SE530611C2 - Återvinning av exoterm energi vid framställning av formaldehyd - Google Patents

Description

530 B'I'l Avgaser från processen recirkuleras i någon utsträckning medan den återstående delen förbränns.

De exoterma reaktionerna i formaldehydfabriken, inklusive förbränningsprocessen, genererar således stora mängder av överskottsvänne. Denna värme kan producera ganska stora mängder av högtrycksvattenånga. Det är känt att använda denna vattenånga för uppvärmning i t ex industriella processer.

Det skulle vara fördelaktigt om trycket från den exoterma energin från fabriken kunde användas mer direkt i processen och därmed reducera behovet av en extern energikälla.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att radikalt minska behovet av en extern krafikälla för att åstadkomma trycksättning av processen. Uppfmningen avser således ett förfarande såväl som en apparat för framställning av formaldehyd där forrnaldehyden framställs i en reaktor och där exotcnn energi är ett resultat av processen. Reaktom trycksätts med hjälp av en kompressor och exoterm energi från processen används för att mata energi till kompressom. Därmed möjliggörs en tryckökning i reaktom med ett minimum av nödvändig krafttillförsel från en extern källa.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Reaktom trycksätts med hjälp av en kompressor och den exoterma energin från processen används för att mata energi till kompressom. Härmed möjliggörs en tryckökning i reaktom med ett minimum av nödvändig krafttillfórscl från en extern källa. Enligt en fóredragen utföringsforrn av uppfinningen innefattar förfarandet dessutom steget förbränning av avgaser och att denna avgasförbränning resulterar i exoterm energi som används för att tillföra energi till kompressom. Den exoterma reaktionen resulterar i en ökning av flödesvolymen och denna ökning av flödesvolymen används för att driva en turbin.

Enligt en utföringsforin av uppfinningen driver turbinen en generator. Generatorn kan sedan driva kompressorn. Turbinhastigheten kan regleras med hjälp av en sidoström. Alternativt 530 E11 kan turbinhastigheten regleras med hjälp av en snypventil. Kraften från generatorn till kompressorn kan då ledas på känt sätt.

Enligt en uttöringsform av uppfinningen driver turbinen en generator. Generatorn kan sedan driva kompressorn. Turbinhastigheten kan regleras med hjälp av en sidoström. Alternativt kan turbinhastigheten regleras med hjälp av en strypventil. Kraften från generatorn till kompressorn kan då ledas på känt sätt.

Enligt en annan uttöringsforrn av uppfinningen driver turbinen kompressorn via en axel.

Turbinhastigheten regleras då med hjälp av en sidoström. Alternativt kan turbinhastigheten regleras med hjälp av en strypventil. Turbinhastigheten kan också regleras med hjälp av en strypventil och en sidoström. Även om ökningen av flödesvolymen resulterande från den exoterma energin används i förfarandet enligt föreliggande uppfinning, är det enligt en utföringsfonn av uppfinningen ett ändamål att den exoterma energin används också for att framställa vattenånga.

Formaldehyden framställs därvid i en apparat innefattande en reaktor där exoterm energi är ett resultat av processen. Reaktorn trycksätts med hjälp av en kompressor och den exoterma energin från processen används för att tillföra energi till kompressorn. Därvid uppnås tryckölcning i reaktorn med ett minimum av nödvändig krafttillfórsel från en extern källa.

Enligt en föredragen utföringsforrn av uppfinningen innefattar apparaten dessutom en anordning for förbränning av avgaser och att den avgastörbränningen bidrar till den exotenna energin som används fór att tillföra energi till kompressorn. Vid en ännu mer föredragen utföringsforrn av uppfinningen står törbränningsanordningen för avgaser for den exoterma energi som används for att tillföra energi till kompressom. Den exotenna reaktionen resulterar i en ökning av flödesvolymen och denna flödesvolym används för att driva en turbin. 530 E'l'l Enligt en utfóringsfonn av uppfinningen driver turbinen en generator. Denna generator kan sedan driva kompressorn. Turbinhastigheten kan regleras med hjälp av en sidoström.

Alternativt kan turbinhastigheten regleras med hjälp av en strypventil. Kraften från generatorn till kompressorn kan sedan ledas på känt sätt.

Enligt en annan utfóringsforrn av uppfinningen driver turbinen kompressom via en axel.

Turbinhastigheten regleras då med hjälp av en sidoström. Alternativt regleras turbin- hastigheten med hjälp av en strypventil. Turbinhastigheten kan också regleras med hjälp av en strypventil och en sidoström. Även om en del av ökningen av flödesvolymen resulterande från den exoterma energin används inom förfarandet enligt föreliggande uppfinning, är det enligt en utfóringsform av uppfinningen ett ändamål att den exoterma energin dessutom används fór att generera vattenånga.

