, если в них содержится кислород. При использовании смеси очищаемого газа и воздуха или кислородсодержащего очищаемого газа процесс очистки газов протекает в непрерывном режиме, так как наряду с окислением адсорбированных токсичных примесей в слое катализатора одновременно протекает окисление примесей, содержащихся в самом очищаемом газе. На стадии окисления образуются нетоксичные вещества, такие, например, как диоксид углерода, молекулярный азот, пары воды и др., которые выбрасывают в атмосферу вместе с кислородсодержащим газом, а также происходит освобождение и реокисление активной поверхности катализатора. Длительность ее в зависимости от расхода кислородсодержащего газа, загрузки и типа катализатора, количества и вида адсорбированных на первой стадии примесей, как правило, 0,5-5 ч. При этом не требуется источника большой мощности, для разогрева слоя катализатора. As an oxygen-containing gas, air or a mixture of the gas to be purified and air is used - in cases where the gas to be purified does not contain oxygen, or the gas to be purified itself - if it contains oxygen. When using a mixture of gas to be purified and air or an oxygen-containing gas to be purified, the gas purification process proceeds continuously, since along with the oxidation of adsorbed toxic impurities in the catalyst bed, the impurities contained in the gas being purified also oxidize. At the oxidation stage, non-toxic substances are formed, such as, for example, carbon dioxide, molecular nitrogen, water vapor, etc., which are released into the atmosphere together with an oxygen-containing gas, and the active surface of the catalyst is released and reoxidized. Its duration, depending on the consumption of oxygen-containing gas, the load and type of catalyst, the amount and type of impurities adsorbed in the first stage, is usually 0.5-5 hours. At the same time, a high power source is not required to heat the catalyst layer.
Эффективность очистки отходящих газов от токсичных примесей может быть повышена посредством снижения сопутствующего явления десорбции адсорбированных в слое катализатора токсичных примесей. Для этого слой катализатора разделяют на не менее чем две части в сечении, перпендикулярном направлению прохождения газа через слой катализатора. Очищаемый газ на стадии адсорбции пропускают через слой катализатора в направлении от центра к торцам слоя, вводя его между частями слоя. Токсичные примеси при этом накапливаются преимущественно в центральной области слоя, что существенно снижает вероятность десорбции неокисленных примесей с торцов слоя при проведении стадии окисления адсорбированных примесей. The efficiency of purification of exhaust gases from toxic impurities can be improved by reducing the concomitant phenomenon of desorption of toxic impurities adsorbed in the catalyst bed. For this, the catalyst layer is divided into at least two parts in a cross section perpendicular to the direction of gas passage through the catalyst layer. The gas to be purified at the adsorption stage is passed through the catalyst bed in the direction from the center to the ends of the bed, introducing it between the parts of the bed. In this case, toxic impurities accumulate mainly in the central region of the layer, which significantly reduces the probability of desorption of unoxidized impurities from the ends of the layer during the oxidation stage of adsorbed impurities.
