FI117519B - Palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien kaasujen polttolaitteisto ja menetelmä sen käyttämiseksi - Google Patents

Description

117519

Palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien kaasujen polttolaitteisto ja menetelmä sen käyttämiseksi - Förbränningsanordning för brinnande gasformig sammansättning innehällande gaser samt metoden för dess användning 5 Keksinnön kohteena on palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien kaasujen poltto-laitteisto, jossa on vähintään yksi lämmönsiirto-osa, jossa on ensiöpuoli ja toisio-puoli, jotka ovat muodostuneet ensimmäisestä joukosta virtauskanavia ja toisesta joukosta virtauskanavia, vähintään yksi palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien kaasujen syöttöyhde ja vähintään yksi poltetun kaasun poistoyhde.

10 Erilaisten kaasumaisten yhdisteiden päästöille on jatkuvasti asetettu tiukempia raja-arvoja. Esimerkiksi teollisuuden liuotinpäästöille, eli haihtuville orgaanisille yhdisteille, joita tässä esityksessä kutsutaan lyhenteellä VOC (volatile organic compounds), on EU:ssa äskettäin asetettu uudet, oleelliseti aiempia tiukemmat päästönormit. Direktiivissä 1999/13 on määritelty teollisuusalakohtaisesti sallitut 15 liuotinpitoisuudet prosessien poistokaasuille.

Mainitut VOC-normit on mahdollista saavuttaa monin eri tavoin. On mahdollista esimerkiksi siirtyä käyttämään vesiliukoisia maaleja tai lakkoja, tai prosessin muut- ·!··· tamisella voidaan saavuttaa toivottu tulos. Yleensä nämä vaihtoehdot eivät kuiten- ·*;*; kaan ole mahdollisia, jolloin ratkaisuksi jää liuotinpäästöjen puhdistus prosessien 20 jälkeen. Yleisimmät käytössä olevat puhdistusmenetelmät perustuvat termiseen tai .···. katalyyttiseen polttoon sekä liuotinten konsentrointiin. Myös biologisia puhdistus- ♦ · 1« menetelmiä on kehitetty.

• · ·· ·

Liuotinpäästöjen jälkikäsittelyssä on monia ongelmia. Liuotinpäästöt saattavat si-sältää myrkyllisiä yhdisteitä, tai niitä voi syntyä jälkikäsittelyn aikana. Päästöt saat-25 tavat myös sisältää erilaisia kiintoaineita, jotka on poistettava suodattamalla. Usein • · · ./ suurin ongelma on kuitenkin liuotinpäästöjen alhainen liuotinpitoisuus, jolloin esi- * :,,7 merkiksi poltossa syntyvä energia ei riitä ylläpitämään palamista, vaan tarvitaan li- *·;** säenergiaa nostamaan kaasu palamislämpötilaan. Palamislämpötila on termisessä : poltossa tyypillisesti 800-900 °C ja katalyyttisessä poltossa tyypillisesti 300-400 °C.

30 Lisäenergian käyttö on kuitenkin kallista, joten sen säästämiseksi on otettu käyttöön m rekuperatiivisia ja regeneratiivisia lämmönvaihtimia. Niiden avulla saadaan siirrettyä energiaa poistokaasusta polttoon tulevien liuotinpäästöjen lämmitykseen. Re-kuperatiivisissa vastavirtalämmönvaihtimissa on mahdollista saavuttaa noin 80 %:n 117519 2 hyötysuhde. Regeneratiivisissa, lämmön varaamiseen perustuvissa lämmönvaihti-missa voidaan saavuttaa jopa yli 90 %:n hyötysuhde.

Katalyyttinen poltto on yleistymässä alhaisemman lisäenergian tarpeen takia. Toinen katalyyttisen polton merkittävä etu on se, että alhaisessa lämpötilassa tapahtuvassa 5 poltossa syntyy hyvin vähän tai ei lainkaan typen oksideja (joista käytetään tässä esityksessä yleismerkintää NOX), sekä myrkkyjä, kuten dioksiineja.

