Устройство для удаления окислов азота из отходящих газов топочной установки

78 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 17 51)5 В 01 О 53/3 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕН подключенныи енерационный щий узел.актор 1, разде- зону охлаждеен носитель,атализатора 2 я окислов азота Изобретение отн для селективного удал отходящих газов топо восстановления с и извне химического со тельно аммиака в просится ения о чных у омощь едине исутст к устро ислов а тано вок подво ия, пред ии каталствам ота из путем имаго почти- изатодля непрерывтельного перетализато ром охлаждения. а снабжена трудящих газов от то- сле(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ОКИСЛОВ АЗОТА ИЗ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ТОПОЧНОЙ УСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к устройствамдля каталитической очистки газов топочныхустановок от КОх в присутствии ИНз, применяемых в теплоэнергетике, и позволяетпредотвратить отложение ИН 4 НЯО 4 на поверхности катализатора и попадание МНЗ в окЦель изобретения - предотвращение отложений гидросульфата аммония на поверхности катализатора и попадания аммиака в окружающую среду.На фиг. 1 представлена блок-схема почной установки с подключенным по нее катализатором и регенеративным теплообменником; на фиг, 2 - блок-схема топоружающую среду. Устройство содержит каталитический реактор с носителем, заполненным элементами катализатора селективного восстановления МОх с помощью КНз, Реактор разделен на 2 зоны - катализа и охлаждения. Привод предназначен для непрерывного или ступенчатого вращательного перемещения носителя относительно этих зон. Зона катализа связана трубопроводом отходящих газов с топочной установкой, Трубопровод подвода воздуха соединен с зоной охлаждения реактора и затем с топочной установкой. Перед зоной охлаждения он соединен с емкостью с КНз. Элементы катализатора изготовлены из материала, адсорбирующего МНз. Во время вращения носителя адсорбированный частицами катализатора ИНз переводится в зону катализа, через которую проходят отходящие газы и где происходит восстановление ИОх до И 2 и Н 20, 2 ил. чной установки, в которой после нее катализатор и ре теплообменник сведены в обУстройство содержит ре ленный на зону катализа А и ния Б. В реактор помещ заполненный элементами к селективного восстановлени аммиаком.Привод 3 предназначен ного или ступенчатого враща мещения носителя с ка относительно зон катализа иЗона катализа А реактор бопроводом 4 подвода отхотопочной установки 5 и трубопроводом 6 отвода из зоны катализа отходящих газов. Трубопровод 7 подвода воздуха в топочную установку соединен с зоной охлаждения реактора перед топочной установкой,Емкость 8 с аммиаком присоединена к трубопроводу подвода воздуха перед зоной охлаждения трубопроводом 9. Участок 10 перемешивания аммиака с воздухом может соединяться с трубопроводом подачи воздуха трубопроводами 11 и 12. Вращающийся регенеративный теплообменник 13 соединен с трубопроводом 6 отвода отходящих газов из зоны катализа и трубопроводом 14 подвода воздуха к зоне охлаждения реактора, Теплообменник снабжен трубопроводом 15 охлажденных в теплообменнике отходящих газов и трубопроводом 16 свежего воздуха, подогреваемого в теплообменнике.В устройстве, схематично представленном на фиг, 1,.отходящие газы из топочной установки 5 попадают через. трубопровод 4 к катализатору 2, который может быть образован элементами катализатора, расположенными в непрерывно или ступенчато вращающемся носителе с помощью привода 3. Подаваемые по трубопроводу 4 отходящие газы протекают через катализатор 2 в зоне катализа А, где происходит каталитическое восстановление окислов азота, содержащихся в отходящих газах. Выходящие из катализатора отходящие газы, обогащенные молекулярным азотом и водой, попадают затем через трубопровод 6 во вращающийся регенеративный теплообменник 13 для передачи тепла отходящих газов свежему воздуху, подаваемому втопочную установку 5 в качестве воздуха для горения. После вращающегося регенеративного теплообменника отходящие газы попадают затем по трубопроводу 15 отходящих газов в установку для отделения соединений серы и повторного нагрева для входа в дымовую трубу (не показаны),Свежий воздух, подаваемый в топочную установку 5 в качестве воздуха для горения, вначале входит через трубопровод 16 во вращающийся регенеративный теплообменник 13, подогревается в нем в противо- токе по отношению к отходящим газам, затем по трубопроводу 14 подается к реактору 1 и проходит через катализатор в зоне охлаждения Б. Затем свежий воздух протекает через трубопровод 7 к топочной установке 5,Подача через носитель с катализатором аммиака, необходимого для восстановления окислов азота, производится в трубопровод 14 свежего воздуха, соединяющий 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 регенеративный теплообменник и зону охлаждения реактора, причем частичный поток свежего воздуха направляется в трубопровод 11 к участку 10 перемешивания, в который из емкости 8 подается и дозированно поступает в частичный поток свежего воздуха аммиак, Затем частичный поток свежего воздуха по трубопроводу 12 возвращают в основной поток свежего воздуха и тем самым его подают к ступенчато или непрерывно вращающемуся носителю с катализатором 2, В зоне охлаждения, через которую протекает свежий воздух, аммиак, содержащийся в свежем воздухе, адсорбируется каталитически активным соединением, затем вследствие вращения носителя переводится в зону катализа, через которую проходят отходящие газы, где затем происходит целевое восстановление окисей азота в азот и воду,Носителю катализатора и регенеративному теплообменнику могут быть приданы в принципе отдельные приводы, Для уменьшения конструкционных затрат рекомендуется придавать обоим блокам совместный привод, например, путем обычного привода регенеративного теплообменника от двигателя и сопряжения носителя катализатора с теплообменником посредством вала.