Устройство для каталитического обезвреживания газообразных выбросов

 

Использование: относится к устройствам для каталитического обезвреживания газовых выбросов от вредных примесей. Сущность изобретения: устройство содержит каталитический реактор со слоями катализатора и переключающим устройством, выполненным в виде четырехходового клапана , включающее цилиндрический корпус и полый поворотный ротор с окнами, выполненными соосно с входным и выходным патрубками , поворотный ротор снабжен разделительной перегородкой, а внешняя поверхность покрыта эластичной оболочкой , закрепленной по контуру окон. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 01 J 8/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4888252/26 (22) 05.12.90 (46) 15;08.92, Бюл, М 30 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро. катализаторов с опытным заВодом (72) Г. И. Багаев, Б. А, Галкин, А. И. Одарий, А. М. Смульская, В. А. Чумаченко и Л, Ю.3удилина (56) Авторское свидетельство СССР

N 1315739, кл. В 01 J 8/04, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1295147, кл. В 01 J 8/04, 1985, Изобретение относится к устройствам для каталитического обезвреживания промышленных газовых выбросов от вредных примесей и может быть использовано в хи-: мической, нефтехимической и других отраслях промышленности для очистки отходящих газов различных производств;

При каталитической очистке отходящих газов в нестационарном режиме по методу реверс-процесса проводят периодически переключение направления движения газового потока через слой катализатора, .что . предотвращает -перегрев. и дезактивацию его, а также позволяет проводить процесс очйстки в оптимальном режиме..

Известно устройство для термического .. обезвреживанйя отбросного газа, содержащее переключающее устройство для изме- нения направления движения отбросного газа, выполненное в виде четырехходового клапана, в корпусе которого на полом валу . установлена полая заслойка со щелями, которые расположены по периметру торца за„, БЦ„„ 1754201 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ

ВЫБРОСОВ (57) Использование: относится к устройствам для каталитического обезвреживания газовых выбросов от вредных примесей.

Сущность изобретения: устройство содержит каталитический реактор со слоями катализатора и переключающим устройством; выполненным в виде четырехходового клапана, включающее цилиндрический корпус и полый поворотный ротор с окнами, выполненными соосно с входным и выходным пат. рубками, поворотный ротор снабжен разделительной перегородкой, а внешняя поверхйость покрыта эластичной оболоч кой, закрепленной по контуру окон. 3 ил. слонки, для подачи сжатого воздуха в места фйксированного положения клапана, Полости вала и заслонки соедийены между собой сообщающимися окнами. В полость заслонки через полый вал и окна подается сжатый воздух, который через щели в заслонке поступает в места фиксированного положения переключающего устройства. Сжатый воздух воздает воздушную завесу, которая не позволяет отбросному газу перетекать в полость переключающего устройства с очищенным газом.

Недостатком известного устройства является сйедующее. Сжатый воздух, создавая воздушную завесу, препятствующую смешению отбросного газа и очищенного, одновременно снижает концентрацию горючих вредных примесей. Использование такого переключающего устройства в процессе каталитического"обезвреживания газообразных выбросов приводит к значительному увеличению дополнйтельно вводимого топлива, необходимого для под1754201

15

25

50

55 тырехходового клапана, имеющего полый ет следующим образом. держания и нормального проведения окисления вредных примесей на слое катализатора. Кроме того, при использовании данного переключающего устройства требуется постоянный расход сжатого воздуха, что экономически невыгодно.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для каталитического обезвреживания газовых выбросов в нестационарном режиме, содержащее каталитический реактор со слоями катализатора, инертного материала, датчиками температуры, установленными на границе слоя катализатора и соединенными с блоком управления, патрубками входа и выхода, соединенными с трубопроводами, на которых установлены четыре двухходовых клапана.

