SU1486702A1

SU1486702A1 - Catalyst thermal reactor for purifying gas emission

Info

Publication number: SU1486702A1
Application number: SU874311289A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr V Dunaev; Viktor I Borodin; Veronika V Serebryakova; Viktor M Sidorchuk; Georgij F Ganzha; Nikolaj G Vasilinenko; Dmitrij I Tokarev; Aleksandr S Lisachenko; Aleksandr A Stepanenko
Original assignee: Proizv Ob Zashchite Atmosfery
Priority date: 1987-09-29
Filing date: 1987-09-29
Publication date: 1989-06-15

Description

Изобретение относится к очистке промышленных выбросов от окиси углерода и органических примесей и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение производительности и надежности реактора в эксплуатации и расширение области его применения. Реактор содержит размещенную по его оси центральную трубу 2, в нижней части которой находится циклонная топка 3, снабженная патрубком 13 для входа газов. Средняя часть центральной трубы через отверстия 12 сообщается с межтрубным пространством теплообменника 9 и имеет регулирующее устройство. Верхняя частьThe invention relates to the purification of industrial emissions from carbon monoxide and organic impurities and can be used in metallurgical, chemical and other industries. The purpose of the invention is to improve the performance and reliability of the reactor in operation and the expansion of its scope. The reactor contains placed on its axis, the Central pipe 2, in the lower part of which is a cyclone furnace 3, equipped with a nozzle 13 for the entrance of gases. The middle part of the central tube through the holes 12 communicates with the annular space of the heat exchanger 9 and has a regulating device. Top part

δδ

8ых.8th

14867021486702

центральной трубы сообщается с распределительной камерой 7, в днище которой установлены корзины с катализатором 8. Газы, например смолосодержащие, через патрубок 13 подают в циклонную топку 3, поднимаются по центральной трубе 2 и смешиваются с газами, поступающими черезthe central tube communicates with the distribution chamber 7, in the bottom of which baskets with a catalyst 8 are installed. Gases, for example tar containing, are fed through nozzle 13 into the cyclone furnace 3, rise through the central tube 2 and mix with the gases flowing through

отверстия 12 из межтрубного пространства теплообменника 9. В полости центральной трубы и в распределительной камере 7 обеспечивается однородность состава газов, стабилизируется температура. Усредненный поток поступает в корзины с катализатором 8. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.openings 12 from the annular space of the heat exchanger 9. In the cavity of the central pipe and in the distribution chamber 7, the homogeneity of the gas composition is ensured and the temperature stabilizes. The averaged flow enters the baskets with a catalyst of 8. 1 c.p. f-ly, 2 ill.

Изобретение относится к очистке промышленных выбросов от окиси углерода и органических примесей, в том числе смолосодержащих, и может быть использовано в металлургической, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности.The invention relates to the purification of industrial emissions from carbon monoxide and organic impurities, including tar containing, and can be used in the metallurgical, chemical, engineering and other industries.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности реактора в эксплуатации и расширение области его применения.The aim of the invention is to improve the performance and reliability of the reactor in operation and the expansion of its scope.

На фиг. 1 представлен термокаталитический реактор; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a thermocatalytic reactor; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Реактор состоит из корпуса 1, цент- 1 ральной трубы 2, циклонной топки 3, устройство для регулирования соотношения газовых потоков, включающего конфузор 4 с горловиной 5 и подвижным сердечником 6. В верхней части корпуса размещена . распределительная камера 7, в днище кото- ²рой установлены корзины с катализатором 8. Под корзинами расположен теплообменник 9, закрепленный в трубных решетках 10 и 11. В центральной трубе 2 на уровне основания конфузора 4 выполнены отверстия 12, через которые межтрубное пространство теплообменника 9 сообщается с полостью центральной трубы 2. Реактор снабжен двумя патрубками 13 и 14 для ввода газовых выбросов. Патрубок 13 соединен с циклонной топкой, патрубок 14 ус- 2 тановлен на корпусе реактора и сообщается с межтрубным пространством теплообменника. Патрубок 15 для отвода очищенных газов размещен в нижней части корпуса и сообщается с собирательной камерой 16, которая образована наружной 2 поверхностью центральной трубы 2, нижней решеткой теплообменника 9, днищем и стенками корпуса реактора.The reactor consists of a housing 1, a central pipe 2, a cyclone furnace 3, a device for controlling the ratio of gas flows, including a confuser 4 with a neck 5 and a movable core 6. In the upper part of the housing is placed. distribution chamber 7, in the bottom of which ² baskets with a catalyst 8 are installed. Under the baskets there is a heat exchanger 9 fixed in tube sheets 10 and 11. In the central pipe 2 at the base of the confuser 4 there are holes 12 through which the annular heat exchanger 9 is connected with a cavity central tube 2. The reactor is equipped with two nozzles 13 and 14 for the input gas emissions. Pipe 13 is connected to a cyclone furnace, pipe 14 is installed on the reactor vessel and communicates with the annular heat exchanger space. The pipe 15 for removal of purified gases is placed in the lower part of the body and communicates with the collecting chamber 16, which is formed by the outer 2 surface of the central pipe 2, the lower grate of the heat exchanger 9, the bottom and the walls of the reactor vessel.