Tunnettua tekniikkaa katalyyttisen polton alalla edustaa esimerkiksi Haldon Topsoe A/S:n ilmaan sekoitettujen liuottimien katalyyttinen poltto, jossa poltettava kaasu syötetään lämmönvaihtimeen, jossa se esilämpenee. Esilämmitetty kaasu syötetään 10 erilliseen polttimeen, josta poltettu kaasu johdetaan reaktoriin, jossa kaasu kulkeutuu kiinteän, raemuodossa olevasta katalyytistä muodostetun pedin läpi. Poltettu ja puhdistettu kaasu johdetaan sitten lämmönvaihtimeen, jossa se esilämmittää sisään-syötettävän kaasun, ja puhdas kaasu johdetaan pakokaasuna ulkoilmaan. ϊ

Toinen tunnetun tekniikan mukainen katalyyttinen polttolaitos on esimerkiksi M&W 15 Industries Inc.-yhtiön valmistama looppimainen katalyyttinen hapetuslaitteisto. Siinä poltettava kaasu esilämmitetään samoin kuin edellä kuvatussa laitteistossa. Kaasu poltetaan seuraavassa vaiheessa, jonka jälkeen poltettu kaasu johdetaan katalyytti-!*V pedin läpi pakokaasuna ulkoilmaan. Nämä laitteistot ovat kuitenkin varsin tilaa vie- '·"* via, ja niissä on useita erillisiä osia.

• « • · · • * · 20 Nykyisessä tekniikassa yleisesti käytetyissä raekatalysaattoreita käyttävissä poltto- • · t...# laitteistoissa katalyyttien ominaispinta-ala on varsin alhainen. Katalyytteinä käyte- • « tään yleensä perusmetallien oksideja, jotka ovat herkkiä joillekin aineille, joita kut- • · *···* sutaan katalyyttimyrkyiksi. Tällaiset aineet siis tuhoavat katalyytin aktiivisuuden.

Mainittujen raekatalysaattoreiden käyttöikä on tyypillisesti muutamia vuosia.

* » · • · · • # · .*··. 25 Toisaalta taas tunnetaan erilaisia regeneratiivisia lämmönvaihtimia eli laitteistoja, • · 9 ,.· joissa on kaksi lämmönvaihdinta vierekkäin, joista toinen varaa lämpöä ja toinen * « '· “ luovuttaa sitä. Kaasun virtaussuuntaa säännöllisesti vaihtamalla saadaan lämpö tai- !...* hoitua. Laitteistojen ongelmana on tietenkin tarvittavat kaksi lämmönvaihdinta/-va- • raajaa ja se, että virtaussuuntaa vaihdettaessa pääsee aina pieni määrä käsittelemä- * * * * 30 töntä liuotinjätteitä sisältävää kaasua poistoilmaan. Tämä taas huonontaa puhdistuk- M » sen hyötysuhdetta jopa prosentin, mikä taas vaikeuttaa tiukimpien uusien normien saavuttamista.

Keksinnön tavoitteena onkin saada aikaan polttolaitteisto, jolla on mahdollista saavuttaa vaaditut tiukimmat päästönormit siten, että laitteistolla on hyvä hyötysuhde ja 117519 3 että lisäenergian tarve on minimoitu. Lisäksi keksinnön tavoitteena on saada aikaan polttolaitteisto, joka on mahdollisimman pieni, kevyt ja yksinkertainen rakenteeltaan sekä helposti siirrettävissä ja käytettävissä.

, Nämä tavoitteet on nyt saavutettu siten kuin on esitetty oheisissa patenttivaatimuk-5 sissa.

Keksinnön kohteena on palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien kaasujen poltto-laitteisto, jossa on vähintään yksi lämmönsiirto-osa, jossa on ensiöpuoli ja toisio-puoli, jotka ovat muodostuneet ensimmäisestä joukosta virtauskanavia ja toisesta joukosta virtauskanavia, vähintään yksi palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien 10 kaasujen syöttöyhde ja vähintään yksi poltetun kaasun poistoyhde. Keksinnön mukaiselle polttolaitteistolle on tunnusomaista se, että - sama kaasu virtaa lämmönsiirto-osan ensiö-ja toisiopuolella, - lämmönsiirto-osan vähintään ensimmäisen virtauskanavien joukon ne pinnat, jotka tulevat kosketuksiin virtaavan kaasun kanssa, ovat vähintään osalta pinta- 15 alastaan katalyyttisesti aktiivisia, joissa katalyyttisesti aktiivisissa pinnoissa palavat kaasumaiset yhdisteet palavat, ja - ensimmäisessä virtauskanavajoukossa palamisesta syntynyt lämpö siirtyy läm-mönsiirto-osan toisessa virtauskanavajoukossa virtaavaan kaasuun.

* · • · · * · * * Kuten alan ammattimiehelle on selvää, lämmönsiirto-osan ensiö- ja toisiopuolilla \v 20 tarkoitetaan lämmönsiirto-osan eri puolia, joista esimerkiksi ensiöpuolella kaasu ja/tai neste virtaa ensimmäiseen suuntaan ja toisiopuolella sama tai eri kaasu ja/tai neste virtaa toiseen suuntaan, joka on vastakkainen kuin ensimmäinen suunta. Kaasu ja/tai neste voi luonnollisesti virrata ensiöpuolelta toisiopuolelle tai toisinpäin.