На первой стадии цикла - стадии адсорбции - пропускание очищаемого газа через слой катализатора осуществляют либо в постоянном направлении, либо так же, как на второй стадии кислородсодержащего газа - поочередно в прямом и обратном направлениях. При проведении очистки газов в неразделенном на части слое катализатора направление пропускания очищаемого газа обеспечивают, подавая его с одного из торцов слоя катализатора. При проведении очистки газов в слое катализатора, разделенном на две и более частей, изменение направления пропускания очищаемого газа через каждую из этих частей осуществляют путем дополнительной подачи воздуха попеременно с одного из торцов слоя катализатора, чередуя торцы каждые 5-120 мин. Такой режим также способствует преимущественному накоплению адсорбированных токсичных примесей в центральной области слоя катализатора и позволяет увеличить эффективность очистки газов за счет снижения десорбции токсичных примесей, характеризующихся недостаточной способностью к необратимой хемосорбции. Расход подаваемого воздуха при этом поддерживают в диапазоне от 3 до 30% от расхода очищаемых газов. Подача воздуха с расходом менее или более указанного интервала не дает существенного эффекта ввиду сопутствующих явлений уменьшения динамической адсорбционной емкости слоя катализатора при разбавлении очищаемого газа, росту гидравлического сопротивления и др. At the first stage of the cycle — the stage of adsorption — the gas to be purified through the catalyst bed is carried out either in the constant direction, or in the same way as in the second stage of the oxygen-containing gas, alternately in the forward and reverse directions. When carrying out gas purification in an undivided catalyst bed, the transmission direction of the gas to be purified is ensured by supplying it from one of the ends of the catalyst layer. When carrying out gas purification in the catalyst layer, divided into two or more parts, the direction of transmission of the gas to be purified through each of these parts is changed by additional air supply alternately from one of the ends of the catalyst layer, alternating the ends every 5-120 minutes. This mode also contributes to the predominant accumulation of adsorbed toxic impurities in the central region of the catalyst layer and allows to increase the efficiency of gas purification by reducing the desorption of toxic impurities, characterized by insufficient ability to irreversible chemisorption. The flow rate of the supplied air is maintained in the range from 3 to 30% of the flow rate of the purified gases. Air supply with a flow rate of less than or more than the specified interval does not give a significant effect due to the concomitant phenomena of a decrease in the dynamic adsorption capacity of the catalyst layer upon dilution of the gas to be purified, an increase in hydraulic resistance, etc.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет проводить очистку отходящих газов от токсичных примесей адсорбционно-каталитическим методом с низкими энергозатратами, высокой степенью очистки и непрерывно. Thus, the present invention allows the purification of exhaust gases from toxic impurities by the adsorption-catalytic method with low energy consumption, a high degree of purification and continuously.
Пример 1. На очистку подают отходящие газы, представляющие собой воздух, содержащий стирол в количестве 50 мг/м3, с температурой 25oC. Используют при этом слой катализатора, разделенный в сечении, перпендикулярном направлению газового потока, на две равные части. На стадии адсорбции очищаемый газ вводят между частями слоя катализатора, так что он движется в них в направлении от центра слоя к его торцам, и выбрасывают в атмосферу. В слое катализатора протекает очистка газа за счет адсорбции в нем стирола, поэтому концентрация последнего в выбрасываемом в атмосферу очищенном газе не превышает 0,5 мг/м3.Example 1. For purification serves off-gases, which are air containing styrene in an amount of 50 mg / m 3 , with a temperature of 25 o C. Use a catalyst layer, divided in cross section perpendicular to the direction of the gas stream, into two equal parts. At the adsorption stage, the gas to be purified is introduced between the parts of the catalyst layer, so that it moves in them from the center of the layer to its ends, and is released into the atmosphere. The gas purification proceeds in the catalyst layer due to the adsorption of styrene in it, therefore, the concentration of the gas in the purified gas emitted into the atmosphere does not exceed 0.5 mg / m 3 .
