SU1295147A1 - Способ каталитического обезвреживани газообразных выбросов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам каталитического обезвреживани  газообразных промышленных отходов от вредных примесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической и других отрасл х промьшшенности дл  очистки отход щих газов различных производств. Изобретение позвол ет эффективно обезвреживать газообразные- отходы с резко измен ющимис  во времени расходом и/или концентрацией горючих компонентов . Устройство, реализующее способ, содержит каталитический реактор со сло ми катализатора и инертного материала . Во врем  пуска слой катализатора- разогревают до температуры начала каталитической реакции окислени , подают газовые выбросы и периодически мен ют направление движени  газа в слое катализатора. В качестве катализатора используют алюмомедно-- хромовые кольца ч внешним диаметром 2 15-50 мм, размеры которых соизмери- Nttii с размерами частиц инертного материала . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л

Description

1

Ичобретение относитс  к слюсобам каталитического обезвреживани  газообразных промышленных отходов от вредных примесей и может быть использовано в химической, нефтехимичее- кой, металлургической и других отрасл х промышленности дл  очистки отход щих газов различных производст

Цель изобретени  - повышение эффективности процесса обезвреживани  газообразных отходов с резко измен - юш 1мис  во времени расходом и/или концентрацией горючих компонентов.

На фиг. 1 представлена технологическа  схема устройства, реализующего способ каталитического обезвреживани  газообразных отходов; на фиг. 2 - изменение температуры в точках каталитического реактора, где установлены управл ющие термопары.

Устройство, реализующее способ, содержит каталитический реактор 1 со сло ми катализатора и инертного материала и датчиками 2 и 3 темпера- туры (управл ющими термопарами), установленными на границах сло  катализатора и соединенными с блоком управлени , состо щим из приборов 4-7.

Реактор оборудован naTpy6KaMvi вхо да и выхода, соединенными с коллектором (трубопроводом), с установленным на нем регулируемыми клапанами 8-11.

Способ осуещствл ют следующим образом.

Во врем  пуска слой катализатора разогревают до температуры начала каталитической реакции окислени , затем нагреватель отключают и газовые выбросы с низкой входной температурой подают в каталитический реактор

I,где слой катализатора расположен между двум  сло ми инертного материала , а периодическое изменение направ- лени  течени  газа через реактор осуществл етс  с помощью клапанов 8I1 .Управление процессом обезвреживани  производитс  с помощью установленных на границах сло  катализатора и инертной засьтки датчиков 2 и 3 температуры (управл ющих термопар). Сигнал с датчиков 2 и 3 температуры поступает попеременно на блок управлени  состо ш 1й из приборов 4-7, формирую- щий управл ющее воздействие на клапаны 8-11 и одновременно управл ющий переключением датчиков 2 и 3 температуры .

5

0

0

5

0

5

Q

/2

15 течение пьрвс1Й полопинь ш кпп в реактор подают отход иче газы сверху вниз, при этом клапаны 8 и il наход тс  в открытом положении, а клапаны 9 и 10 - в закрытом, включен датчик 2 температуры, контакты которого в приборе 4 замкнуты, а контакты датчика 3 температуры разомкнуты. Пос- тупаювщй газ нагреваетс  до температуры химической реакции, а слой, отдава  тепло, охлаждаетс . Температура в сечении датчика 2 сначала несколько повышаетс  за счет выделени  тепла реакции., а затем снижаетс  за счет поступлени  в реактор газов с низкой входной температурой. При достижении Г1екоторой Заданной температуры датчик 2 через свои замкнутые контакты в приборе 4 аправл ет сигнал в прибор 5, откуда О передаетс  в прибор 6 (промежуточное реле) из которого формируетс  сигнал в прибор 4 на переключение эолотников5 управл ющих подачей воздуха на исполнительные механизмы клапанов 8-11, в результате чего клапаны 9 и 10 открываютс  а клапаны 8 и 11 закрываютс . Одновременно в приборе 4 раз1 о каютск контакты датчика 2 температуры и замыкаютс  контакты датчика 3 температуры , .в результате чего система оказываетс  подготовленной к следующей половине цикла.