*·· , Palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävät kaasut siis syötetään laitteistoon vähintään f · · **··’ 25 yhden syöttöyhteen kautta ja tullessaan kosketuksiin katalyyttisesti aktiivisen pinnan kanssa ne palavat liekittömästi. Näin lämmönsiirto-osan virtauskanavissa viilaavista ·'·„ kaasuista kuumemmat luovuttavat lämpöään kylmeminille kaasuille, jotka virtaavat .*··, siis vastakkaiseen suuntaan.

• · • · v jti': On selvää, että ensiö- ja toisiopuolella virtaava kaasu on lähtöisin samasta lähteestä, ;***: 30 vaikkakaan sen koostumus palavien kaasumaisten yhdisteiden osalta ei ole täysin M* sama koko laitteistossa. Ennen katalyyttisesti aktiivista pintaa kaasu sisältää palavia yhdisteitä, kun taas sen jälkeen näitä yhdisteitä ei enää kaasussa ole tai niitä on hyvin pieniä, ympäristölle vaarattomia määriä.

4 117519

Alan ammattimiehelle on selvää, että laitteiston käynnistysvaiheessa poltettava kaa-suseos esilämmitetään tarvittavaan lämpötilaan lisäenergian avulla. Lisäenergian lähteenä voidaan käyttää mitä tahansa sinänsä tunnettua energialähdettä, kuten esimerkiksi sähkövastusta tai poltinta.

5 Keksinnön mukainen polttolaitteisto on siis hyvin yksinkertainen rakenteeltaan, siinä on vähän liikuteltavia osia kuten venttiileitä, joten sen säätäminen ja käyttäminen on helppoa. Se on myös edullinen huollettava ja siitä on mahdollista rakentaa hyvin pienikokoinen ja helposti siirrettävä. Edelleen keksinnön mukaisella polttolaitteis-tolla on mahdollista saavuttaa hyvin korkea hyötysuhde, jopa lähelle 100 %. Samoin 10 lisäenergian tarve on rajattu laitoksen käynnistämisvaiheeseen, kun hiilivetypitoi-suus kaasussa ylittää tietyn rajan, esimerkiksi noin 0,7 g/pm^.

Keksinnön mukaisen laitteiston poistoyhteeseen on mahdollista lisätä poistuvan kaasun analysaattori, jolla varmistetaan, että ulkoilmaan ei pääse liian suuria määriä haitallisia liuottimia, ja jolla analysaattorilla on mahdollista seurata laitteiston toi-15 mintaa. Analysaattorin jälkeen on mahdollista järjestää myös kanava, jota kautta epätäydellisesti puhdistetut kaasut palautetaan polttoon.

, . Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan mainittu ensimmäisen virtauskanavien • * % *·'·] joukko on lämmönsiirto-osan ensiöpuolen virtauskanavien joukko. Keksinnön erään »tlkf toisen suoritusmuodon mukaan mainittu ensimmäisen virtauskanavien joukko on v.: 20 lämmönsiirto-osan toisiopuolen virtauskanavien joukko.

* ♦ .···, Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan lämmönsiirto-osan ensimmäisen • · virtauskanavien joukon virtaavan kaasun kanssa kosketuksiin tuleva pinta on vähin- * * tään osalta pinta-alastaan katalyyttisesti aktiivinen ja lämmönsiirto-osan toisen vir-. tauskanavien joukon virtaavan kaasun kanssa kosketuksiin tuleva pinta on vähintään • f * ;;·* 25 osalta pinta-alastaan katalyyttisesti aktiivinen. Edullisesti virtauskanavien pinnat ovat katalyyttisesti aktiivisia siten, että alueella, jossa ensimmäiset pinnat ovat aktii- ·*·,. visia, näiden toisella puolella olevat toiset pinnat eivät ole aktiivisia ja päinvastoin.

• * · • · *·;·* Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan virtauskanavien joukon virtaavan kaasun ;p:*: kanssa kosketuksiin tuleva pinta on 10-100 %, edullisesti 25-100 %, pinta-alastaan i*"· 30 katalyyttisesti aktiivinen. On myös selvää, että virtauskanavat voivat olla keskenään ··· eri osalta pinta-alastaan katalyyttisesti aktiivisia.

Keksinnön mukaisessa polttolaitteistossa on mahdollista käyttää mitä tahansa alan ammattimiehen sinänsä tuntemaa katalyyttiä, joka pystyy liekittömästi polttamaan halutut kaasut. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan katalyyttisesti aktiivisessa 117519 5 pinnassa on jalometallikatalyyttiä ja/tai katalyyttisesti aktiivista metallin oksidia.