Через 200 ч после начала стадии адсорбции концентрация стирола в очищенном газе увеличивается до 3 мг/м3. После этого стадию адсорбции завершают и начинают стадию окисления адсорбированного в слое катализатора стирола. Для этого начинают пропускать через слой катализатора очищаемый газ, подавая его с торца слоя. Одновременно очищаемый газ нагревают в промежутке между частями слоя катализатора от электрического источника тепла до достижения в слое катализатора температуры 400oC, после чего нагревание прекращают. Направление пропускания очищаемого газа изменяют на противоположное по достижении 50oC в сечении слоя катализатора, находящегося на расстоянии 15% от его длины от торца слоя, из которого при этом выходит газ. После достижения температуры в центральной части слоя катализатора около 260-290oC начинается интенсивное окисление адсорбированного стирола с выделением большого количества тепла. При этом нагрев газов в центральной части слоя прекращают. Направление пропускания очищаемого газа изменяют на противоположное по достижении 500oC в сечении слоя катализатора, находящегося на расстоянии 5% от его длины от торца слоя, из которого при этом выходит газ. Окисление адсорбированного в слое катализатора стирола ведут в течение 1,5 ч. При этом концентрация стирола в очищенном газе на выходе из слоя катализатора не превышает 5 мг/м3, максимальная температура в слое катализатора составляет 550oC.200 h after the start of the adsorption step, the styrene concentration in the purified gas increases to 3 mg / m 3 . After this, the adsorption stage is completed and the stage of oxidation of styrene adsorbed in the catalyst bed begins. For this, the gas to be purified begins to pass through the catalyst bed, feeding it from the end of the layer. At the same time, the gas to be cleaned is heated in the interval between the parts of the catalyst layer from an electric heat source until the temperature in the catalyst layer reaches 400 o C, after which the heating is stopped. The direction of transmission of the cleaned gas is reversed upon reaching 50 o C in the cross section of the catalyst layer located at a distance of 15% of its length from the end of the layer from which the gas exits. After reaching a temperature in the Central part of the catalyst layer of about 260-290 o C begins the intensive oxidation of adsorbed styrene with the release of a large amount of heat. In this case, the heating of gases in the central part of the layer is stopped. The direction of transmission of the purified gas is reversed upon reaching 500 o C in the cross section of the catalyst layer, located at a distance of 5% of its length from the end of the layer, from which the gas exits. The styrene adsorbed in the catalyst bed is oxidized for 1.5 hours. The styrene concentration in the purified gas at the outlet of the catalyst bed does not exceed 5 mg / m 3 , the maximum temperature in the catalyst bed is 550 o C.
Далее процесс ведут циклически, последовательно повторяя первую и вторую стадию. Next, the process is conducted cyclically, sequentially repeating the first and second stage.
Средняя степень очистки за цикл составляет 98,9%, суммарные энергозатраты на проведение очистки - 0,85 ккал/м3.The average degree of purification per cycle is 98.9%, the total energy consumption for cleaning is 0.85 kcal / m 3 .
Пример 2. Очистку осуществляют аналогично примеру 1. Направление пропускания кислородсодержащего газа при предварительном нагреве слоя изменяют на противоположное по достижении 100oC в сечении слоя катализатора, находящегося на расстоянии 15% от его длины от торца слоя, из которого при этом выходит газ. Средняя степень очистки отходящих газов снижается до 98,0%, энергозатраты возрастают до 1,2 ккал/м3.Example 2. Cleaning is carried out analogously to example 1. The direction of transmission of oxygen-containing gas upon preliminary heating of the layer is reversed upon reaching 100 o C in the cross section of the catalyst layer located at a distance of 15% of its length from the end of the layer, from which the gas exits. The average degree of purification of exhaust gases is reduced to 98.0%, energy consumption increases to 1.2 kcal / m 3 .
Пример 3. Очистку осуществляют аналогично примеру 1. Направление пропускания кислородсодержащего газа при предварительном нагреве слоя изменяют на противоположное по достижении 100oC в сечении слоя катализатора, находящегося на расстоянии 5% от его длины от торца слоя, из которого при этом выходит газ. Средняя степень очистки отходящих газов снижается до 95,0%, энергозатраты возрастают до 1,8 ккал/м3.Example 3. The cleaning is carried out analogously to example 1. The direction of transmission of oxygen-containing gas upon preliminary heating of the layer is reversed upon reaching 100 o C in the cross section of the catalyst layer located at a distance of 5% of its length from the end of the layer, from which the gas exits. The average degree of purification of exhaust gases is reduced to 95.0%, energy consumption increases to 1.8 kcal / m 3 .