Пусть в течение некоторого времени при посто нной концентрации вредных веществ и расхода газовой смеси переключение направлени  потоков производ т через 45 мин (кривые I и II), При увеличении концентрации вредньЕх компонентов во вход щем газе возрастает максимальна  температура в слое катализатора, увеличиваетс  врем  между переключени ми потоков (крива  III). При уменьшении концентраций горючих компонентов в смеси максимальна  температура в слое понижаетс , уменьшаетс  врем  полуцикла (крива  IV). I

Увеличение расхода газовой смеси

при посто нной концентрации горючих компонентов -приводит к уменьшению времени между переключени ми потоков (крива  V) . При умепъшетт расхода врем  между переключени ми увеличиваетс  (крива  VI).

Таким образом, автоматически выбираетс  врем  между пppeкJ5ючeии ми потоков газовой смес .и п соответст 312431474

С изменением расхода и/или кон- линейной скоростью 0,,.3 м/с. К та- центрации горючих компонентов.

Переключение направлени  движени  газа на противоположное целесообразно производить при температуре газа 5

лизатор алюмомеднохромовый в виде колец 25 X 25 X 4 мм, инерт - кольца Рашига 25 х 25 х 4 мм. Переключение потоков происходит при достижении темна входе в слои катализатора в интервале 70-300 С. Алюмомеднохромовый катализатор целесообразно использовать в виде колец с внешним диаметром 15-50 мм, размеры которых соизмеримы с размерами частиц инертного материала .

Если переключение направлени  газовой смеси производить при темперапературы газа на входе в слой катализатора 200°С.

Максимальна  температура сло  680 С. Врем  цикла 60-100 мин. 0 Пример 3. Газообразные отходы с концентрацией паров растворителей (ксилол, толуол, ацетон, эти- лацетон и др.) 5-10 г/м с температурой 25°С подаютс  в аппарат с линейтуре газа на входе в слой катализато- ной скоростью 0,15-0,2 м/с. Катапизара менее 70 С, возможен выход высо- котег-тературной зоны из сло , что приводит к снижению степени окислени  горючих компонентов и затуханию процесса .

При температуре переключени  более 300°С слой катализатора используетс  неполностью, высокотемпературна  зона локализуетс  только в центральной

20

тор и инерт аналогично примеру 2. Переключение потоков происходит при достижении температуры газа на входе в слой катализатора 70 С. Максимальна  температура в слое катализатора 700 с. Врем  цикла 90-120 мин.

Пример 4. Газообразные отходы с концентрацией паров спиртов 0,1-3,0 г/м подаютс  в аппарат с личасти сло  катализатора. Кроме того, нейной скоростью 0,25-0,35 м/с и тем- при более частом переключении проис- пературой 25 С. Катализатор алюмомед- ходит более быстрый износ переклю- нохромовый в виде колец 15 х 15 х 3.

Инерт - кольца Рашига 15 х 15 х 3.

При достижении температуры газа на 30

чающей арматуры.

Использование зерен катализатора размером менее 15 мм ведет к уменьшению интенсивности теплопереносов в слое и может привести к увеличению максимальной температуры в слое катализатора выше пределов его термостабильности . Использование зерен катализатора размером более 50 мм ведет к неоправданному увеличению габаритов аппарата, увеличению объема загрузки катализатора.

Пример 1. Отход щие газы, содержащие 5-15 г/м паров спиртов (бутанол, гексанол, октанол) с температурой 30°Cj подаютс  в аппарат с

входе в слой катализатора 250 С происходит переключение потоков. Врем  цикла 60-70 мин. Максималона  температура в слое 650°С.

Пример 5. Отход щие газы, 35 содержащие 0,1-3,0 г/м углеводородов с температурой 40°С подаютс  на слой катализатора (кольца Рашига 25 X 25 X 4 мм), с линейной скоростью 0,3-0,5 м/с. Переключение потоков происходит при достижении температуры газа на входе в слой катализатора 300 С. Врем  цикла 30-50 мин. Максимальна  температура в слое

-.Or

40

- S70 г

линейной скоростью 0,10-0,15 м/с. Ка- 45 тализатор алюмомеднохромовый в виде Пример 6. От сод щие газы с колец 50 X 50 X 5 мм, инерт - коль- концентрацией высших спиртов (бута- ца Рашига 50 х, 50 х 5 мм. Максималь- нол, 2-тилгексанол, октанол) 0,1- на  температура сло  6ГО°С. При дос- 15 г/м подаютс  в аппарат с линей50 ной скоростью 0,13-0,2 м/с; Катализатор и инерт аналогично примеру 2.