При достижении заданной температуры на границах катализатора и инертного материала срабатывает управляющее устройство, переключающее клапаны. При этом меняется направление движения очищаемого газового потока, катализатор в слое не перегревается и не дезактивируется, Недостатком данного устройства является"то, что используемые в нем четыре клапана имеют, как правило, металлические уплотняющие поверхности, герметичность их обесйечйвается за счет высокоточной механической обработки. В процессе эксплуатаций установки уплотняющие поверхности деформируются, герметичность клапанов нарушается; что приводит к сйижению эффективности работы установкй вследствие попадания неочищенного газа в поток очищенного. Для ремонта и замены клапанов требуется остановка всей установки, что приводит к нестабильной ее работе. Кроме того, в таком устройстве необходимо обеспечить практически одновременное открывание и закрывание четырех-кпапайов, что требует высокой степени синхронизации и надежности работы всех средств управления и исполнительных механизмов, Цель изобретения — повышение надежности в работе устройства, а также увеличение степени очистки путем уменьшения проскока неочищенного газа в переключающем устройстве, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для каталитического обезвреживания газообразных выбросов, содержащем каталитический реактор со слоями катализатора и инертного материала, датчиками температуры, установленными на границе слоя катализатора и соединенными с блоками управления, патрубками дпя входа и выхода обезвреживаемого газа, переключающее устройство, выполненное в виде че30

40 цилиндрический корпус с входными и выходными патрубками, внутри которого на полом валу установлен поворотный ротор с окнами для входа и выхода газового потока, выполненными соосно патрубкам корпуса, поворотный ротор разделен перегородкой на двэ изолированных канала, внешняя цилиндрическая поверхность ротора покрыта эластичной оболочкой, закрепленной по контуру окон и по краям цилиндрической поверхности ротора, полость между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью ротора соединена с помощью подводящих каналов с полым валом для обеспечения герметизации и разгерметизации ротора относительно внутренней поверхности корпуса четырехходового клапана за счет подачи и сброса сжатого воздуха. . На фиг. 1 изображено устройство для каталитического обезвреживания газовых выбросов, общий вид; на фиг, 2 — то же, продольное сечение; на фиг. 3- сечение А — А на фиг, 2.

Устройство для каталитического обезвреживания газовых выбросов состоит из каталитического реактора 1 со слоями катализатора 2 и инертного материала 3, датчиками 4 температуры, установленными на границах слоя катализатора и соединенными с блоком 5 управления, пневмопереключателя 21 и переключающего устройства 8, Переключающее устройство 8, выполненное в аиде четырехходового клапана, состоит из полого цилиндрического корпуса 9 с входным 6 и выходным 7 патрубками, а также с двумя патрубками 10 и 11 для соединения клапана с реактором, полого ротора 12 с окнами 13 для входа и выхода газового потока, выполненными соосно патрубками корпуса, установленного на полом валу 14 и разделенного перегородкой 15 на два изолированных канала 16 и 17, эластичной оболочки 18, покрывающей цилиндрическую поверхность ротора 12 и закрепленной по контуру окон 13 и по краям цилиндрической поверхности ротора 12, полости .19 между эластичной оболочкой и цилйн дрической по верхностью ротора, выполненной с воэможностью сообщения ее через подводящие каналы 20 с полым валом 14 для обеспечения герметизации и разгерметизации ротора 12 относительно внутренней поверхности корпуса. четырехходового клапана за счет подачи,и сброса сжатого воздуха, Устройство для каталитического обезвреживания газообразных выбросов работа1754201

10

30 ется четырехходового клапана с поворотным ро35 тором, эластичным уплотнением, гермети40

Газы, поступающие на очистку, подаются через входной патрубок 6, канал ротора

16 и патрубок 10 в нижнюю часть реактора, проходят через инертный материал, где нагреваются до температуры начала реакции за счет тепла, аккумулированного в инерте. в предыдущем полупериоде, и поступают в слой катализатора 2, где происходит окисление вредных примесей. В результате протекания экзотермических реакций, а также процессов теплопереноса температура газа в зоне окисления резко повышается, возникает тепловая волна, движущаяся в направлении фильтрации газа, Вследствие высокой скорости окисления полное превращение вредных примесей происходит в узком слое катализатора, толщина которого зависит от соотношения скоростей потока и тепловой болны, -а также от концентраций горючих компонентов, Выходя из высокотемпературной зоны реакции, очищенный от примесей газ отдает полученное тепло вышележащим слоям катализатора и инерта и покидает реактор. При этом практически вся тепловая энергия, полученная газом, остается в реакторе и используется для поддержания устойчивого каталитического окисления при следующем переключении направления движения потока, Расположенная на границе катализатора и инерта термопара 4 регистрирует температуру достижения тепловой волной границы катализатор-и нерт, Сигнал о достижении заданной температуры передается в блок 5 управления, который подает команду на переключающее устройство 8, ротор которого поворачивается на 90 и соединяет входной патрубок 6 с верхней частью реактора, изменяя таким образом направление движения газа в реакторе не обратное, При этом описанный выше процесс повторяется при течении газа в направлении сверху вниз.