Пример 4. Очистку осуществляют аналогично примеру 1. Направление пропускания очищаемого газа после достижения характерной температуры начала окисления адсорбированного стирола изменяют на противоположное по достижении 200oC в сечении слоя катализатора, находящегося на расстоянии 5% от его длины от торца слоя, из которого при этом выходит газ. В результате катализатор в торцах слоя не регенерируется, что приводит к снижению степени очистки в последующих циклах.Example 4. The purification is carried out analogously to example 1. The direction of transmission of the gas to be purified after reaching the characteristic temperature of the onset of oxidation of adsorbed styrene is reversed upon reaching 200 o C in the cross section of the catalyst layer located at a distance of 5% of its length from the end of the layer, from which gas comes out. As a result, the catalyst at the ends of the layer is not regenerated, which leads to a decrease in the degree of purification in subsequent cycles.
Пример 5. Очистку осуществляют аналогично примеру 1. Направление пропускания очищаемого газа после достижения характерной температуры начала окисления адсорбированного стирола изменяют на противоположное по достижении 550oC в сечении слоя катализатора, находящегося на расстоянии 5% от его длины от торца слоя, из которого при этом выходит газ. В результате существенных потерь тепла высокотемпературной зоны процесс окисления адсорбированного стирола затухает и слой катализатора не регенерируется.Example 5. The purification is carried out analogously to example 1. The direction of transmission of the gas to be purified after reaching the characteristic temperature of the onset of oxidation of adsorbed styrene is reversed upon reaching 550 o C in the cross section of the catalyst layer located at a distance of 5% of its length from the end of the layer, from which gas comes out. As a result of significant heat loss in the high-temperature zone, the oxidation process of adsorbed styrene decays and the catalyst layer does not regenerate.
Пример 6. Очистку осуществляют аналогично примеру 1, причем в очищаемых газах вместо стирола содержится ацетон. При ведении процесса в режиме, описанном в примере 1, степень очистки газов снижается до 90% за счет существенных потерь ацетона в результате его десорбции при нагреве слоя катализатора. На стадии адсорбции обеспечивают переменное направление движения очищаемого газа через слой катализатора, попеременно подавая воздух с расходом 10% от расхода отходящих газов то с одного, то с другого торца слоя катализатора, чередуя торцы каждые 25 мин. Степень очистки отходящих газов возрастает до 99,1%. Example 6. The purification is carried out analogously to example 1, moreover, in the gases to be purified, instead of styrene, acetone is contained. When conducting the process in the mode described in example 1, the degree of gas purification is reduced to 90% due to significant losses of acetone as a result of its desorption during heating of the catalyst layer. At the adsorption stage, a variable direction of movement of the gas to be purified through the catalyst bed is provided, alternately supplying air with a flow rate of 10% of the exhaust gas flow from either one or the other end of the catalyst layer, alternating the ends every 25 minutes. The degree of purification of exhaust gases increases to 99.1%.
Пример 7. Очистку осуществляют аналогично примеру 6. Чередование торцов при вводе воздуха проводят через каждые 5 мин. Степень очистки снижается до 99,0%. Example 7. Cleaning is carried out analogously to example 6. The alternation of the ends when introducing air is carried out every 5 minutes. The degree of purification is reduced to 99.0%.
Пример 8. Очистку осуществляют аналогично примеру 6. Чередование торцов при вводе воздуха проводят через каждые 120 мин. Степень очистки снижается до 98,0%. Example 8. Cleaning is carried out analogously to example 6. The alternation of the ends when introducing air is carried out every 120 minutes The degree of purification is reduced to 98.0%.
Пример 9. Очистку осуществляют аналогично примеру 6. Расход воздуха поддерживают на уровне 3% от расхода отходящих газов. Степень очистки снижается до 98,7%. Example 9. Cleaning is carried out analogously to example 6. The air flow rate is maintained at the level of 3% of the exhaust gas flow rate. The degree of purification is reduced to 98.7%.