Tällöin jalometallikatalyytti voidaan esimerkiksi valita joukosta, jossa on metallinen platina, metallinen palladium, palladiumin oksidi, metallinen kulta sekä edellä mainittujen seokset. Katalyyttisesti aktiivinen metallin oksidi voi olla esimerkiksi rauta-, 5 cerium-, zirkonium-, nikkeli-, koboltti-, kupari-, kromi-, volframi- tai vanadium-oksidi.

Katalyyttisesti aktiivinen pinta on saatu aikaan jollakin alan ammattimiehen sinänsä tuntemalla tavalla, kuten kastamalla tai ruiskutuksella, esimerkiksi plasmaruiskutuk-sella. Katalyyttien seassa voidaan käyttää myös erilaisia tuki- tai sideaineita, ja esi-10 merkiksi jalometallikatalyyttejä käytettäessä jalometallia on pinnassa tyypillisesti noin 1-3 %. Katalyyteillä on usein suuret tai hyvin suuret ominaispinta-alat sekä mikrohuokospinta-alat, jotka ovat lisäksi jopa kymmenen kertaa suuremmat kuin perinteisissä raekatalysaattoreissa käytettävillä katalyyteillä. Suuri ominaispinta-ala parantaa katalyytin tehokkuutta ja lisää sen käyttöikää.

15 Käytetyt katalyytit ovat edelleen tyypillisesti hyvin erilaisten myrkkyjen, kuten rikin, kloorin tai fosforin, kestäviä, ja niiden käyttöikä on hyvin pitkä, jopa yli kymmenen vuotta. Keksinnön mukainen polttolaitteisto on siis huomattavasti kestävämpi ja pit- 4 käikäisempi kuin tunnetun tekniikan mukaiset laitteistot. Keksinnön mukaisia lait-teistoja ei yleensä regeneroida, vaan lämmönsiirto-osa vaihdetaan kokonaan. Tarvit- • · . 20 taessa pinnan aktiivisuus on kuitenkin palautettavissa happo/emäs-pesuliuoksen '**, avulla.

·**·· • · / i; :***: Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan lämmönsiirto-osia on kaksi tai • · ♦ :***: useampia. Tällöin edullisesti vain toisessa (tai osassa) lämmönsiirto-osassa on ka- • · · talyyttisesti aktiivisia pintoja. Keksinnön mukaisessa laitteistossa on mahdollista ; . ,*. 25 käyttää myös yhtä lämmönsiirto-osaa, joka on jaettu kahteen tai useampaan vaihee- seen, jotka ovat keskenään erilaisia.

• * • * · « Tämän suoritusmuodon mukaisessa polttolaitteistossa syötetään palavaa kaasumais- • .···, ta yhdistettä sisältävä kaasu edullisesti ensimmäiseen lämmönsiirto-osaan, jolloin t**t' toisen lämmönsiirto-osan ensimmäisen virtauskanavien joukon virtaavan kaasun ί·ϊ t 30 kanssa kosketuksiin tuleva pinta on vähintään osalta pinta-alastaan katalyyttisesti aktiivinen.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan lämmönsiirto-osa tai lämmönsiirto-osat ovat levylämmönvaihtimia. On selvää, että myös muunlaisia lämmönsiirto-osia on mahdollista käyttää ja että mikäli laitteistossa on kaksi tai useampia lämmönsiirto- 117519 6 osia, niin nämä osat voivat olla keskenään erilaisia. Lämmönsiirto-osat on edullisesti valmistettu metallista tai keraamisesta materiaalista, edullisimmin ruostumattomasta teräksestä.

Keksinnön mukaisesti palavaa kaasumaista yhdistettä sisältäviin kaasuihin on mah-5 dollista sekoittaa myös hapettavaa kaasua ennen niiden syöttämistä polttolaitteis-toon, mikäli kaasujen koostumus on sellainen, että ne eivät sellaisenaan pala niin, että haluttu puhdistustulos saavutetaan. Tällainen tilanne olisi esimerkiksi sellainen häiriö tuotannossa, josta syntyisi laitteistoon syötettävään kaasuun ns. liuotinpiikki. Laitteistoon on mahdollista liittää palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien kaasu-10 jen syöttöyhteen yhteyteen esimerkiksi on-line-mittari, joka mittaa syötettävän kaasun liuotin-tms. pitoisuuksia.

Keksinnön mukaisella laitteistolla on luonnollisesti mahdollista polttaa ja puhdistaa mitä tahansa palavaa kaasumaista ja/tai nestemäistä yhdistettä. Edullisesti palavat kaasumaiset yhdisteet ovat haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (VOC). Keksinnön mu-15 kaisella laitteistolla on mahdollista polttaa ja puhdistaa autotermisesti esimerkiksi kaasuseoksia, joissa on 1 g liuottimia / m3. Tällaisessa poltossa kaasuseoksen lämpötila nousee palaessaan noin 30 °C.

