PL139992B2 - Method of afterburning industrial exhaust gases by supplying external heat thereto - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób termicznego spalania odlotowych gazów przemyslo¬ wych.Znany z polskiego opisu patentowego nr 122 351 sposób oczyszczania przemyslowych gazów odlotowych, polega na tym, ze strumien przemyslowych gazów odlotowych podgrzewa sie wstep¬ nie w rekuperatorze ciepla do temperatury 420-470 K stosujac rozcienczenie strumienia na wlocie do rekuperatora powietrzem lub innymi gazami gdy temperatura gazów przekracza zakres usta¬ lony. Podgrzany strumien gazów poddaje sie termicznemu utlenianiu w temperaturze 420-1370 K do osiagniecia skladu procentowego zanieczyszczen palnych odpowiadajacemu maksimum 10% dolnej granicy wybuchowosci mieszaniny, stosuje sie tutaj mieszanie strumienia zanieczyszczo¬ nego z goracymi gazami spalinowymi ze spalania paliwa cieklego lub gazowego, gdy ilosc ciepla wydzielonego podczas egzotermicznych reakcji utleniania zanieczyszczen jest za niska dla osiag¬ niecia okreslonego przedzialu temperatur i skladu procentowego zanieczyszczen lub stosuje sie mieszanie strumienia z powietrzem atmosferycznym gdy temperatura gazów na wylocie z komory termicznego utleniania przekracza 520-870 K. Z kolei strumien czesciowo termicznie utlenionych gazów, utlenia sie na katalizatorze utleniajacym, stosujac dalsze rozcienczenie strumienia powie- trzem atmosferyczym w przypadku wzrostu temperatury w warstwie katalitycznej ponad zakres ustalony w ilosci potrzebnej do utrzymania ustalonego przedzialu temperatur tak aby temperatura strumienia gazu po przejsciu przez warstwe katalizatora nie przekraczala 550-1070 K. Nastepnie gazy^czyszczone kieruje sie poprzez rekuperator wstepnego podgrzewania przemyslowych gazów odlotowych do atmosfery. Rozcienczanie powietrzem lub innymi gazami wstepnie podgrzewanymi przemyslowych gazów odlotowych, stosuje sie gdy zanieczyszczenia tworza w temperaturze rekuperacji mieszanine wybuchowa.Strumien powietrza lub gazów rozcienczajacych dozuje sie do strumienia przemyslowych . gazów odlotowych automatycznie w funkcji temperatury na warstwie katalizatora lub w funkcji temperatury gazów nad katalizatorem.Strumien powietrza do schladzania termicznie utlenianych przemyslowych gazów odlotowych dozuje sie automatycznie w funkcji temperatury w warstwie katalizatora lub w funkcji temperatury gazów wlotowych na katalizator. Dodatkowy strumien powietrza, schladzajacy warstwe kataliza¬ tora dozuje sie automatycznie w funkcji temperatury w warstwie katalizatora w fukcji temperatury gazów nad katalizatorem. Paliwo do palnika podaje sie automatycznie, przy czym dozownik2 1»»2 paliwa posiada automatyczna regulacje dozowania w funkcji temperatury gazów czesciowotermi¬ cznie utlenianych.Wada znanego sposobu oczyszczania przemyslowych gazów odlotowych jest duza energo¬ chlonnosc procesu, wysoki koszt budowy urzadzen z tytulu stosowania kosztownych stali zarood¬ pornych, brak mozliwosci stosowania odzysku ciepla w przypadku zanieczyszczenia gazów spali¬ nowych takimi zwiazkami jak HC1, CL2, HF z uwagi na szybko postepujaca korozje oraz brak mozliwosci stosowania odzysku ciepla w przypadku zanieczyszczenia gazów odlotowych takimi zwiazkami jak pyly palne, pyly niepalne, oraz takie substancje lepkie jak zywice polimeryzacyjne.Znany jest równiez z polskiego opisu patentowego nr 126861, sposób katalitycznego oczy¬ szczania gazów. Sposób ten polega na tym, ze oczyszczone gazy ogrzewa sie w srodkowej czesci zloza katalizatora oraz zmienia sie okresowo kierunek strumienia przeplywajacego gazu przez zloze k^tahzatora. Optymalnie zmiany kierunku strumienia przeplywajacego gazu dokonuje sie od 10 dó^Orazy na godzine. Ponadto przed i za zlozem katalizatora stosuje sie warstwy ceramicznych lub metalowych ksztaltek kumulujacych okresowo cieplo w przedzialach czasu pomiedzy kolej¬ nymi zmianami kierunku przeplywu strumienia gazu.Wada tego sposobu jest to, ze dla utleniania okreslonych zanieczyszczen wymagany jest odpowiedni rodzaj katalizatora. Zastosowanie zas kilku katalizatorów przeznaczonych do utle¬ niania róznych zanieczyszczen nie spelnia równiez oczekiwan poniewaz skutecznosc utleniania bedzie rózna a wiec rózne beda skutecznosci oczyszczania.Istota sposobu termicznego spalania odlotowych gazów przemyslowych wedlug wynalazku polega na tym, ze zanieczyszczane gazy odlotowe przepuszcza sie przez nagrzana warstwe wypel¬ nienia ceramicznego, spala sie zanieczyszczenia, po czym czesc gazów poreakcyjnych, niezbedna do optymalnego podgrzania nastepnej warstwy wypelnienia ceramicznego, przepuszcza sie przez warstwe tego wypelnienia i emituje sie do atmosfery, natomiast pozostala czesc gazów poreakcyj¬ nych odprowadza sie z komory spalania, najkorzystniej do wezla rekuperacji ciepla, przy czym cyklicznie zmienia sie kierunek przeplywu gazów odlotowych przez warstwy wypelnienia. Cykli¬ cznej zmiany kierunków przeplywu oczyszczanych przemyslowych gazów odlotowych przez war¬ stwe wypelnienia ceramicznego, dokonuje sie z czestotliwoscia 1,0-150,0 najkorzystniej 12-30 razy na godzine.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest to, ze mozna go wykorzystac do dowolnych gazów zawierajacych rózne zanieczyszczenia takie jak: weglowodory, aldehydy, ketony, alkohole, kwasy organiczne, estry, etery, substancje chloroorganiczne, azotoorganiczne i inne niezaleznie od domie¬ szek róznych rodzajów trucizn katalitycznych jak: olów, chlor, fluor, sole mineralne itp. Zaletajest równiez to, ze skutecznosc dopalania termicznego jest uwarunkowanatylko i wylacznie wysokos¬ cia stosowanej temperatury regulowana iloscia odprowadzanych gazów poreakcyjnych do zródla rekuperacji ciepla. Dla 1000 m3/h oczyszczanych gazów o kalorycznosci zblizonej do zera, uzy¬ skuje sie oszczednosc zuzycia oleju opalowego okolo 12 kg/h. Wskutek zmniejszenia zuzycia oleju eliminuje sie równiez wtórna emisje dwutlenku siarki.Sposób termicznego spalania odlotowych gazów przemyslowych wedlug wynalazku ilustruja ponizsze przyklady wykonania.Przyklad I. Gazy odlotowe z pieca szybowego zanieczyszczone pylem energetycznym do produkcji welny mineralnej w ilosci 8000 m /h o stezeniu 40g/m3 w przeliczeniu na warunki normalne i temperaturze 250°C wprowadza sie do pierwszej warstwy cegly szamotowej rozgrzanej wstepnie do temperatury 650°C przy pomocy rozruchowego palnika olejowego. Podgrzane wstep¬ nie w tej warstwie do temperatury 550°C gazy odlotowe, wprowadza sie do komory spalania, w której spala sie CO do CO2 w temperaturze 800°C strumien 3000 m3/ gazów poreakcyjnych o temperaturze 900°C odprowadza sie z komory spalania do podgrzewu gazów w komorze polimery- zacyjnej, zas pozostalosc gazów poreakcyjnych przepuszcza sie przez druga warstwe cegly szamo¬ towej, w której gazy schladza sie do temperatury 600°C, a nastepnie schlodzone w ten sposób gazy odprowadza sie do atmosfery lub do dalszego odzysku ciepla. Po okresie 5 minut zmienia sie kierunek przeplywu gazów odlotowych na przeciwny tak, ze gazy odlotowe wprowadza sie do drugiej warstwy ceramicznej a odprowadza z pierwszej, zas proces podgrzewania, spalania roz¬ dzialu i schaladzania zachodzi podobnie jak w poprzednim