RU2064331C1 - Контактный аппарат для селективной каталитической очистки газов от оксидов азота - Google Patents
Контактный аппарат для селективной каталитической очистки газов от оксидов азота Download PDFInfo
- Publication number
- RU2064331C1 RU2064331C1 RU94008976A RU94008976A RU2064331C1 RU 2064331 C1 RU2064331 C1 RU 2064331C1 RU 94008976 A RU94008976 A RU 94008976A RU 94008976 A RU94008976 A RU 94008976A RU 2064331 C1 RU2064331 C1 RU 2064331C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grate
- chamber
- gas
- layer
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химическому машиностроению и может использоваться для очистки газов от оксидов азота, например, на теплоэлектростанциях. Корпус контактного аппарата выполнен прямоугольной формы. Вертикальные перегородки, герметично соединенные с днищем и крышкой, разделяют внутренний объем корпуса по крайней мере на три отдельные камеры. В каждой камере имеется колосниковая решетка со слоем катализатора на ней. Смежные камеры соединены между собой смесительными каналами, выполненными в перегородках. В средней камере по обе стороны решетки имеются по одному горизонтальному газоходу с отвертстиями в стенках, а в крайних камерах - один газоход, установленный в противоположных относительно смесительных каналов концах камер на расстоянии не более одного эквивалентного диаметра от соответствующих перегородок. В зависимости от места расположения штуцеров ввода /вывода газа в крайних камерах помещают слои инертного материала: между колосниковой решеткой и слоем катализатора или поверхность слоя катализатора. 11 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано для изготовления реакторов, предназначенных для селективной очистки газов от оксидов азота.
Известны контактные аппараты для селективной каталитической очистки дымовых газов ТЭС от оксидов азота в тая называемом стационарном режиме. Стационарные режим подразумевает, что очищаемый газ проходит через слои катализатора в постоянном направлении. Такие контактные аппараты могут быть выполнены в горизонтальном или вертикальном вариантах. Катализатор размещается в съемных корзинах. В зависимости от места аппарата в технологической схеме катализатор может работать по "холодной" или "горячей" схемам. По "холодной" схеме аппарат работает в случае, если он установлен после сероочистки газов, а по "горячей" если установлен между экономайзером и воздухоподогревателем котла. Но в обоих случаях для эффективной работы аппарата температура подаваемых в него газов должна поддерживаться в диапазоне 280 380oС. Более низкие входные температуры газа недопустимы, так как в слое катализатора реакция не пойдет с надлежащей скоростью [1]
По наибольшему количеству сходных с предлагаемым изобретением признаков за прототип принят промышленный аппарат РСКВ 500 [2]
Реактор РСКВ 500 состоит из вертикального прямоугольного металлического корпуса с крышкой и днищем. В верхней части корпуса установлен штуцер ввода очищаемого газа в реактор, а в нижней штуцер для отвода очищенного газа. Внутри корпуса установлены направляющие лопатки, распределительная решетка и три колосниковые решетки, на каждой из которых в металлических корзинах размещен слой катализатора. При работе реактора очищаемые газы нагревают до 330 380oС, смешивают с аммиаком и пропускают через слои катализатора в постоянном направлении сверху вниз. Такая конструкция аппарата не дает возможности проводить очистку газа в более экономичном, нестационарном режиме, заключающемся в поочередном пропускании очищаемых газов через слои катализатора в прямом и обратном направлениях [2] что является основной причиной следующих недостатков прототипа:
значительная металлоемкость и, следовательно, стоимость аппарата;
большие теплопотери в окружающую среду через стенки аппарата;
отсутствие перемешивания очищаемых газов между слоями приводит к снижению степени очистки, появлению остаточного аммиака на выходе и образованию аммонийных солей, так как возникшие в первом слое локальные концентрационные или температурные неоднородности не сглаживаются в последующих слоях, достигая выхода реактора;
при работе аппарата по "холодной схеме" очищаемые газы необходимо подогревать до 280 380oС;
подача аммиака в очищаемый газ перед его поступлением в реактор требует сложной автоматической регулировки протекания химической реакции по слоям катализатора: избыток аммиака приводит к выбрасыванию его в атмосферу вместе с очищенными газами, а недостаток к неполной очистке газов.