• · · * · ] Keksinnön mukaista laitteistoa on mahdollista käyttää kaikissa teollisuuden proses- ,* seissa, joissa syntyy laitteistolla poltettavissa ja puhdistettavissa olevia jäämiöskaa- · * ·’·[ 20 suja. Laitteistoa on mahdollista käyttää myös esimerkiksi maanpuhdistukseen van- hoilla polttoaineasemilla tai vastaavilla.

··· : : • •t .··*, Keksintöä on selostettu tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joista ···*..

kuva 1 esittää keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaista polttolaitteis-: :*: toa 25 kuva 2 esittää keksinnön toisen suoritusmuodon mukaista polttolaitteistoa, kuva 3 esittää keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukaista polttolaitteistoa, • ·· kuva 4 esittää keksinnön neljännen suoritusmuodon mukaista polttolaitteistoa, ja *;·* kuva 5 esittää keksinnön viidennen suoritusmuodon mukaista polttolaitteistoa.

• t * * · • * * /··[ Kuvassa 1 on esitetty keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukainen polttolait- • » 30 teisto. Kuvassa on esitetty palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien kaasujen syöt-töyhde 1, lämmönsiirto-osa 2, joka on levylämmönsiirrin, lämmönsiirto-osan 2 ensimmäiset virtauskanavat 3 ja toiset virtauskanavat 4, poltetun kaasun poistoyhde 5 ja poltettavan kaasun esilämmitykseen laitteiston käynnistysvaiheessa käytettävä esi-lämmitin 6, joka on tässä sähkövastus. Lisäksi kuvassa on esitetty lämmönsiirto- 7 · 117519 osan 2 toisten virtauskanavien 4 katalyyttisesti aktiivinen pinta 7 sekä virtaava kaasu 8. Toisten virtauskanavien pinnasta noin 30% on katalyyttisesti aktiivista. Katalyyttisesti aktiivinen pinta on tässä ja muissa kuvissa esitetty ristikkäisviivoituksella.

Palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävää kaasua 8 syötetään polttolaitteistoon syöt-5 töyhteen 1 kautta. Kaasu 8 virtaa levylämmönvaihtimen ensimmäisissä virtaus-kanavissa 3. Ensimmäisten virtauskanavien 3 ja toisten virtauskanavien 4 yhtymäkohdassa on sähkövastus 6, jolla kaasu 8 esilämmitetään laitteiston käynnistysvaiheessa. Tämän jälkeen kaasu 8 johdetaan toisiin virtauskanaviin 4, joiden pinta-alasta noin 30 % on katalyyttisesti aktiivista, ja katalyyttisesti aktiivinen pinta sijait-10 see levyjen alaosissa syöttöyhteen 1 suhteen. Tässä katalyyttisessä pinnassa palavat yhdisteet palavat liekittömästi. Toisten virtauskanavien 4 yläosissa kuuman kaasun 8 sisältämä lämpö siirtyy ensimmäisissä virtauskanavissa virtaavaan kylmempään kaasuun 8, jolloin sähkövastusta 6 ei enää tarvita esilämmitykseen. Poltettu kaasu 8 johdetaan tämän jälkeen poistoyhteen 5 kautta ulkoilmaan.

15 Esitetty lämmönsiirto-osa on levylämmönsiirrin, jossa on esimerkiksi noin 100 levyä, joiden paksuus on noin 1,5-1,5 mm ja joiden väliset etäisyydet ovat 1-3 mm. Sisääntulevan kaasun lämpötila voi olla jopa 300 °C ja lämpötilan muutos laitteis- :*;*· tossa voi olla jopa 200 °C. Tyypillisesti sisääntulevan kaasun lämpötila vaihtelee | • · ... ϊ huoneenlämpötilan ja 300 °C:n välillä.

• · • · · **.* 20 Kuvassa 2 on esitetty keksinnön toisen suoritusmuodon mukainen polttolaitteisto.

Tämän suoritusmuodon mukaisessa laitteistossa on kaksi lämmönsiirto-osaa 9 ja 10,

• M

:,..J jotka ovat tässä levylämmönsiirtimiä. Palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävä kaasu s***s 8 syötetään laitteistoon syöttöyhteen 1 kautta, josta kaasu 8 virtaa ensimmäisen le- vylämmönsiirtimen 9 ensimmäisissä virtauskanavissa 11. Ensimmäisessä levyläm- • 25 mönsiirtimessä 9 kaasun 8 lämpötila on tyypillisesti noin huoneenlämpötilasta noin • · · .···. 300 °C:seen. Tämän jälkeen kaasu 8 siirtyy toisen levylämmönsiirtimen 10 ensim- >*·* maisiin virtauskanaviin 12, jotka ovat tässä sovellutusmuodossa koko pinta-alaltaan : ** katalyyttisesti aktiivisia. Palanut kaasu 8 virtaa tämän jälkeen toisen levylämmön- ··· siirtimen 10 toisiin virtauskanaviin 13 ja niistä ensimmäisen levylämmönsiirtimen 9 : .*. 30 toisiin virtauskanaviin 14, joissa se esilämmittää sisään syötettävän kaasun 8. Lo- • · ψ · .···. puksi poltettu kaasu 8 johdetaan laitteistosta ulos. Kaasun 8 lämpötila toisessa le- • · vylämmönsiirtimessä 10 on tyypillisesti noin 300-500 °C, kuitenkin edullisesti alle ;. 600 °C.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan se lämmönsiirto-osa, jossa on 35 katalyyttisesti aktiiviset pinnat, on noin 1/3 yhteenlasketuista lämmönsiirto-osista.

: 8 117519

Alan ammattimiehelle on selvää, että kuvissa esitetyt esilämmittimen 6 paikat ovat vapaasti valittavissa parhaan mahdollisen puhdistustuloksen saamiseksi.

Kuvassa 3 on esitetty keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukainen polttolait-teisto. Laitteisto on muuten rakenteeltaan samanlainen kuin kuvassa 2 esitetty, paitsi 5 katalyyttisesti aktiivisen pinnan sijoittelun suhteen. Kolmannessa suoritusmuodossa katalyyttisestä aktiivinen pinta on muodostunut noin 40 %:sta toisen levylämmön-siirtimen 10 ensimmäisten virtauskanavien 12 yläosia, kaasun 8 syöttöyhteen 1 suhteen.

Kuvassa 4 on esitetty keksinnön neljännen suoritusmuodon mukainen polttolait-10 teisto. Laitteisto on muuten rakenteeltaan samanlainen kuin kuvassa 2 esitetty, paitsi katalyyttisesti aktiivisen pinnan sijoittelun suhteen. Neljännessä suoritusmuodossa toisen levylämmönsiirtimen 10 toiset virtauskanavat 13 ovat kokonaisuudessaan katalyyttisesti aktiivisia.

Kuvassa 5 on esitetty keksinnön viidennen suoritusmuodon mukainen polttolaitteis-15 to. Laitteisto on muuten rakenteeltaan samanlainen kuin kuvassa 2 esitetty, paitsi katalyyttisesti aktiivisen pinnan sijoittelun suhteen. Esitetyssä viidennessä suoritusmuodossa toisen levylämmönsiirtimen 10 ensimmäiset virtauskanavat 12 ovat katalyyttisesti aktiivisia noin 60 % pinta-alastaan virtauskanavien yläosista katsottuna ja toiset virtauskanavat 13 ovat katalyyttisesti aktiivisia noin 40 % pinta-alastaan vir-20 tauskanavien alaosista katsottuna.

*.*. Alan ammattimiehelle on selvää, että kuvissa esitetyt sovellutusmuodot ovat esi- • * merkkejä keksinnön mukaisesta polttolaitteistosta eivätkä ne näin ollen rajoita kek- . . sintöä.

» · * * · · • ··** • · ' • * * • · • * ···:' ··* * • · ···.

• · · • · * · • * · **··' • * * * * * • **·· • · * • * • · * φ · • · « * · ··-• * · • * * ···*·'.

# ·

Claims (13)

117519 9

1. Palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien kaasujen polttolaitteisto, jossa on vähintään yksi lämmönsiirto-osa (2, 9, 10), jossa on ensiöpuoli ja toisiopuoli, jotka ovat muodostuneet ensimmäisestä joukosta virtauskanavia (3, 11, 12) ja toisesta 5 joukosta virtauskanavia (4, 13, 14), vähintään yksi palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien kaasujen (8) syöttöyhde (1) ja vähintään yksi poltetun kaasun poistoyhde (5), tunnettu siitä, että - sama kaasu (8) virtaa lämmönsiirto-osan (2,9, 10) ensiö- ja toisiopuolella, - kaasu (8) virtaa ensiöpuolen virtauskanavista (3, 11, 12) toisiopuolen virtaus-10 kanaviin (4, 13, 14) tai päinvastoin, - lämmönsiirto-osan (2, 9, 10) vähintään ensimmäisen virtauskanavien joukon (3, 11, 12) ne pinnat, jotka tulevat kosketuksiin virtaavan kaasun (8) kanssa, ovat X vähintään osalta pinta-alastaan katalyyttisesti aktiivisia, joissa katalyyttisesti aktiivisissa pinnoissa palavat kaasumaiset yhdisteet palavat, ja 15 - ensimmäisessä virtauskanavajoukossa (3, 11, 12) palamisesta syntynyt lämpö siirtyy lämmönsiirto-osan (2, 9, 10) toisessa virtauskanavajoukossa (4, 13, 14) virtaavaan kaasuun (8).