В устройстве, представленном на фиг, 2, носитель катализатора и регенеративный теплообменник объединены в совместный функциональный узел 17, когда в общем, имеющем привод вращения носителе расположены элементы аккумуляционной массы регенеративного теплообменника, которые по меньшей мере в части своей поверхности покрыты каталитически активным соединением, например, кристаллическим соединением ванадия с титаном, благодаря чему этим аккумуляционным элементам таким образом одновременно придана функция передачи тепла от отходящих газов свежему воздуху и образования каталитически активных поверхностей в потоке отходящих газов. Благодаря объединению катализатора с регенеративным теплообменником отпадает необходимость в трубопроводах 6, 11, 12, 14 (фиг, 1),В примере исполнения согласно фиг. 2 подача аммиака из емкости 8 производится по трубопроводу 9 в поступающий по трубопроводу 16 свежий воздух, который затем полностью направляется через участок 10 перемешивания до входа в функциональный узел 17, в котором размещены регенерационный теплообменник и катализатор,В вариантах исполнения устройства носитель катализатора 2 может иметь отдельный привод, независимый от привода1729278 е 5 я о с 10 к15 в з р 20 а в 25 я д 30 к я м т Я- т е е У о се ю и. Я- Я 50 55 регенеративного теплообменника 13, так что существует возможность непрерывно или ступенчато проводить катализатор независимо от привода теплообменника. Дозированная подача аммиака в пример исполнения, представленном на фиг, 2, мо жет(в соответствии с примером испол нени согласно фиг. 1) также производиться в час тичный поток, отходящий от потока свежег воздуха, который после перемешивания аммиаком затем возвращают в основной по ток свежего воздуха. В любом случае суще ственным является лишь то, что аммиа подают в катализатор притекающим све жим воздухом и путем связывания каталити чески активным соединением, а затем самом катализаторе переводят в зону, чере которую протекает отходящий газ,Используемые для катализатора ката литически активные соединения, наприме кристаллические соединения ванадия с ти таном, имеют выраженный эффект связыва ния парообразного аммиака. Эта задач решается за счет того, что аммиак подмеши вают к свежему воздуху перед его входом катализатор. Таким образом, введение ам миака, необходимого для восстановлени окисей азота, в отходящие газы осуществля ется уже не в участке трубопровода отходя щих газов, расположенном пере катализатором, а путем подмешивания свежему воздуху, подаваемому в катализа тор. Аммиак благодаря эффекту связывани каталитически активным веществом зате зедерживается в катализаторе и переводи ся в зону, через которую протекают отход щие газы, где амиак затем осуществляе целевое каталитическое восстановлени окисей азота, содержащихся там в отходя щих газах, и при этом разлагается на мол кулярный кислород и воду.Аммиак подмешивают к свежему возд ху предпочтительно в таком количестве, чт он в зоне катализатора, через которую пр текает сжатый воздух, в значительной ст пени связывается поверхность каталитически активного материала и пр последующем протекании топочных отход щих газов в основном полностью потребл ется для восстановления окисей азота, содержащихся в них. В потоке отходящего газа, поступающего в катализатор, в этом случае (благодаря отсутствию аммиака) нитросульфат аммония вообще не может возникать, а аммиак, подаваемый со стороны свежего воздуха, в самом катализаторе в значительной степени полностью потребляется для восстановления окисей азота, так что эта вредная соль почти не возникает и в самом катализаторе. Однако, даже если дозированное добавление аммиака к свежему воздуху производится по количеству так, что часть аммиака остается в свежем воздухе и затем подается в топочную установку, это не означает, что затем из топочной установки вместе с отходящими газами выходит и аммиак. Поступающий со свежим воздухом аммиак при температурах, имеющихся в топочных установках, разлагается, так что в крайнем случае в отходящих газах может содержаться незначительно увеличенное количество молекулярного азота, что не представляет опасности,Формула изобретения Устройство для удаления окислов азота из отходящих газов топочной установки, содержащее разделенный на зону катализа и зону охлаждения каталитический реактор с носителем, заполненным элементами катализатора селективного восстановления окислов азота аммиаком, трубопроводы подвода в зону катализа и отвода из нее отходящих газов, привод для непрерывного или ступенчатого вращательного перемещения носителя относительно зон катализа и охлаждения, трубопровод подвода воздуха к топочной установке и емкость с аммиаком, для ввода его в реактор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения отложений гидросульфата аммония на поверхности катализатора и попадания аммиака в окружающую среду, трубопровод подвода воздуха до топочной установки соединен с зоной охлаждения реактора, а емкость с аммиаком присоединена к трубопроводу подвода воздуха перед зоной охлаждения, при этом элементы катализатора изготовлены из материала, адсорбирующего аммиак.1729278 гази авитель Г.Винокур ед М. Мор гентал ректор О,Кундри едактор И.Горн 415 Тираж Подписное ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и ри ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101