Реактор работает следующим образом.The reactor operates as follows.

Часть технологических выбросов·, напри- ₂мер смолосодержащие газы (либо газы с низким содержанием кислорода или высокой концентрацией вредных примесей), через патрубок 13 подают в циклонную топку 3, в пламени которой частично сгорают вредные примеси и испаряются смолис- 4 тые соединения. Из топки газовый поток поднимается по центральной трубе 2 и, проходя через горловину 5 конфузора 4, через зазоры, образованные подвижным сердечником 6, смешивается с газами, поступающими через отверстия 12 из межтрубного пространства теплообменника, в которое через патрубок 14 поступает второй поток выбросов, не содержащих смолистых соединений. Соотношение объема газов, поступающих из топки и межтрубного пространства теплообменника, регулируется путем изменения зазора между горловиной конфузора и подвижным сердечником в зависимости от количества выбросов.Part of the process emissions · ₂ measures For instance resinous gas (or gases with a low oxygen or high concentrations of noxious impurities) is fed through the pipe 13 into the cyclone furnace 3, in which the flame is partially burned and vaporized contaminants smolis- 4 Tide compound. From the furnace, the gas flow rises through the central pipe 2 and, passing through the throat 5 of the confuser 4, through the gaps formed by the moving core 6, it mixes with the gases coming through the openings 12 from the annular heat exchanger into which the second emission stream enters through pipe 14 containing resinous compounds. The ratio of the volume of gases coming from the furnace and the annulus of the heat exchanger is regulated by changing the gap between the throat of the confuser and the moving core depending on the amount of emissions.

За счет интенсивного перемешивания газов по всему объему циклонной топки 5 в полости центральной трубы и в распределительной камере обеспечивается однородность состава газов, стабилизируется их температура. Усредненный поток поступает в корзины с катализатором 8, на поверхности которого протекает процесс глубокого окисления примесей. Очищенные газы проходят в трубное пространство теплообменника 9, передают тепло потоку газов, поступающих в межтрубное пространство через патрубок 14, и выходят в собирательную камеру 16, из которой через патрубок 15 выбрасываются в газоход и затем в атмосферу.Due to the intensive mixing of gases throughout the entire volume of the cyclone furnace 5 in the cavity of the central tube and in the distribution chamber, the composition of the gases is uniform and their temperature is stabilized. The average flow enters the baskets with a catalyst 8, on the surface of which the process of deep oxidation of impurities takes place. The cleaned gases pass into the tube space of the heat exchanger 9, transfer heat to the flow of gases entering the annular space through the pipe 14, and exit into the collecting chamber 16, from which they are emitted through the pipe 15 into the gas duct and then into the atmosphere.

Установкой корзин с катализатором в днище распределительной камеры обеспечивается увеличение производительности реактора при сохранении гидравлического сопротивления в слое катализатора на одном уровне, поскольку подлежащие очистке газы проходят через корзины, в которых толщина слоя катализатора не меняется с увеличением его объема. При необходимости увеличения объема катализатора, загружаемого в реактор, соответственно с увеличением количества поступающих на очистку газов последние перераспределяются через большее количество корзин и в радиальном направлении проходят через слой катализатора, толщина которого не меняется.Installing baskets with a catalyst in the bottom of the distribution chamber provides an increase in reactor productivity while maintaining the hydraulic resistance in the catalyst layer at the same level, since the gases to be cleaned pass through baskets in which the thickness of the catalyst layer does not change with increasing volume. If it is necessary to increase the volume of catalyst loaded into the reactor, respectively, with an increase in the amount of gases entering the purification, the latter are redistributed through more baskets and radially pass through the catalyst bed, the thickness of which does not change.