Пример 10. Очистку осуществляют аналогично примеру 6. Расход воздуха поддерживают на уровне 30% от расхода отходящих газов. Степень очистки снижается до 98,5%, энергозатраты возрастают до 1,5 ккал/м3.Example 10. The purification is carried out analogously to example 6. The air flow rate is maintained at 30% of the exhaust gas flow rate. The degree of purification is reduced to 98.5%, energy consumption increases to 1.5 kcal / m 3 .
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97108848/12A RU2147457C1 (en) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Method of treating gases to remove toxic impurities |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97108848/12A RU2147457C1 (en) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Method of treating gases to remove toxic impurities |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97108848A RU97108848A (en) | 1999-05-27 |
| RU2147457C1 true RU2147457C1 (en) | 2000-04-20 |
Family
ID=20193466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97108848/12A RU2147457C1 (en) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Method of treating gases to remove toxic impurities |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2147457C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2502546C1 (en) * | 2012-07-20 | 2013-12-27 | Андрей Владиславович Курочкин | Hydrocarbon gas cleaning |
| RU2637118C2 (en) * | 2015-11-11 | 2017-11-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Method for purifying gases from volatile organic impurities |
| RU2740015C1 (en) * | 2019-12-03 | 2020-12-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" | Method of cleaning off-gases from chlorine and sulfur oxide to obtain binder |
-
1997
- 1997-05-21 RU RU97108848/12A patent/RU2147457C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2502546C1 (en) * | 2012-07-20 | 2013-12-27 | Андрей Владиславович Курочкин | Hydrocarbon gas cleaning |
| RU2637118C2 (en) * | 2015-11-11 | 2017-11-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Method for purifying gases from volatile organic impurities |
| RU2740015C1 (en) * | 2019-12-03 | 2020-12-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" | Method of cleaning off-gases from chlorine and sulfur oxide to obtain binder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100204257B1 (en) | Heat treated activated carbon for denitration process for preparing the same method of denitration using the same and system of denitration using the same | |
| EP0779100B1 (en) | Flue-gas denitration und desulfurization processes | |
| CN109289911B (en) | Catalyst and method for treating nitrogen-containing volatile organic pollutants | |
| WO2000043102A2 (en) | Process and reactor for plasma assisted gas processing | |
| RU2147457C1 (en) | Method of treating gases to remove toxic impurities | |
| US6106791A (en) | Exhaust gas treating systems | |
| RU2102119C1 (en) | Method for cleaning effluent gases from organic impurities | |
| JP2002263444A (en) | Method and equipment for removing nox | |
| JP4512994B2 (en) | Water treatment system | |
| RU2216506C1 (en) | Method for preparing hydrogen and elemental sulfur from hydrogen sulfide | |
| RU2637118C2 (en) | Method for purifying gases from volatile organic impurities | |
| RU2263539C1 (en) | Adsorption-catalytic system for treating gases to remove toxic impurities | |
| JP2002370014A (en) | Exhaust gas treatment system | |
| SU833482A1 (en) | Method of gas purification from nitrogen oxides | |
| CN215428223U (en) | A clean system that is used for fritting furnace to contain nitrile tail gas | |
| JPH0755284B2 (en) | Method for removal and destruction of low concentration oxidizable organic pollutants from gas streams | |
| JPS63126525A (en) | Deodorizing device | |
| SU889085A1 (en) | Method of cleaning exhaust gases from hydrocarbon impurities | |
| RU168532U1 (en) | REACTOR FOR ADSORPTION-CATALYTIC PROCESSES | |
| RU2102124C1 (en) | Method of system purification of gas releases | |
| RU2064817C1 (en) | Method of gasses purification from oxides of nitrogen | |
| Dors et al. | Corona discharge-molecular sieve hybrid system for NOx removal from flue gas | |
| RU2085481C1 (en) | Method of oxidizing sulfur dioxide | |
| KR950009474Y1 (en) | The catalytic reactor of removing nox | |
| RU164557U1 (en) | ADSORPTION-CATALYTIC REACTOR FOR CLEANING GASES FROM VOLATIUM ORGANIC IMPURITIES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050522 |