По наибольшему количеству сходных с предлагаемым изобретением признаков за прототип принят промышленный аппарат РСКВ 500 [2]
Реактор РСКВ 500 состоит из вертикального прямоугольного металлического корпуса с крышкой и днищем. В верхней части корпуса установлен штуцер ввода очищаемого газа в реактор, а в нижней штуцер для отвода очищенного газа. Внутри корпуса установлены направляющие лопатки, распределительная решетка и три колосниковые решетки, на каждой из которых в металлических корзинах размещен слой катализатора. При работе реактора очищаемые газы нагревают до 330 380oС, смешивают с аммиаком и пропускают через слои катализатора в постоянном направлении сверху вниз. Такая конструкция аппарата не дает возможности проводить очистку газа в более экономичном, нестационарном режиме, заключающемся в поочередном пропускании очищаемых газов через слои катализатора в прямом и обратном направлениях [2] что является основной причиной следующих недостатков прототипа:
значительная металлоемкость и, следовательно, стоимость аппарата;
большие теплопотери в окружающую среду через стенки аппарата;
отсутствие перемешивания очищаемых газов между слоями приводит к снижению степени очистки, появлению остаточного аммиака на выходе и образованию аммонийных солей, так как возникшие в первом слое локальные концентрационные или температурные неоднородности не сглаживаются в последующих слоях, достигая выхода реактора;
при работе аппарата по "холодной схеме" очищаемые газы необходимо подогревать до 280 380oС;
подача аммиака в очищаемый газ перед его поступлением в реактор требует сложной автоматической регулировки протекания химической реакции по слоям катализатора: избыток аммиака приводит к выбрасыванию его в атмосферу вместе с очищенными газами, а недостаток к неполной очистке газов.
Техническая задача предлагаемого изобретения снижение металлоемкости и стоимости реактора, уменьшение теплопотерь в окружающую среду, а также значительное технологическое упрощение осуществления процесса очистки газа.
Задача решается следующим образом.
Реактор (фиг 1) состоит из прямоугольного корпуса, крышки и днища, штуцеров для входа и выхода газа. Внутреннее пространство корпуса разделено двумя параллельными, герметично соединенными с днищем и крышкой перегородками 5 на три примыкающие друг к другу камеры: I, II, III прямоугольного сечения. В каждой камере установлена колосниковая решетка 1, на которую помещают слой катализатора 3. В камерах I и III на колосниковую решетку загружают также по одному слою инертного материала, например слой керамических колец Рашига. Причем, имеется два варианта выполнения аппарата, в зависимости о мест входа/выхода газа из аппарата. (фиг. 1 и 2). Так, если названные штуцера установлены в I и III камерах ниже колосниковых решеток, то слои инертного материала располагают на колосниковой решетке под слоем катали" затора. В этом же случае, если названные штуцера расположены в 1 камере над (выше), а в III камере под (ниже) колосниковой решетки, то слои инертного материала располагают в камере I поверх слоя катализатора, а в последней между колосниковой решеткой и слоем катализатора.
Камеры между собой соединены смесительными каналами 4 в перегородках 5. В камерах также установлены газоходы для подвода газа восстановителя (аммиака). В I и III камерах по одному, во II два. Газоходы 7 расположены выше колосниковой решетки и слоя катализатора. Газоход 8 установлен под колосниковой решеткой. Их устанавливают в противоположных относительно смесительных каналов концах камер на расстоянии не более одного эквивалентного диаметра от соответствующих перегородок или стенок.
Газоходы выполнены в виде труб с отверстиями по всей длине в боковых стенках 9, обращенными в сторону смесительных каналов. Толщину стенок и перегородок реактора выбирают из условий механической прочности и устойчивости. Аппарат выполнен из более дешевого по сравнению с металлом кирпича или железобетона и во избежание больших теплопотерь заглублен в землю.
Работа реактора осуществляется следующим образом.
Перед пуском слои катализатора и инертного материала нагревают до 280 - 380oС, продувая горячий воздух через газоходы 7 и 8 (фиг. 1). Затем через штуцер 6 в камеру I подают газ с температурой 60 80oС. Ход газа показан сплошными стрелками. Холодный очищаемый газ,проходя через слой инертной насадки 2 и слой катализатора 3, в камере I нагревается как в регенеративном теплообменнике до температуры, при которой реакции селективного каталитического восстановления протекают с достаточно высокой скоростью при 280 380oС. Затем в газовый поток, содержащий оксиды азота через газоход 7 с отверстиями 9 вводят часть необходимого количества восстановителя аммиака. Газовый поток, содержащий оксиды азота и аммиак,пропускают через смесительные каналы 4 в соседнюю камеру II. При этом обеспечивается его перемешивание. Газовая смесь поступает на катализатор 3, в камере II где протекают реакции восстановления оксидов азота до молекулярного азота и паров воды с выделением тепла. Далее в частично очищенный газовый поток через газоход 8 с отверстиями 9 вводят оставшееся количество восстановителя. Газовую смесь пропускают через смесительные каналы 4 и подают на следующий слой катализатора 3 в камере III, где производится доочистка газов с выделением тепла реакции.