Выполнение центрального канала в виде трубы, в нижней части которой размещена циклонная топка, снабженная патрубками для ввода газов, позволяет пропустить через топку смолосодержащие выбросы, а поток газов, отходящий от аппаратов той же технологической линии, но не содержа1486702The execution of the central channel in the form of a pipe, in the lower part of which a cyclone furnace is placed, equipped with nozzles for introducing gases, allows the resin-containing emissions to pass through the furnace, and the flow of gases from the apparatus of the same process line, but not containing 1486702

щий частичек смолы, направить через патрубок, сообщающийся с межтрубным пространством теплообменника. Такое решение позволяет сократить общий объем проходящих через реактор газов путем уменьшения расхода воздуха и природного газа, повысить надежность реактора в работе за счет испарения смолистых соединений в топке, соблюдения оптимального температурного режима и исключения зарастания слоя катализатора.directing the resin particles through the nozzle, communicating with the annular space of the heat exchanger. This solution allows reducing the total volume of gases passing through the reactor by reducing the flow rate of air and natural gas, increasing the reliability of the reactor at work due to evaporation of resinous compounds in the furnace, observing the optimum temperature and avoiding overgrowth of the catalyst layer.

Осуществить раздельное прохождение потоков можно при условии последующего смешивания этих потоков внутри реактора. С этой целью в средней части центральной трубы установлено устройство для регулирования соотношения газовых потоков и их усреднения перед слоем катализатора.· В предлагаемой конструкции реактора интенсивное перемешивание газовых потоков и испарение смолы с последующим ее разложением на поверхности катализатора гарантируется также за счет создания оптимальных зон циркуляции по всему объему топки и в полости центральной трубы. При этом стабилизируется состав и температура газов, поступающих в камеру каталитического дожигания, что приводит к повышению эффективности двухступенчатой очистки выбросов при высокой производительности и надежной работе реактора.Separate passage of the streams can be made subject to the subsequent mixing of these streams inside the reactor. To this end, a device for controlling the ratio of gas flows and their averaging before the catalyst bed is installed in the middle part of the central pipe. · In the proposed reactor design, intensive mixing of gas flows and evaporation of the resin with its subsequent decomposition on the catalyst surface is also guaranteed by creating optimal circulation zones the entire volume of the firebox and in the cavity of the central tube. At the same time, the composition and temperature of gases entering the catalytic afterburning chamber stabilize, which leads to an increase in the efficiency of two-stage purification of emissions at high productivity and reliable operation of the reactor.

Расположение патрубков в реакторе дает возможность расширить область его применения и обеспечить при этом высокую производительность и надежность, реактора в работе, что было показано на примере очистки газовых потоков, отходящих от различных участков линии битумирования труб и отличающихся составом вредных примесей.The location of the nozzles in the reactor makes it possible to expand the scope of its application and to ensure at the same time high performance and reliability of the reactor in operation, which was shown on the example of cleaning gas streams coming from different sections of the pipe bitumen line and differing in the composition of harmful impurities.

Реактор можно также применять при двухступенчатой очистке обедненных кислородом газов. В этом случае через патрубок, сообщающийся с межтрубным пространством теплообменника, направляется поток воздуха, необходимый для глубокого окисления примесей, а в топку подается загрязненный газ и осуществляется первая ступень очистки. Оба потока интенсивно перемешиваются и поступают в распределительную камеру, а затем проходят через корзины с катализатором, на поверхности которого осуществляется глубокая очистка.The reactor can also be used in a two-stage purification of oxygen-depleted gases. In this case, through the pipe connecting with the annular space of the heat exchanger, the air flow necessary for deep oxidation of impurities is directed, and the contaminated gas is fed into the furnace and the first stage of purification is carried out. Both streams are intensively mixed and enter the distribution chamber, and then pass through baskets with a catalyst, on the surface of which deep cleaning is carried out.

Использование устройства позволяет повысить его производительность, надежность в эксплуатации и расширить область его применения.The use of the device allows to increase its productivity, reliability in operation and to expand the area of its application.

Claims

Claim

1. Thermocatalytic reactor for cleaning gas emissions, comprising a housing with a bottom, a central channel and nozzles for inlet and outlet of gases, inside of which are placed a tubular heat exchanger, a firebox, a mixing and distribution chamber and a catalytic afterburner, characterized in that and the reliability of the reactor in operation and expansion of its scope, the central channel is made in the form of a pipe, in the lower part of which a cyclone furnace is installed, equipped with an inlet Yes gases, and in the middle part, communicating through the holes with the annular space of the heat exchanger, a regulating device is installed, while the catalytic afterburning chamber is installed in the bottom of the distribution chamber and made in the form of baskets with a catalyst.

2. The reactor in π. 1, characterized in that the regulating device is made in the form of a confuser with a neck, in which a movable core is installed, while the confuser base is rigidly connected to the central tube at the level of the inlet gas from the annulus.

1486702

Α ~ Α