Enligt föreliggande uppfinning matar kraften från turbinen kompressom antingen direkt via en axel eller via en generator/motoranordning. I båda fallen kan det vara nödvändigt att reglera hastigheten på turbinen for att skydda den från att nå en kritisk hastighet. Detta kan åstadkommas på kända sätt av vilka följ ande icke begränsande exempel ges; - Det är möjligt att reglera den tangentiella hastigheten på turbinen via en strypventil och/eller en sidoströmsanordning. En sidoströmsanordning placeras då lämpligen i en gruppering så att både turbinen och kompressom förses med sidoströmmar. Detta kommer att underlätta start och stängning av processen.

- Det är också möjligt att använda en generator som en broms for att kontinuerligt reglera den tangentiella hastigheten på turbinen. Den genererade lcraften kan naturligtvis användas i steg både inom och utanför förfarandet. Ett resistorbatteri kan användas som backup i fall då energi från generatom av olika skäl är högre än konsumtionshastigheten. 530 BH - Det är alternativt möjligt att använda en mekanisk broms för att skydda turbinen mot att överskrida säker tangentiell hastighet. Denna skall emellertid betraktas som en säkerhets- anordning och är inte så lämplig för kontinuerlig drift.

- Det år också möjligt att använda vilken kombination som helst av de reglermetoder som nämns ovan.

Vid ett utföringsexempel av förfarandet, är formaldehydrealdom försedd med recirkulations- fläkt så att en halvstängd slinga bildas. Det är då fördelaktigt att placera en utblåsningsventil efter cirkulationsfläkten för att underlätta igångsättningen av processen. En strypventil i cirkulationsströmmen är också fórdelaktig. Huvudproduktema från reaktorn är formaldehyd och avgas. Delar av avgasen är en del av recirkulationen medan den återstående delen av avgasen matas till ett emissionskontrollsystem.

Frisk luft matas in i recirkulationsslingan, företrädesvis före cirkulationsfläkten. Den friska luften matas med hjälp av en kompressor enligt föreliggande uppfinning. Denna kompressor trycksätter processen. För att underlätta starten och nedstängningen av processen är kompressorn försedd med en överströmningsventil som tillåter kompressorn att nå en lämplig arbetshastighet på ett kontrollerat sätt. Såsom nämnts ovan drivs kompressom direkt eller indirekt med hjälp av en turbin. Gasflödet som matar denna turbin erhålls med hjälp av exoterm energi vid ett eller flera steg av processen. Utloppet från tiirbinen matas sedan företrädesvis genom en ånggenerator där ytterligare energimängder kan tagas ut. Även ång- generatom kan förses med en överströmningsventil som lämpligen regleras av temperaturen på trycksidan av turbinen. Turbinen är lämpligen försedd med en överströmningsventil som används under start och nedstängníng. Denna överströmningsventil kan också användas för reglering av den tangentiella hastigheten på turbinen. Överströrnriingsventilen kan regleras av trycket i fonnaldehydreaktoms cirkulationsslinga. En frisk luftström kan dessutom tagas från trycksidan av kompressom och matas via en ventil, reglerad av Og-halterna efter kompressom i formaldehydreaktoms cirkulationsslinga och in i turbinens överströmningsventil.

SEG B'l'l Uppfinningen är inte begränsad till de visade utfóringsforrnema eftersom dessa kan varieras på olika sätt inom uppfinningens ram.

Claims (1)

1. 530 B11 PATENTKRAV 1. Förfarande för framställning av formaldehyd, varvid forrnaldehyden framställs i en reaktor och exoterm energi är ett resultat av processen k ä n n e t e c k n a t a v, att reaktorn trycksätts med hjälp av en kompressor och att den exoterma energin från processen används for att tillföra energi till kompressorn därvid möjliggörande en tryckökning i reaktorn med ett minimum av nödvändig energitilltörsel från extern källa. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n at d ä r a v, att processen dessutom inne- fattar steget förbränning av avgaser, att denna avgasforbränning resulterar i exoterrn energi som används för att mata energi till kompressorn. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at a v, att den exoterma reaktionen resulterar i en ökning i flödesvolym och att denna flödesvolymsökning används for att driva en turbin. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n at a v, att turbinen driver en generator. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n at a v, att generatorn driver kompressom. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n at a v, att turbinen driver kompressom via en axel. Förfarande enligt något av kraven 3-6, k ä n n e t e c k n a t a v, att turbinhastigheten regleras med hjälp av en sidoström. Förfarande enligt något av kraven 3-6, k ä n n e t e c k n a t a v, att turbinhastigheten regleras med hjälp av en strypventil. Förfarande enligt något av kraven 3-6, k ä n n e t e c k n a t a v, att turbinhastigheten regleras med hjälp av en strypventil och en sidoström. 530 5'|'l 10. Förfarande enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k n at a v, att den exotenna energin dessutom används för att framställa ånga.