SU1114856A1 - Способ очистки отход щих газов и устройство дл осуществлени способа - Google Patents

Abstract

1. Способ очистки отход щих газов от органических примесей и оксида углерода путем высокотемпературного сжигани  их в присутствии катализатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса, газы пропускают последовательно , через два сло  алюмомеднохромоокисного катализатора, затем через слой алюмоплатинового катализатора при 500550°С . 2. Устройство дл  очистки отход щих газов от оганических примесей и оксида углерода,содержащее камеры горени  и дожигани  и установленные на выходе из камеры дожигани  пакетники с катализатором , отличающеес  тем, что, с целью повыщени  эффективности процесса, оно снабS жено установленным на входе в камеру дожигани  секционным контейнером с ката (Л лизатором, а пакетники с катализаторами установлены в газоходе под углом 10-30° относительно плоскости поперечного сечени  газохода.

Description

ОС

СП

О5

Изобретение относитс  к очистке газов от вредных органических веществ, а именно предельных и непредельных углеводородов, кислородсодержащих органических веществ и оксида углерода, содержащихс  в отход щих газах в виде примесей, производству битума и синтетических жирных кислот, идентичных по своему качественному составу, и может быть использовано в химической и нефтехимической промыщленности .

Известен способ очистки газов от органических примесей путем высокотемпературного сжигани  их в цилиндрических вихревых топках вертикальных и горизонтальных печей , заключающийс  в сжигании газообразных продуктов в четырех зонах печи. Максимальна  температура в последней зоне топочного пространства поддерживаетс  в пределах 500-600°С 1.

Недостаток этого способа - необходимость поддержани  высоких температур в предыдущих зонах.

Дл  сжигани  органических примесей, содержащихс  в отход щих газах, известна установка дл  сжигани  органических примесей отбросных газов химических производств , в которой топочна  камера подключена последовательно при помощи пережима к циклонной камере дл  подачи и смещени  продуктов сгорани  топлива и аэросмеси из отход щих газов и воздуха 2.

Однако сжигание органических примесей , содержащихс  в отход щих газах, осуществл етс  за счет раскаленной внутренней поверхности огнеупорной кладки, служащей катализатором. Кроме того, недостатками высокотемпературного сжигани   вл ютс  высокие энергетические затраты, св занные с подогревом газов до 1000-1200° возможность образовани  окислов азота и канцерогенных веществ. Поддержание в топке режимной температуры св зано с частными ремонтами внутренней арматуры топки , выходом из стро  термопар.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ очистки отход щих газов от органических примесей и оксида углерода путем высокотемпературного сжигани  в присутствии катализатора 3.

Устройство дл  осуществлени  известного способа содержит камеры горени  и дожигани  и установленные на выходе из камеры дожигани  пакетники с катализатором 3.,

Недостатком известного технического рещени   вл етс  низка  эффективность процесса вследствие возможности отравлени  наиболее активных катализаторов при их непосредственном контакте с очищаемыми газами. При использовании более стойких катализаторов, но менее активных, эффективность очистки низка.

Размещение пакетиков с катализаторами на выходе из камеры дожигани , занимающих все поперечное сечение камеры, увеличивает сопротивление устройства, вследствие

чего уменьщаетс  эффективность его работы .

Цель изобретени  - повыщение эффективности процесса очистки отход щих газов .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

согласно способу очистки отход щих газов от органических примесей и оксида углерода путем высокотемпературного сжигани  их в присутствии катализатора, газы пропускают последовательно через два сло 

алюмомеднохромоокисного катализатора, затем через слой алюмоплатинового катализатора при температуре 500-550°С.

Устройство дл  очистки отход щих газов от органических примесей и оксида углерода , содержащее камеры горени  и дожига0 ни  и установленные на выходе из камеры дожигани  пакетники с катализатором, снабжено установленным на входе в камеру дожигани  секционным контейнером с катализатором , а пакетники с катализатором установлены в газоходе за камерой дожигани  под углом 10-30° относительно плоскости поперечного сечени  газохода.

В секционных контейнере и пакетниках используютс  катализаторы промышленной гранул ции - алюмомеднохромоокисный в качестве первого и второго по ходу

0 газа слоев и алюмоплатиновый типа АП-64, отработанный в процессе «платформинга в качестве третьего сло . Применение в качестве первого и второго слоев алюмомеднохромоокисного катализатора позвол ет предотвратить отравление более активного платинового катализатора контактными  дами-сероводородом, меркаптанами. При размещении первым по ходу газа сло  платинового катализатора активность последнего быстро снижаетс . Послойное разме0 щение катализаторов в конкретных зонах выбрано с учетом гетерогенно-гомогейного характера процесса глубокого окислени  органических примесей до СО и паров воды .