тижении температуры на входе в слой катализатора 150°С происходит изменение направлени  движени  газового потока через слой катализатора на противоположное. Врем  цикла 80 - 90 мин.

Пример 2. Реакционна  смесь с концентрацией углеводородов (про- . пан, бутан и т.д.) 1-10 г/м при 20 С поступает в контактный аппарат с

Переключение направлени  потоков происходит при достижении температуры газа на входе в слой катализатора 55 . Врем  цикла 60-120 мин. Максимальна  температура в слое 450- 750°С.

Реализаци  способа позвол ет снизить максимальную температуру в слое

линейной скоростью 0,,.3 м/с. К та-

лизатор алюмомеднохромовый в виде колец 25 X 25 X 4 мм, инерт - кольца Рашига 25 х 25 х 4 мм. Переключение потоков происходит при достижении температуры газа на входе в слой катализатора 200°С.

Максимальна  температура сло  680 С. Врем  цикла 60-100 мин. Пример 3. Газообразные отходы с концентрацией паров растворителей (ксилол, толуол, ацетон, эти- лацетон и др.) 5-10 г/м с температурой 25°С подаютс  в аппарат с линей0

тор и инерт аналогично примеру 2. Переключение потоков происходит при достижении температуры газа на входе в слой катализатора 70 С. Максимальна  температура в слое катализатора 700 с. Врем  цикла 90-120 мин.

Пример 4. Газообразные отходы с концентрацией паров спиртов 0,1-3,0 г/м подаютс  в аппарат с лиПри достижении температуры газа на

входе в слой катализатора 250 С происходит переключение потоков. Врем  цикла 60-70 мин. Максималона  температура в слое 650°С.

Пример 5. Отход щие газы, содержащие 0,1-3,0 г/м углеводородов с температурой 40°С подаютс  на слой катализатора (кольца Рашига 25 X 25 X 4 мм), с линейной скоростью 0,3-0,5 м/с. Переключение потоков происходит при достижении температуры газа на входе в слой катализатора 300 С. Врем  цикла 30-50 мин. Максимальна  температура в слое

-.Or

S70 г

Пример 6. От сод щие газы с концентрацией высших спиртов (бута- нол, 2-тилгексанол, октанол) 0,1- 15 г/м подаютс  в аппарат с линейПереключение направлени  потоков происходит при достижении температуры газа на входе в слой катализатора 55 . Врем  цикла 60-120 мин. Максимальна  температура в слое 450- 750°С.

Реализаци  способа позвол ет снизить максимальную температуру в слое

ь.1тализатора, повысить срок его служ- Оы и упростить обслуживание процесса.

Claims (2)

1. Формула изобре

   е н и  

   1 . Способ каталитического вреживани  газообразных выброс.ов путем пропускани  их через неподвижный слой катализатора, расположенный между сло ми инертного материала, с. периодическим изменением направлени  движени  газов в слое на противоположное , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса обезвреживани  газообразных

   отходов с резко п-змен юшлмис  во времени расходом и/или концентрацией компонентов, изменение направлени  движени  газа в слое катализатора на противоположное осуществл ют при достижении температуры газа на входе в слой катализатора 70зоо с .
2. 2. Способ по п. 1, отличаю- Щ и и с   тем, что в качестве катализатора используют алюмомеднохромо- вый катализатор в виде колец с внеа - ним диаметром 15-50 мм, размеры которых соизмеримы с размерами частиц

   инертного материала,

   t

   ю

   /Й71SQ

   Фиг.1

   Z80 f,tft.

   Составитель Л. Лепахина Редактор М.Бланар Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

   - - ------- ---- --.- --«i - - -. .«. ..л .u , ..«. ,.i. ...... ™ .- .

   Заказ 605/43 Тираж 495Подписное

   ВНИШШ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектпл ,