PL77605B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 19.06.1970 Republika Federalna Niemiec Zgloszenie ogloszono: 10.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 85.07.1975 77605 KI. 24gtg/f9 MKPF23?j*/«4 Twórca wynalazku: Karl Winter Uprawniony z patentu; Ceag Concordia Etektrizitats — AktrengeseJI- schaift, Dortmund (Republika Federalna Niemiec) Sposób oczyszczania strumienia powietrza h* gaz* z palnyck zanieczyszczen w postaci par hrtr gazów oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przednaiofcem wynalazku jest sposób oczyszczania strumienia powietrza lub gazu z palnych zanie¬ czyszczen w postaci par lub gazów za pomoca fil¬ trów adsorpcyjnych ocaz urzadzenie do stosowania tego sposobu* W dotychezas znanych sposobach i urzadzeniach do oczyszczania powietrza lub innych gazów nos¬ nych usuwanie szkodliwych zanieczyszczen wyste- pujajsych w postaci gazów lub par jest polaczone z duzymi trudnosciami lub tez nieoplacalne pod wzgledem ekoaonti/czftyro ze wzgledu na wysokosc kosztów. Próbowano usuwac substancje, powsta¬ jace przykladowo w duzych ilosciach w procesie niezupelnego spalania, przez silne rozrzedzenie ich z powietrzem atmosferycznym. W tym celu stoso¬ wano urzadzenia nieprzenosne, za pomoca których nie dalo sie rozwiazac tego problemu,, poniewaz silne rozcienczenie z powietrzem atmosferycznym lub odprowadzenie do wyzszych warstw atmosfe¬ ry moze byc stosowane tylko w okolicach bezlud¬ nych i wietrznych, nie zai w okolicach bezwietrz¬ nych lub gesto zaludnionych, gdzie wlasnie tego rodzaju* zanieczyszczenia powietrza wystepuja w duzych ilosciach.Dotychczas próbowano usuwac najbardziej szkod¬ liwe zanieczyszczenia gazów spalinowych przez wyeliminowanie ich za pomoca filtrów adsorpcyj- nych w postaci na przyklad warstw wegla aktyw¬ nego; lub tez przez przeprowadzanie przez urza¬ dzenia do dopalania, gdzie gazy; zmienialy sie w 25 30 ciala rtfeszfcodttwe na przykfed w idealnym przy¬ padku czyste weglowodory spalajia ste na dwutle¬ nek wegfa i wode. Próbowano przy tym obnizenia temperatury spalania przez zastosowanie kataliza¬ torów. Oba sposoby ttie doprowadzily jednak do pozadanego celu, potfltewaz w ofcu przypadkach usuwanie ncfaztrwyck gazów i par potoczone jest z wysofchitt kosztami* powodujacym* ekonomiczna nieoitfacalflosc tego sjwsofca. Uzyefe filtra z wegla aktywnego, przyftfadtewo' wtedy tfwfczane je$fc za ekonomtcznie uzasadnione, ftffi stiezenie zanieczysz- csen rrle przekracza 5 mfBferamów w metrze szes¬ ciennym, poniewaz* przy wiekszych stezeniach za¬ nieczyszczen substancja fflNtra zuzywa sie zbyt szybko. Spalanie palnych zanieczyszczen powietrza przy uzyciu katalizatorów jest tylko wtedy ekono¬ micznie uzasadnione, jesli stezenie zanieczyszczen nie jest mniejsze niz 100 miligramów w metrze szesciennym powietrza. Do doprowadzenia calego materialu bioracego udzial w procesie spalania do temperatury niezbednej do powstania reakcji spa¬ lania udzial ten winien byc jeszcze wyzszy.W celu zapobiegniecia, by przy niskich tempera¬ turach mieszanki gazowej, nie spalone skladniki gazu nie dostaly sie do powietrza oczyszczonego, niezbedne jest dodatkowe podgrzanie mieszanki ga¬ zów podtrzymujacych proces spalania. Dlatego tez próbowano wykorzystac cieplo spalin do podtrzy¬ mania dalszego procesu spalania za pomoca wy¬ mienników ciepla a oprócz tego doprowadzic cie- 77 60577 605 plo z dodatkowych grzejników. Tego rodzaju urza¬ dzenia staja sie jednak tak kosztowne, ze przy do¬ tychczas stosowanych metodach z katalitycznymi urzadzeniami do dopalania, usuwanie tych prze¬ waznie szkodliwych lub o nieprzyjemnym zapachu zanieczyszczen powietrza o stezeniu ponizej 100 miligramów na metr szescienny nie jest oplacalne.W tej sytuacji nie jest dotychczas znany zadowa¬ lajacy sposób usuwania palnych zanieczyszczen po¬ wietrza o stezeniu 5 do 100 miligramów na jeden metr szescienny.W celu usuniecia powyzszych niedogodnosci zostal opracowany sposób oczyszczania strumienia powietrza lub gazu z zanieczyszczen palnych w postaci par lub gazów za pomoca filtrów adsorp- cyjnych, w którym strumien powietrza lub gazu oczyszczany jest za pomoca filtra adsorpcyjnego; filtr ten po osiagnieciu pewnego zaladowania pal¬ nymi zanieczyszczeniami poddany zostaje desorpcji w przeciwpradzie, poczatkowo z rozgrzanego po¬ wietrza. Desorbat spalany jest w urzadzeniu do katalitycznego spalania a czesc mieszanki sklada¬ jacej sie z resztek powietrza i spalonego desorbatu tak dlugo przeprowadza sie przez filtr, az nasyce¬ nie filtra obnizy sie do tego stopnia, by mógl on byc uzyty ponownie do oczyszczania strumienia powietrza lub gazu. Wystepuja tutaj jednak tak zwane trucizny katalizatora jak na przyklad orga¬ niczne zwiazki fosforowe, co doprowadza do tego, ze urzadzenie stopniowo przestaje dzialac.Znane jest równiez urzadzenie, w którym gazy sa magazynowane w filtrze adsorpcyjnym do jego nasycenia, nastepnie zostaja wydalone przez roz¬ grzanie filtra oraz spalone w palniku lub na warstwie katalizatora, po czym doprowadzenie cie¬ pla do filtra adsorpcyjnego oraz do palnika lub warstwy katalizatora zostaje przerwane i w ten sposób proces adsorpcji zostaje ponownie wzno¬ wiony. Przy tym sposobie urzadzenie pracuje jed¬ nokierunkowo, co powoduje, ze szkodliwe skladni¬ ki gazu przenoszone zostaja ze strony powietrza zanieczyszczonego na strone powietrza czystego filtra, który nastepnie uzywany jest ponownie. Na skutek ochlodzenia rozgrzanego powietrza wyste¬ pujacego w czasie jego przechodzenia przez filtr nie nastepuje calkowita desorpcja szkodliwych skladników gazu. Wiadomo równiez, ze tempera¬ tura, do której filtr moze byc rozgrzany wynosi okolo 400°C, ze wzgledu na mozliwosc zapalenia sie wegla aktywnego, który przy tej temperaturze nie moze byc poddany dzialaniu rozgrzanego po¬ wietrza z zawartoscia tlenu. Sposób ten jest rów¬ niez bardzo nieekonomiczny, poniewaz cala masa powietrza oczyszczanego musi byc ogrzewana a nie i.tylko jego niezbednie konieczna czesc.Celem niniejszego wynalazku jest wyeliminowa¬ nie powyzszych niedogodnosci i opracowanie spo¬ sobu oczyszczania strumienia powietrza lub gazu z zanieczyszczen palnych wystepujacych w postaci par lub gazów za pomoca filtrów adsorpcyjnych oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu.Zgodnie z wynalazkiem zadanie to rozwiazano w ten sposób, ze strumien powietrza lub gazu oczyszcza sie filtrem adsorpcyjnym, przy czym filtr adsorpcyjny po osiagnieciu pewnego nasycenia pal- 4 nymi zanieczyszczeniami desorbuje w przeciwpra¬ dzie z goracego gazu obojetnego wytworzonego przez stechiometryczne spalenie weglowodorów, a desorbat odprowadzony z tym gazem obojetnym w dalszej kolejnosci ulega spaleniu po doprowa¬ dzeniu powietrza lub tlenu.Sposób ten moze byc praktycznie zastosowany wtedy, kiedy filtr adsorpcyjny jest nasycony za¬ nieczyszczeniami. Jako material adsorpcyjny wcho¬ dzi w rachube w pierwszym rzedzie wegiel aktyw¬ ny, jak równiez zel krzemionkowy do pochlaniania wilgotnosci a takze zeolity.Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione jest tytulem przykladu na rysunku. Urzadzenie to cha- 15 rakteryzuje sie tym, ze posiada dwie komory spa¬ lania, przy czym pierwsza komora spalania pola¬ czona jest z przewodem odprowadzajacym gazy na strone powietrza czystego filtra adsorpcyjnego poprzez zawór, zas druga komora spalania pola- 20 czona jest z przewodem doprowadzajacym gaz po stronie powietrza zanieczyszczonego filtra adsorp¬ cyjnego poprzez inny zawór oraz, ze przewody: doprowadzajacy i odprowadzajacy gaz moga byc równiez zamykane zaworami. 25 Przy uruchomieniu urzadzenia otwarte sa za¬ wory 21 i 31 znajdujace sie w przewodzie dopro¬ wadzajacym 2 i odprowadzajacym 3 tak, by stru¬ mien czyszczonego powietrza lub gazu mógl plynac przez filtr adsorpcyjny 1, przejmujacy zanieczysz- 30 czenia w postaci gazu lub pary. Zawory 51 wzgled¬ nie 41 znajdujace sie za zaworem 21 wzglednie przed zaworem 31, liczac w kierunku przeplywu strumienia powietrza, sa w tym czasie zamkniete.Po osiagnieciu pewnego zaladowania wzglednie 35 granicy nasycenia materialu adsorpcyjnego mate¬ rialami palnymi, zawory 21 i 31 zostaja zamkniete, a zawory 41 i 51 otwarte. Goracy gaz obojetny, wytworzony w pierwszej komorze spalania 4 przez stechiometryczne spalenie weglowodorów przeply- 40 wa przez otwarty zawór 41 i desorbuje filtr ad¬ sorpcyjny w przeciwpradzie. Nastepnie gaz obo¬ jetny, wzbogacony desorbatem, przeplywa przez za¬ wór 51 do drugiej komory spalania 5. W komorze spalania -5 do mieszanki gazu obojetnego i par de- 45 sor.batu doprowadzone zostaje powietrze lub tlen w takich ilosciach, by desorbat spalil sie calko¬ wicie. Gaz obojetny uzyty jako gaz nosny moze byc wytworzony na przyklad przez spalenie bez nadwyzki powietrza oleju, propanu lub podobnych 50 materialów. Na przyklad dla desorpcji 100 kg za¬ nieczyszczen w postaci pary, zmagazynowanych w okolo 1 m3 wegla aktywnego, otrzymanych z oczy¬ szczenia strumienia powietrza w ilosci okolo 10 000 m3/h z zawartoscia szkodliwego gazu w 55 ilosci okolo 500 mg/m3, potrzeba okolo 400 m8/h gazu obojetnego, schlodzonego w czasie nawilgo¬ cenia do temperatury 500°C.Kiedy filtr adsorpcyjny po zastosowaniu poste¬ powania zgodnego z przedmiotem wynalazku jest 60 znów zdatny do uzytku, zawory 41 i 51 zostaja zamkniete a gaz przeznaczony do oczyszczania do¬ prowadzany jest dó filtra adsorpcyjnego 1 przez otwarcie zaworów 21 i 31.Mozliwosc zastosowania niniejszego wynalazku 65 istnieje we wszystkich dotychczas znanych przy-77 605 5 padkach usuwania palnych, uciazliwych lub szkod¬ liwych zanieczyszczen powietrza lub innych gazów, wystepujacych w postaci par lub gazów. Stezenie uciazliwych lub szkodliwych zanieczyszczen w ga¬ zach nosnych jest bez wiekszego znaczenia, po¬ niewaz nalezy tylko wyznaczyc czas, po uplywie którego filtr winien byc regenerowany. Przy uzy¬ ciu kilku filtrów adsorpcyjnych jest równiez moz¬ liwe, przez przelaczenie strumienia oczyszczanego gazu z filtru nasyconego na filtr zregenerowany, prowadzic równoczesnie adsorpcje zanieczyszczo¬ nego strumienia gazu oraz desorpcje filtra zalado¬ wanego w czasie poprzedniej pracy adsorbowany- mi zanieczyszczeniami. Przez zdalne sterowanie wszystkich zaworów oraz za pomoca ciaglych po¬ miarów stezenia zanieczyszczen oraz ilosci powie¬ trza, urzadzenie bedace przedmiotem wynalazku moze zostac zautomatyzowane. PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oczyszczania strumienia powietrza lub gazu z palnych zanieczyszczen w postaci par lub gazów za pomoca filtrów adsorpcyjnych, znamien¬ ny tym, ze strumien powietrza lub gazu przepusz¬ cza sie przez filtr adsorpcyjny, przy czym filtr adsorpcyjny po osiagnieciu okreslonego zaladowa¬ nia palnymi zanieczyszczeniami desorbuje w prze- ciwpradzie za posrednictwem goracego gazu obo¬ jetnego, wytworzonego przez stechiometryczne spa- 6 lenie weglowodorów, po czym desorbat odprowa¬ dzony z gazem obojetnym spala sie po doprowa¬ dzeniu powietrza lub tlenu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 5 filtr adsorpcyjny zawiera wegiel aktywowany jako material adsorpcyjny.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze filtr adsorpcyjny zawiera zel krzemionkowy jako material adsorpcyjny.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze filtr adsorpcyjny zawiera zeolity jako material ad¬ sorpcyjny.

5. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera dwie komory spalania (4, 5), przy czym komora spalania (4) jest polaczona poprzez zawór (41) z przewodem odpro¬ wadzajacym gaz (3) na strone wylotowa powietrza oczyszczonego, zas komora spalania (5) polaczona jest poprzez zawór (51) z przewodem doprowadza¬ jacym gaz (2) od strony wlotowej powietrza za¬ nieczyszczonego filtra adsorpcyjnego (1), a prze¬ wody doprowadzajacy (2) oraz odprowadzajacy (3) sa zamykane zaworami (21 i 31).

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze komora spalania (4) sluzy do stechiometrycz- nego spalania weglowodorów.

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 4 i 5, znamienne tym, ze w komorze spalania (5) spalany jest desor¬ bat zawarty w gazie obojetnym, po doprowadzeniu powietrza w ilosci wiekszej od potrzebnej do spa¬ lania. 15 20r KI. 24g,6/50 77 605 MKP F23j 5/04 PZG w Pata., zam. 470-75, nakl. 115+20 egz. Cena 10 zl PL PL