cyklu. Przez caly czas termicznego spalania z cykliczna zmiana kierunku przeplywu uzyskano taka sama skutecznosc spalania równa 99,9%.139992 3 PrzykladlL Gazy odlotowe z fabryki elektrod weglowych w ilosci 4000 m3/h o temperatu¬ rze 180°C zanieczyszczone substancjami palnymi smolistymi, tlenkiem wegla o stezeniu 3 g/m3 i weglowodorami o stezeniu 5 g/m3 wprowadza sie podobnie jak w poprzednim przykladzie, do pierwszej warstwy z cegly szamotowej rozgrzanej wstepnie do temperatury 650°C za pomoca rozruchowego palnika olejowego. Podgrzan wstepnie w tej warstwie do temperatury 650°C gazy odlotowe wprowadza sie do komory spalania, w której spala sie substancje palne do CO2 i H2O w temperaturze 830°C.Przy nieoczekiwanym wzroscie koncentracji weglowodorów nastepuje odprowadzenie z komory spalania czesci gazów poreakcyjr ych umozliwiajace wzrost temperatury w komorze spalania powyzej 850°C. Gazy poreakcyjne o temperaturze 830°C przepuszcza sie przez druga warstwe cegly szamotowej, w której gazy schladza sie do temperatury 360°C a nastepnie odprowa¬ dza sie do atmosfery lub do odzysku ciepla. Po okresie 5 minut zmienia sie kierunek przeplywu gazów odlotowych na przeciwny podobnie jak w poprzednim przykladzie. Przez caly okres termicznego spalania z cykliczna zmiana kierunku uzyskiwano skutecznoscspalania równa 99,5%.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób termicznego spalania gazów przemyslowych, w którym cz? iov o odzyskuje sie cieplo gazów poreakcyjnych, natomiast cieplo niezbedne do podgrzewania gazów odlotowych do temperatury inicjacji termicznego spalania uzupelnia sie ze zródla ciepla zasilanego dodatkowym paliwem, zumieMy tym, ze zanieczyszczone gazy odlotowe przepuszc, sie przez nagrzana war¬ stwe wypelnienia ceramicznego, spala sie zanieczyszczenia, po czym czesc gazów poreakcyjnych, niezbedna do optymalnego podgrzania nastepnej warstwy wypelnienia ceramicznego, przepuszcza sie przez warstwe tego wypelnienia i emituje sie do atmosfery, natomiast pozostala czesc gazów poreakcyjnych odprowadza sie z komory spalania, najkorzystniej do wezla rekuperacji ciepla, przy czym cyklicznie zmienia sie kierunek przeplywu gazów odlotowych przez warstwy wypelnienia. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze cyklicznej zmiany kierunku przeplywu oczy¬ szczanych przemyslowych gazów odlotowych przez warstwe wypelnienia ceramicznego, dokonuje sie z czestotliwoscia 1,0-150,0 najkorzystniej 12-30 razy na godzine. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób termicznego spalania gazów przemyslowych, w którym cz? iov o odzyskuje sie cieplo gazów poreakcyjnych, natomiast cieplo niezbedne do podgrzewania gazów odlotowych do temperatury inicjacji termicznego spalania uzupelnia sie ze zródla ciepla zasilanego dodatkowym paliwem, zumieMy tym, ze zanieczyszczone gazy odlotowe przepuszc, sie przez nagrzana war¬ stwe wypelnienia ceramicznego, spala sie zanieczyszczenia, po czym czesc gazów poreakcyjnych, niezbedna do optymalnego podgrzania nastepnej warstwy wypelnienia ceramicznego, przepuszcza sie przez warstwe tego wypelnienia i emituje sie do atmosfery, natomiast pozostala czesc gazów poreakcyjnych odprowadza sie z komory spalania, najkorzystniej do wezla rekuperacji ciepla, przy czym cyklicznie zmienia sie kierunek przeplywu gazów odlotowych przez warstwy wypelnienia.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze cyklicznej zmiany kierunku przeplywu oczy¬ szczanych przemyslowych gazów odlotowych przez warstwe wypelnienia ceramicznego, dokonuje sie z czestotliwoscia 1,0-150,0 najkorzystniej 12-30 razy na godzine. PL