На фиг. 1 представлено устройство дл 

5 осуществлени  способа очистки отход щих газов от органических примесей; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - одна секци  контейнера; на фиг. 4 - три секции пакетника с катализаторами.

0 Устройство содержит камеру 1 горени , камеру 2 дожигани , на входе в которую установлен трехсекционный контейнер 3 с катализаторами, а на выходе из нее в газоходе 4 на некотором рассто нии один от другого установлены секционные пакетники

5 5 с катализаторами, и дымовую трубу 6.

Контейнер представл ет собой перфорированный металлический кожух из нержавеющей стали, ограниченный с двух сторон фланцами 8 и 9.

Внутри кожуха расположено тело 10 контейнера 3 с гранулированным катализатором 11. Конструктивно тело контейнера представл ет собой круглый металлический каркас, выполненный из нержавеющей стали и обт нутый фильтровальной сеткой 12 из нержавеющей стали. Дл  устранени  возможного вспучивани  и деформации установлены ребра 13 жесткости. На дно 14 контейнера засыпаетс  алюмомеднохромоокисный катализатор.

При сжигании газов в печи с вертикальной топкой контейнер на металлической треноге 15 устанавливаетс  после перегородки в камере дожигани  (как показано на фиг. 1), а в случае же использовани  печи с горизонтальной топкой контейнер размещаетс  после циклонной камеры.

На некотором рассто нии от контейнера в газоходе печи по ходу движени  газов устанавливаютс  два секционных пакетника (фиг. 3) зоны II и III. Второй пакетник крепитс  с первым с помощью двух держателей 16. Пакетник с двух сторон ограничен фланцами 17 и состоит из трех секций, кажда  из которых - пр моугольный металлический каркас 18, сваренный из полосового проката и обт нутый фильтровальной сеткой 19. Нижние секции пакетника имеют опорные косынки 20. Кажда  секци  пакетника засыпаетс  катализатором. Три секции первого пакетника и нижн   секци  второго заполнены алюмомеднохромовым катализатором. Остальные две секции второго пакетника заполнены катализатором АП-64.

Устройство работает следующим образом .

Отход щие газы поступают в камеру 1 горени ,смещиваютс  с продуктами горени  топлива и поступают через трехсекционный контейнер 3 с катализаторами (зона I) в камеру 2 дожигани  и затем через секционные пакетники 5, размещенные в газоходе (первый по ходу движени  газов пакетник - зона II, второй - зона III), в дымовую трубу и выбрасываютс  в атмосферу.

На опытной установке проведены исследовани  зависимости эффективности процесса очистки газов от температуры процесса и размещени  пакетников с катализаторами в газоходе.

Результаты исследований представлены в табл. 1.

При расположении пакетников перпендикул рно относительно поперечного сечени  газохода () при 500-550°С в печи дожигани  достигаетс  99-99,8%-на  очистка отход щих газов. Условное врем  контактировани  отход щих газов с катализаторами составл ет 0,3 с. Гидравлическое сопротивление катализаторов (37 мм вод. ст) преодолеваетс  естественной т гой, регулируемой шибером печи, но может быть уменьщено и путем поворота пакетников, расположенных в газоходе печи на уголй. .

Таблица 1

Несмотр  на то, что наибольша  эффективность ОЧИСТКИ отход щих газов предлагаемым способом достигаетс  прис(.0, но из-за создаваемого при этом повышенного гидравлического сопротивлени  рекомендуетс  проводить очистку при угле of от 10 до 30° при незначительном снижении эффективности очистки.

При повороте пакетников относительно поперечного сечени  газохода на уголг С 10° при 500-550°С в печи дожигани  достигаетс  98,8-99,9/о-на  очистка. Условное врем  контактировани  отход щих газов с катализаторами составл ет 0,26 с. Гидравлическое сопротивление слоев катализаторов при угле а 10° составл ет 27 мм вод. ст

При повороте пакетников на уголеС 20° при 500-550°С эффективность очистки составл ет 98-99,0/о. Условное врем  контактировани  отход щих газов с катализаторами составл ет 0,24 с. Гидравлическое сопротивление составл ет 22 мм вод. ст.