2. Förbränningsapparatur enligt patentkrav 1, kännetecknad av att nämnda för-15 sta mängd strömningskanaler (3, 11, 12) är mängden strömningskanaler pä värmeväxlingsdelens (2, 9, 10) primarsida.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttolaitteisto, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen virtauskanavien joukko (3, 11, 12) on lämmönsiirto-osan (2, 9, 10) en- 20 siöpuolen virtauskanavien joukko. • ·

3. Förbränningsapparatur enligt patentkrav 1, kännetecknad av att nämnda första mängd strömningskanaler (3, 11, 12) är mängden strömningskanaler pä värmeväxlingsdelens (2,9,10) sekundärsida. • · · * · * • · 20 4. Förbränningsapparatur enligt patentkrav 1, kännetecknad av att den yta som kommer i kontakt med den gas (8) som strömmar i värmeväxlingsdelens (2, 9, 10) första mängd strömningskanaler (3, 11, 12) ätminstone tili en del av sin yta är kata-lytiskt aktiv och att den yta som kommer i kontakt med den gas (8) som strömmar i • a IV.' värmeväxlingsdelens (2, 9, 10) andra mängd strömningskanaler (4, 13, 14) ätmins- *·*·* 25 tone tili en del av sin yta är katalytiskt aktiv. r 5. Förbränningsapparatur enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknad av att den yta som kommer i kontakt med den gas (8) som strömmar i mängden ström- y. ningskanaler (3,4, 11, 12, 13, 14) tili 10-100 % av sin yta är katalytiskt aktiv. • · · •

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttolaitteisto, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen virtauskanavien joukko (3,11, 12) on lämmönsiirto-osan (2, 9, 10) toi- • · siopuolen virtauskanavien joukko. • · * · · +

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttolaitteisto, tunnettu siitä, että lämmön-25 siirto-osan (2, 9, 10) ensimmäisen virtauskanavien joukon (3, 11, 12) virtaavan kaa- ··· sun (8) kanssa kosketuksiin tuleva pinta on vähintään osalta pinta-alastaan katalyyt- :***. tisesti aktiivinen ja että lämmönsiirto-osan (2, 9, 10) toisen virtauskanavien joukon * · · (4, 13, 14) virtaavan kaasun (8) kanssa kosketuksiin tuleva pinta on vähintään osalta • · * pinta-alastaan katalyyttisesti aktiivinen. * * i « • * ·

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen polttolaitteisto, tunnettu siitä, että ... virtauskanavien joukon (3, 4, 11, 12, 13, 14) virtaavan kaasun (8) kanssa kosketuk- • · *·*·* siin tuleva pinta on 10-100 % pinta-alastaan katalyyttisesti aktiivinen. 117519 ίο

6. Förbränningsapparatur enligt patentkrav 5, kännetecknad av att den yta som 30 kommer i kontakt med den gas (8) som strömmar i mängden strömningskanaler (3, 4. 11, 12, 13, 14) tili 25-100 % av sin yta är katalytiskt aktiv. • · ·*·

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen polttolaitteisto, tunnettu siitä, että virtaus-kanavien joukon (3, 4, 11, 12, 13, 14) virtaavan kaasun (8) kanssa kosketuksiin tuleva pinta on 25-100 % pinta-alastaan katalyyttisesti aktiivinen.

7. Förbränningsapparatur enligt nägot av patentkraven 1-6, kännetecknad av att den katalytiskt aktiva ytan uppvisar ädelmetallkatalyt och/eller katalytiskt aktiv me-talloxid. 117519 12

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen polttolaitteisto, tunnettu siitä, että 5 katalyyttisesti aktiivisessa pinnassa on jalometallikatalyyttiä ja/tai katalyyttisesti aktiivista metallin oksidia.

8. Förbränningsapparatur enligt patentkrav 7, kännetecknad av att ädelmetall-katalyten har valts bland en mängd omfattande metallisk platina, metalliskt palladium, palladiumoxid, metalliskt guld samt blandningar av de ovan nämnda.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen polttolaitteisto, tunnettu siitä, että jalometal-likatalyytti on valittu joukosta, jossa on metallinen platina, metallinen palladium, palladiumin oksidi, metallinen kulta sekä edellä mainittujen seokset.

