Устройство для дожигания токсичных газов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЖИГАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ГАЗОВ, содержащее регенеративные камеры с огнеупорной насадкой, соединенные с камерой сгорания, оснащенной горелками, отличающееся тем, что, с целью повышенир эффективности дожигания, камера его-. рання выполнена в виде двух топок, расположенных под соответствующей регенеративной камерой и соединенных каналом, в сторону которого направлены горелки, а в слое огнеупорной насадки размещен катгшизатор. 2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая регенерационная камера со стороны топки выполнена с наклонным подом. 3.Устройство ПОП.1, ОТЛИ чающееся тем, что каждая топка соединена с соответствующей регенеративной камерой горизонтальными с S каналами, выходящими на поверхность пода камеры. (Л 72 vj ел о :п з: (Pi/г 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(5)) F 2 3 4 7 0 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3450947/29-33

{22) 03.06.82 (46) 23.02.84. Бюл. 9 7 (72) Г.А.Ткач, В.М.Фотченко, М.Г.Зинченко, В.Т.Гребенюк, Ф.К.Михайлов, А.И.Летюк, Ю.Р.Битенек .и В.П.Михайлов (53) 628.546 (088.8) (56) 1.Патент США Р 3870474, кл. 23-277, 1973.

2.Патент США Р 3881874, кл. 23-273, 1973 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЖИГАНИЯ

Т01(СИЧН61Х ГАЗОВ, содержащее регенеративные камеры с огнеупорной насадкой, соединенные с камерой сгорания, оснащенной горелками, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффективности дожигания, камера сго-. рания выполнена в виде двух топок, расположенных под соответствующей регенеративной камерой и соединенных каналом, в сторону которого направлены горелки, а в слое огнеупорной насадки размещен каталиэатор.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждая регенерационная камера со стороны топки выполнена с наклонным подом.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждая топка соединена с соответствующей регенеративной камерой гориэонтальными каналами, выходящими на поверхность пода камеры.

1075056

Изобретение относится к устройствам для дожигания токсичных газов, в частности содержащих СО и тяжелые углеводороды,и может быть применено в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для дожигания газов, содержащее регенеративные камеры, сообщенные между собой камерой сгорания оснащенной факельными газо- 10 ными горелками. Очистку газов от вредных примесей проводят непосред-— ственно в камере сгорания путем дожигания их в газовом факеле. Загрязненный газ через устройство сначала )5 пропускают в одном направлении, а затем в противоположном, с целью регенерации тепла отходящих газов и использования этого тепла для нагрева входящего загрязненного газа (1)„20

Недостатком устройства является необходимость дожигания газов в газо вом факеле при постоянной работе газовых горелок и при высокой температуре газового факела, составляющей

1300-1400 С. Такой режим Работы устройства вызывает повышенный удельный расход топлива на едийицу объема веса очищенного газа, обусловленный с одной стороны более низ-

- ким КПД процесса дожигания в газоЬом факеле, а с другой стороны потерями тепла с большим количеством отходящих газов. Кроме того, постоянный высокотемпературный режим вызывает температурную деформацию устройства и, как правило, местные нагревы,что влечет за собой снижение срока службы устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае- 40 мому эффекту является устройство для дожигания токсичных газов, содержащее регенеративные камеры, соединенные с размещенной между ними камерой сгорания, оснащенной горел- 45 ками.

Pегенеративные камеры, заполнены огнеупорной насадкой.

Горелки развернуты навстречу дРуг другу и размещены на торцовых стен- 50 ках камеры сгорания. Наличие огнеупорной насадки позволило снизить ,температуру процесса до 800-900 С (2). (Недостатком известного устройства является необходимость дожигания 55 газов в газовом факеле при постоянной работе газовых горелок, так как температуру газового факела в устройстве поддерживают равной 800с

900 С.Однако и при такой температуре 60 дожигание газов в газовом факеле также вызывает большой расход топлива и сопровождается повышенными потерями тепла, обусловленными относительно высокой температурой дожи- 65 гания и большим количеством отходящих газов, с которыми уносится большое количество тепла. Кроме того, факелы горелок в устройстве расположены навстречу друг другу на торцовых стенках камеры сгорания, что вызывает местный перегрев и появление трещин, а также температурные деформации устройства. Это приводит к снижению срока службы устройства.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет уменьшения расхода топлива, снижения тепловых потерь и увеличении срока службы устройства вследствие исключения местных перегревов и температурных деформаций.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для дожигания токсичных газов, содержащем регенеративные камеры с огнеупорной насадкой,соединенные с камерой сгорания, оснащенной горелками, камера. сгорания выполнена в виде двух топок, расположенных под соответствующей регенеративной камерой и соединенных каналом, в сторону которого направлены горелки, а в слое огнеупорной насадки размещен катализатор.

Кроме того, каждая регенеративная камера со стороны топки выполнена с наклонным подом.

Причем каждая топка соединена с соответствующей регенеративной камерой горизонтальными каналами, выходящими на поверхность пода камеры.

Заполнение регенеративных камер огнеупорной насадкой, в которой с расположен слой катализ атора, позволяет проводить дожигание в отсутствие газового факела, в слое высокотемпературного катализатора, рекупировать тепло отходящих газов для дальнейшего использ ования этого тепла на нагрев поступающих на дожигание газов и снизить температуру дожигания на 200-300 С, сократив тем самым примерно в 1,5 раз потери тепла и расход топлива.

Наличие топок в камере сгорания, соединенных каналом и размещение каждой из топок под соответствующей регенеративной камерой, а также наличие в каждой из топок горелки, направленной в сторону канала позволяет интенсифицировать тепло- и массообмен между топочными и технологическими (дожигаемыми ) газами и предохранить устройство от тепловых ударов и местных перегревов, приводящих к трещинам, деформациям и разрушению конструктивных элементов устройства.

Сообщение каждой топки с соответствующей регенеративной камерой горизонтальными каналами, выходящими

1075056 на поверхность пода, расположенного в. нижней части ее, позволяет производить предварительное дожигание примесей (смолистых соединений), как правило, содержащихся в дожигаемых токсичных газах, тем самым предохранять катализатор от блокировки этими примесями и увеличивать строк службы устройства.

Кроме того, под, пронизанный горизонтальными каналами и располо- 30 женный на его поверхности слой насадки, составляют зону аккумуляции тепла, позволяющую стабилизировать температуру газа на входе в слой катали затора и исключить воэможность не- 5 стационарного режима работы топки изза колебания концентрации дожигаемых компонентов в технологическом газе.

Поверхность .пода выполнена наклонной, что обеспечивает равномерное распределение газа по сечению регенеративной камеры и возможность перемещения зернистого материала сверху вниз по высоте камеры и его выгрузку.

Все это способствует увеличению срока службы устройства.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-A на фиг. 1, на фиг. 3 — устройство, вид сверху.

Устройство содержит две регенеративные камеры 1, заполненные огнеупорной насадкой, между верхним 2 и нижним 3 слоями которой на определенной высоте расположен слой катализатора 4. Регенеративные камеры 1 соединены между собой камерой сгорания 5, выполненной в виде двух топок б, сообщенных между собой ка- 40 налом 7. Каждая топка б расположена под соответствующей регенеративной камерой 1 и снабжена горелкой 8, направленной выходным отверстием 9 в сторону канала 7. В нижней части регенеративных камер 1, со сторон, обращенных к топкам б, размещены наклонные поды 10, на поверхность которых выходят горизонтальные каналы 11, соединяющие каждую топку б с соответствующей ей регенеративной камеРой 1.Над РегенеРативными камерами 1 размещен распределительный газовый коллектор 12 входа и выхода дожигаемого (очищаемого) газа с переключателем 13 газового потока,по- 55 зволяющем с целью рекуперации тепла менять направление газового потока, а также механизм 14 для загрузки регенеративных камер зернистым материалом и катализатором. В нижней 60 части устройства, под регенеративными камерами 1, расположен механизм

15, позволяющий в случае необходимости, перемещать слой катализатора по высоте регенеративной камеры или же осуществлять выгрузку зернистого материала и катализ атора.

