Термокаталитический реактор

(5 ) ВТОРСНОМ ТЕЛ ЬСТ В 39Анфилофье енеров ор оды очисткиеществ, Обзор.нефтемаш. М.,ГОСУААРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ(71) Куйбышевский инстжелезнодорожного транс(56) Каталитические мегазов от органическихная информация ЦИНТИхим1977, с. 71.Авторское свидет9 1010404, кл, Р 23(54)(57) ТЕРМОКАТАЛсодержащий корпус,вания температуры,ельство СССР С 7/06, 1981.ИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР, камеру регулиротеплообменники,каталитическую насадку, о т л -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюобеспечения оптимальных условий работы каталитической насадки приочистке сборочных газов с высокимсодержанием органических веществ,каталитическая насадка выполнена ввиде блока первичной газоочистки иблока окончательной газоочистки,междукоторыми расположен воздушныйтеплообменник с шиберами, причемкамера регулирования температурыразмещена перед блоком первичной газоочистки, содержащим катализатор,основу которого составляет материалс высоким коэффициентом теплопроводности.Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очисткисбросного воздуха промьппленных предприятий от органических соединений,в частности для очистки сбросных газов установок по нанесению лаков иэмалей, а также установок нефтехимической и нефтеперерабатывающей промьппленности, в сбросных газах которых содержится большое количество 10органических веществ.Цель изобретения - обеспечениеоптимальных условий работы каталитической насадки при очистке сбросныхгазов с высоким содержанием органических веществ.На фиг. 1 представлен термокаталитический реактор, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1.Реактор состоит из корпуса 1, в 20котором имеются патрубки 2 и 3 соответственно для ввода очищаемого воздуха и вывода очищенного газа. Реактор содержит каталитический блок4 первичной газоочистки и блок 5 25окончательной очистки. Перед блоком14 первичной газоочистки размещенакамера 6 регулирования температурыпервичной газоочистки, снабженнаятеплоэлектронагревателями 7. Между 30каталитическими блоками 4 и 5 имеется воздушньй теплообменник 8, снабженный шиберами 9. Верхняя и нижняячасти корпуса 1 имеют теплоизоляционный слой 10,35Реактор работает следующим образом.Загрязненньй органическими соединениями воздух подается через патрубок 2 в камеру 6 регулирования тем- ф 0пературы первичной газоочистки.Подъем температуры газового потока до заданной величины осуществляютпри его .контакте с теплоэлектронагревателями 7. При проходе нагретого п 5воздуха через каталитический блок 4первичной газоочистки происходитокисление части органических веществ - первая стадия очистки, приэтом происходит разогрев газового 50потока до верхнего допустимого предела. Газовьй поток после каталитического блока первичной газоочистки4 поступает в воздушный теплообменник 8. Регулировка температурного 55режима работы теплообменника 8, аследовательно, и температуры газового потока на выходе из теплообменника 8 осуществляется поворотом шиберов 9. В зависимости от угла поворота меняется площадь поперечного сечения проходов для охлаждающего воздуха, т.е. меняется масса проходящего воздуха и режим работы теплообменника.Окончательная очистка сбросного воздуха происходит при окислении оставшейся части органических соединений во время прохода газового потока через, второй каталитический блок 5. Очищенный газ поступает в атмосферу через патрубок 3. В целях сохранения тепловой энергии уходящего газа он может направляться в дополнительньй теплообменник (не показан), например в теплообменник предварительного прогрева сбросного газа.Стабильная работа устройства возможна только в случае строгого соблюдения температурного режима, особенно в блоке 4 первичной газоочистки. Перегрев катализатора выше 600 С нео допустим, так как это приводит к его дезактивации. Поддержание режима на заданном уровне достигается за счет двух факторов: высокой объемной скорости и теплофизических параметров основы катализатора - его высоким коэффициентом теплопроводности,Высокая объемная скорость, выдерживаемая в пределах 40-80 10 1/ч позволяет удерживать на. заданном уровне среднюю величину саморазогрева катализатора, а высокий коэффициент теплопроводности - относительную равномерность распределения температуры по сечению элементов блока. Перепад температур по центру элементов блока и в слоях, непосредственно прилегающих к охлажденным стенкам, не превышает 30-50 С. Применение на первой ступени очистки катализатора на основе носителей с низким коэффициентом теплопроводности (типа АП) показывает, что перепад температур достигает 80-100 С, что в данном случае приводит катализатор к быстрой дезактивации.Стабильная и длительная очистка воздуха от органических соединений высокой концентрации методом термокаталитического окисления возможнатолько при условии недопустимости перегрева катализатора. В предлагае" мой конструкции это достигается разделением каталитической насадки наО 15 20 два блока - блока первичной газоочистки н блока окончательной газоочистки с размещением между ними воздушного теплообменника, режим работы которого регулируется поворотом шиберов. Первая стадия очистки происходит при прохождении воздуха через блок первичной газоочистки. Перегрев всей массы катализатора этого блока невозможен ввиду высокой объемной скорости газового потока (40 80 1 О 1/ч), что обуславливает окисление ограниченного количества органических веществ - не более 40-603 от их начальной концентрации в воздухеТаким образом, ограничивается общий подъем температуры катализатора и воздуха до верхнего допустимого предела, который происходит в ре" зультате выделения тепла в процессе термокаталитического окисления горячих компонентов на поверхности катализатора. Местные перегревы, которые в таких процессах выражаются в превышении температуры в центре каталитического блока над температурой в периферийных слоях катализатора, которые соприкасаются стенками корпуса, в предлагаемом изобретении устраняются применением в этом блоке катализаторов, в качестве основы у которых используются металлы - материалы с высоким коэффициентом теплопроводности. Это приводит к выравниванию температуры по объему катализатора за счет ее перераспределения теплопроводностью. Если очищаемый газовый поток после первого блока каталитической очистки направить непосредственно в блок окончательной очистки, то происходит быстрая дезактивация катализатора этого блока ввиду того, что температура газа находится на верхнем допустимом предела, а в процес 25 30 35 40 45 се окисления оставшихся в воздухеорганических соединений выделяетсядополнительная энергия. Это приводит к дальнейшему росту температуры выше допустимого предела. Предотвратить это нежелательное явление позволяет использование между каталитическими блоками воздушного теплообменника. Прн прохождении через него очищаемого газа происходит снижение температуры газового потока до величины начала интенсивных реакций окисления на катализаторе блока окончательной очистки.Регулировка режима работы воздушного теплообменника, от которого зависит температура газа ка входе в каталитический блок окончательной очистки, производится поворотом шиберов. Это приводит к смене массы внешнего воздуха,. контактирующего с внешней стороной теплообменника.Перегрев катализатора блока окончательной очистки после снижения температуры газа на входе до уровня начала его работоспособности невозможен ввиду низкой исходной концент" рации органических веществ в газо-вом потоке.Высокая степень окончательной очистки достигается применением большой массы катализатора в этом блоке, что позволяет скиэить объемную скорость до уровня 10000 1/ч.Преимущество предлагаемой конструкции термокаталитического реактора по сравнению с известной заключается в том, что в термокаталитическом реакторе за счет разделения каталитической насадки на два блока с установленным между ними воздушным теплообменником достигается эффект - очистка газов с высокой начальной концентрацией углеводородов, причем начальная температура газа, сос" тав и температура кипящих углеводородов не влияют на степень очистки.