Переключающее устройство работает следующим образом. Подлежащий очистке газ подается в устройство через входной 4 патрубок 6, изолированный канал 16 и соединительный патрубок 10. Очищенный газ выходит из реактора через соединительный патрубок 11, изолированный канал ротора

17 и выходной патрубок 7, связывающий реактор с атмосферой.

В рабочем положении пневмопереключатель 21 соединяет с помощью полого вала

14 и соединительных каналов 20 полость 19 между эластичной оболочкой 18 и цилинд- 5 рической поверхностью ротора 12 с источником сжатого воздуха, Под действием давления сжатого воздуха эластичная оболочка деформируется до упора в стенку корпуса и перекрывает зазоры вокруг окон 13 между корпусом 9 переключающего устройства и цилиндрической поверхностью ротора, в результате чего каналы ротора 16 и 17 герметично соединяются с соответствующими патрубками таким образом, что загрязнение очищенного газа за счет перетока газа >лз канала 16 в канал 17 полностью исключено.

П ри наличии давления в полости 19 блок

5 управления блокирует поворот ротора 12 так, что его поворот возможен только после сброса давления из полости 19;

При получении сигнала от датчиков 4 о необходимости переключения направления движения газового потока в реакторе блок 5 управления с помощью пневмопереключателя 21 соединяет полость вала 14 с атмосферой, в результате чего воздух, заполнявший под избыточным давлением полость 19, выходит в атмосферу, эластичная оболочка прилегает к наружной поверхности ротора, снимается блокировка привода поворота ротора, и последний поворачивается на 90 . После этого сжатый воздух вновь подается под эластичную оболочку 18, происходит герметизация ротора относительно внутренней поверхнЬсти корпуса 9. Направление потока в реакторе меняется на обратное, и изложенный выше процесс очистки газовых выбросов повторяПрименение в.устройстве для каталитического обезвреживания газовых выбросов зирующим и разгерметизирующим ротор в процессе работы за счет подачи сжатого воздуха под эластичное уплотнение и сброса его в атмосферу при переключении клапана, позволяет повысить надежность в работе устройства и увеличивает степень очистки газа за счет уменьшения проскока неочищенного газа в переключающем устройстве, Кроме того, использование эластичного уплотнения позволяет снизить требования к точности изготовления уплотняемых поверхностей, что вместе с уменьшением количества исполнительных клапанов (с четырех до одного) приводит к снижению стоимости установки и упрощению эксплуатации ее, Формула изобретения

Устройство для каталитического обезвреживания газообразных выбросов, содержащее каталитический реактор со слоями катализатора и инертного материала, датчи- ками температуры, установленными на границах слоя катализатора и соединенными с блоком управления, патрубками входа и вы1754201 хода для обезвреживаемого газа и переключающее устройство, выполненное в виде четырехходового клапана, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства и увеличения степе- 5 ни очистки путем уменьшения проскока неочищенного газа в четырехходовом клапане; последний выполнен в виде полого цилиндрического корпуса с входными и выходными патрубками, внутри которого на 10 полом валу установлен полый поворотный ротор с окнами для входа и выхода газового потока, выполненными соосно с входным и выходным патрубками, при этом поворотный ротор снабжен разделительной перегородкой, образующей два изолированных канала, внешняя цилиндрическая поверхность ротора покрыта эластичной оболочкой, закрепленной по контуру окон и по краям цилиндрической поверхности ротора, г:олость между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью ротора соединена посредством подводящих каналов с полым валом;

1754201

Составитель Н, Кацовская

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор П. Гереши

Редактор Э, Слиган

Производственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2841 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5