Устройство работает следующим образ ом.

Регенеративные камеры 1 до определенной высоты заполняют с помощью механизма 14 сначала огнеупорной насадкой, затем слоем катализатора определенной толщины, сверху которого до полного заполнения камеры 1 располагают огнеупорную насадку, после чего включают в работу горелки 8.

Дожигаемый газ через распределительный газовый коллектор 12 и переключатель 13 газового потока подают в верхнюю часть одной из регенеративных камер 1, где он частично нагревается эа счет тепла, отдаваемого ему верхним 2 слоем насадки, а также очищается здесь от механических примесей, после чего проходит через слой катализатора 4, где происходит частичное дожигание вредных примесей.

После этого газ проходит через нижний 3 слой насадки (этой регенеративной камери) и горизонтальные каналы 11, выходящие на поверхность пода 10 и соединяющие данную регенеративную камеру 1 с топкой б, расположенной под этой регенеративной камерой. B горизонтальных каналах 11 происходит частичное выгорание смолистых соединений, после чего газ поступает в топку б камеры сгорания 5, откуда через канал 7 эжекти; руя топочный гаэ ст работающей горелки 8 данной топки и смешиваясь с ним, поступает во вторую топку б, расположенную под второй регенеративной камерой 1. Через горизонтальные каналы 11, в которых происходит час» тичное нагревание газа и бкончательное выгорание смолистых соединений газ выходит на поверхность пода 10 второй регенеративной камеры и поступает в нижний 3 слой насадки второй регенеративной камеры. Затеи, подогретый до температуры 600-700 С газ поступает в слой катализатора 4 второй регенеративной камеры 1, где и происходит окончательное дожигание (окисление) вредных примесей.

Очищенный газ через верхний 2 слой насадки второй регенеративной камеры и переключатель 13 газового потока поступает в распределительный газовый коллектор 12, при этом верхний слой 2 насадки сильно нагревается за счет принятия тепла от отходящего очищенного газа. С целью использования этого тепла на нагрев поступающего на дожигание токсичного.газа весь цикл era движения повторяют с помощью переключателя 13 газового потока в обратной последовательности, при этом меняют функциональное

1075056

Составитель Т.Лепахина

Редактор A.Шандор Техред М.Гергель

ЕорректорЮ.Макаренко

Заказ 480/32 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Е-35, Раушская наб,, д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 назначение регенеративных камер 1.

Температура в слое катализатора 4 (при постоянном объеме подаваемого на очистку гаэ-.) зависит от концентрации горючих компонентов в очищае,мом газе {от теплового эффекта процесса каталитического дожигания) и должна соответствовать рабочей температуре используемого в устройстве катализатора. Если же данная температура оказывается ниже требуемой, то включают в работу горелки 8 (одну или две в зависимости от температуры в слое катализатора, при этом также регулируют расход сжигаемого газа) . Если же температура в слое катализатора 4 значительно превышает требуемую, то в распределительный газовый коллектор 12 (на вход в устройство) осуществляют подсос воздуха.

Все описанные элементы составляют отдельную секцию устройства.

В случае необходимости устройство может включать в себя несколько таких секций (в зависимости от про иэводительности) .

Таким образом, преимущества данного устройства состоят в том, что в нем дожигание проводят не в газовом факеле при постоянной работе о газовых горелок, а в слое высокотемпературного,катализатора за счет использования тепла отходящих очищенных газов и теплового эффекта процесса каталитического дожигания

lS (3B счет концентрации горючих компонентов в очищаемом газе), что позволит значительно снизить тепловые потери данного устройства, а также расход прироцного газа топлива и

2О повысить его срок службы.