В случае расположени  пакетников относительно поперечного сечени  газохода на уголоС 30° при 500-550°С достигаетс  9798 ,0%-на  очистка отход щих газов. Условное врем  контактировани  отход щих газов с катализаторами составл ет 0,21 с. Гидравлическое сопротивление слоев катализаторов составл ет 17,5 мм вод. ст.

При повороте пакетников относительно поперечного сечени  газохода на . 40° при 500-550°С эффективность очистки резко снижаетс  и составл ет 84-86,0%. Условное врем  контактировани  отход щих газов с катализаторами составл ет 0,18 с. Гидравлическое сопротивление слоев катализаторов составл ет 13,0 мм. вод. ст.

При расположении же пакетников на уголо(50° при 500-550°С эффективность очистки составл ет только 75-78,1%.

При дальнейщем увеличении угла поворота пакетников относительно поперечного сечени  газохода эффективность очистки продолжает снижатьс . Поэтому очистку отход щих газов рекомендуетс  проводить при расположении пакетников на уголо(. 10-30° и t 500-550°C.

Пример 1. Газы, содержащие, мг/м углеводороды 1000; оксид углерода 40 и сероводород 100 с объемной скоростью 11000 ч проход т через два сло  алюмомеднохромоокисного катализатора и третий алюмоплатиновый при 400°С. При расположении пакетников относительно поперечного сечени  газохода на угол А 10-30° степень очистки отход щих составл ет 92,096 ,0%.

Пример 2. Газы,, содержащие, мг/ivf: углеводороды 1000; оксид углерода 40 и сероводород 100 с объемной скоростью 11000 ч проход т через два сло  алюмомеднохромоокисного катализатора и третий алюмоплатиновый при 500°С. При расположении пакетников относительно поперечного сечени 

газохода на угол л 10-30° степень очистки отход щих газов составл ет 97,0-98,8%.

.

Пример 3. Газы, содержащие, мг/м углеводороды 1000; оксид углерода 40 и сероводород 100 с объемной скоростью 11000 ч проход т через два сло  алюмомеднохромоокисного катализатора и третий алюмоплатиновый при 550°С. При расположении пакетников относительно поперечного сечени  газохода на уголо{ 10-30° степень очистки составл ет 98,0-99,9%.

Пример 4. Газы, содержащие, мг/м : углеводороды 1000; оксид углерода и сероводород 100 с объемной скоростью 11000 ч проходит через два сло  алюмомеднохромоокисного катализатора и третий алюмоплатиновый при 600°С. При расположении пакетников относительно поперечного сечени  газохода на угол оС 10-30° степень очистки отход щих газов составл ет 98,0-99,9%.

Как видно из примеров при выходе за / пределы предлагаемых температурных режимных данных (500-550°С), т.е. при снижении температуры до 400°С, степень очистки при о( 10-30° составл ет 92,0-96,0%. С увеличением же температуры выше 550°С, т.е. при 600°С и угле 10-30°., эффективность очистки повышаетс  незначительно - всего лищь на 0,1%. Поэтому нет смысла повышать расход топлива из-за незначительного повышени  степени очистки.

Максимальна  степень очистки отход щих газов при 500-550° в камере горени  и повороте пакетников относительно поперечного сечени  газохода на уголо( 10-30° достигает 99,, т.е. осуществл етс  почти полна  очистка отход щих газов.

В табл. 2 приведено сравнение эффективности очистки отход щих газов предлагаемым способом при углео1 10-30° с базовым объектом.

Таблица 2

55 Использование изобретени  позвол ет в сравнении с базовым объектом при 500550°С увеличить степень очистки на 2125% .

)

if/if/9i :)

Claims (2)

1. Способ очистки отходящих газов от органических примесей и оксида углерода путем высокотемпературного сжигания их в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, газы пропускают последовательно. через два слоя алюмомеднохромоокисного катализатора, затем через слой алюмоплатинового катализатора при 500550°С.

2. Устройство для очистки отходящих газов от оганических примесей и оксида углерода содержащее камеры горения и дожигания и установленные на выходе из камеры дожигания пакетники с катализатором, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, оно снабжено установленным на входе в камеру g дожигания секционным контейнером с ката- ~ лизатором, а пакетники с катализаторами установлены в газоходе под углом 10-30° относительно плоскости поперечного сечения газохода.