9. Förbränningsapparatur enligt nägot av patentkraven 1-8, kännetecknad av att 5 det uppvisar tvä eller flera värmeväxlingsdelar (2, 9, 10).

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen polttolaitteisto, tunnettu siitä, että lämmönsiirto-osia (2,9,10) on kaksi tai useampia.

10. Förbränningsapparatur enligt patentkrav 9, kännetecknad av att den gas (8) som innehäller en brinnande gasformad förening mätäs tili den första värmeväx-lingsdelen (2, 9, 10) och att den yta som kommer i kontakt med den gas (8) som strömmar i den första mängden strömningskanaler (3, 11, 12) i den andra värmeväx- 10 lingsdelen (2, 9, 10) ätminstone tili en del av sin yta är katalytiskt aktiv.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen polttolaitteisto, tunnettu siitä, että palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävä kaasu (8) syötetään ensimmäiseen lämmönsiirto- i osaan (2, 9, 10) ja että toisen lämmönsiirto-osan (2, 9, 10) ensimmäisen virtaus-15 kanavien joukon (3, 11,12) virtaavan kaasun (8) kanssa kosketuksiin tuleva pinta on vähintään osalta pinta-alastaan katalyyttisesti aktiivinen.

11. Förbränningsapparatur enligt nägot av patentkraven 1-10, kännetecknad av att värmeväxlingsdelen/värmeväxlingsdelarna (2, 9, 10) är plattvärmeväxlare.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen polttolaitteisto, tunnettu siitä, et- *·*·* tä lämmönsiirto-osa(t) (2, 9, 10) on levylämmönsiirrin. ·····. ·

12. Metod för att använda förbränningsapparatur enligt nägot av patentkraven 1-11, kännetecknad av att tili de gaser (8) som innehäller en gasformad förening 15 blandas en oxiderande gas innan gaserna mätäs tili förbränningsapparaturen.

12. Menetelmä patenttivaatimusten 1-11 mukaisen polttolaitteiston käyttämiseksi, • # 20 tunnettu siitä, että palavaa kaasumaista yhdistettä sisältäviin kaasuihin (8) sekoite- ,···, taan hapettavaa kaasua ennen niiden syöttämistä polttolaitteistoon. • « * * * * · · ·...· 13. Menetelmä patenttivaatimusten 1-12 mukaisen polttolaitteiston käyttämiseksi, tunnettu siitä, että palavat kaasumaiset yhdisteet ovat haihtuvia orgaanisia yhdistei- ·:· tä(VOC). ♦ ··· • · * 25 • · · • * · .*·*. Patentkrav • # • · * *:**: 1. Förbränningsapparatur för gaser som innehäller en brinnande gasformad fore- r ning, vilken apparatur uppvisar ätminstone en värmeväxlingsdel (2, 9, 10) med en • * · primärsida och en sekundärsida, vilka har bildas av en första mängd strömnings-30 kanaler (3, 11, 12) och en andra mängd strömningskanaler (4, 13, 14), ätminstone en matningsförbindning (1) för gaser (8) som innehäller den brinnande gasformade fö- 117519 π reningen, och ätminstone en avlägsningsförbindning (5) för den förbrända gasen, kännetecknad av att samma gas (8) strömmar pä värmeväxlingsdelens (2, 9, 10) primär- och sekun-därsida, 5. gasen (8) strömmar frän strömningskanalema (3, 11, 12) pä primärsidan tili strömningskanalerna (4, 13, 14) pä sekundärsidan eller tvärtom, de ytor vid ätminstone den första mängden strömningskanaler (3, 11, 12) vid värmeväxlingsdelen (2, 9, 10), vilka kommer i kontakt med den strömmande gasen (8), är ätminstone tili en del av sin yta katalytiskt aktiva, vid vilka katalytiskt > 10 aktiva ytor de brinnande gasformade föreningarna brinner, och den värme som uppstär vid förbränningen i den första mängden strömningskanaler (3, 11, 12) överförs tili den gas (8) som strömmar i den andra mängden strömningskanaler (4, 13, 14) av värmeväxlingsdelen (2, 9, 10).

13. Metod för att använda förbränningsapparatur enligt nägot av patentkraven 1-12, kännetecknad av att de brinnande gasformade föreningarna är flyktiga orga- *·*·* niska föreningar (VOC). ····· • e··· ···..·· • · · * * ···· • · • · · ;s · • · * *·· • · • ♦ * * * . ··· ··»· * * * • · * · * · · * ··· * * · • · ♦ • * · • · • · ··· • * ·*··· • · ··· . • · *··