Очищенный газ пропускают через слой инертного материала 2 в камере III, где он отдает тепло, и через штуцер 6 выбрасывают в атмосферу.
Через определенный промежуток времени направление пропускания очищаемого газового потока изменяют на противоположное. Нагрев газа производится в камере III. При пропускании его через слой инертного материала 2 и слой катализатора 3. Реакции восстановления оксидов азота с выделением тепла протекают на слоях катализатора 3 в камере II и в камере I. Очищенный газ' пропускают через слой инертного материала 2 в камере I, где он отдает тепло и сам охлаждается, и выбрасывают в атмосферу через штуцер 6. При этом газ восстановитель (аммиак) подают в газоходы 7 в III и II камеры, а подачу через два других газохода прекращают. По истечении заданного промежутка времени направление подачи холодного газа опять изменяют на противоположное, осуществляя, тем самым, непрерывную работу реактора в так называемом нестационарном режиме [2]
Предлагаемое изобретение имеет следующие сходные с прототипом признаки:
контактный аппарат предназначен для селективной каталитической очистки газов от оксидов азота;
контактный аппарат включает корпус прямоугольной формы, днище и крышку;
контактный аппарат содержит колосниковые решетки со слоями катализатора на них;
у контактного аппарата имеются штуцера для входа очищаемого газа и выхода очищенного газа; и следующие отличительные:
корпус аппарата разделен вертикальными параллельными перегородками на отдельные камеры;
каждая колосниковая решетка расположена в отдельной камере;
соседние камеры соединены между собой смесительными каналами;
в каждой камере содержатся по одному газоходу, расположенному выше колосниковой решетки и слоя катализатора;
в средней камере имеется второй газоход, расположенный под колосниковой решеткой;
газоходы расположены на расстоянии не более эквивалентного диаметра от соответствующих стенок или перегородок реактора;
контактный аппарат выполнен из кирпича или железобетона;
на колосниковых решетках в крайних камерах (кроме слоя катализатора) имеются слои инертного материала.
Предлагаемое изобретение имеет следующие сходные с прототипом признаки:
контактный аппарат предназначен для селективной каталитической очистки газов от оксидов азота;
контактный аппарат включает корпус прямоугольной формы, днище и крышку;
контактный аппарат содержит колосниковые решетки со слоями катализатора на них;
у контактного аппарата имеются штуцера для входа очищаемого газа и выхода очищенного газа; и следующие отличительные:
корпус аппарата разделен вертикальными параллельными перегородками на отдельные камеры;
каждая колосниковая решетка расположена в отдельной камере;
соседние камеры соединены между собой смесительными каналами;
в каждой камере содержатся по одному газоходу, расположенному выше колосниковой решетки и слоя катализатора;
в средней камере имеется второй газоход, расположенный под колосниковой решеткой;
газоходы расположены на расстоянии не более эквивалентного диаметра от соответствующих стенок или перегородок реактора;
контактный аппарат выполнен из кирпича или железобетона;
на колосниковых решетках в крайних камерах (кроме слоя катализатора) имеются слои инертного материала.
Совокупность сходных и отличительных признаков изобретения позволяет создать контактный аппарат для проведения наталитической очистки газов от оксидов азота в более экономичных нестационарных условиях, снизить стоимость, металлоемкость, теплопотери по сравнению с известными аппаратами.
П р и м е р 1. На фиг. 1 показана конструкция реактора, предназначенного для каталитической очистки дымовых газов ТЭС после сероочистки, перерабатывающего 500 тыс. м3/ч газа с температурой 70oС и содержанием оксидов азота приблизительно 0,07 об. Материал реактора - шамотный кирпич, колосниковые решетки и газоходы металлические. Крышки реактора выполнены в виде сводов, по типу крышек мартеновских печей. Вес металла приблизительно 215 тн. Загрузка катализатора в 3 слоях составляет 200 тн, инертной насадки 1000 тн. Время контакта в катализаторе 1,О с, в инертной насадке 5 с. Количество паров аммиачной воды (газа - восстановителя), подаваемого на восстановление катализатора -1500. кг/ч соответственно. Избыточное давление паров газа в газохода 0,3 ати. Суммарное сечение смесительных каналов в каждой перегородке приблизительно 15 м2 при линейной скорости газа в каналах приблизительно 10 м/с. Диаметр отверстий истечения паров восстановителя в газоходах предпочтительно принять 10 12 мм. Расчетное гидравлическое сопротивление реактора 200 мм вод. ст.
П р и м е р 2 (прототип). Осуществить процесс каталитического восстановления оксидов азота в нестационарном режиме невозможно. При этом расход металла реактора составляет 1103 тн.
Claims (12)
1. Контактный аппарат для селективной каталитической очистки газов от оксидов азота, содержащий днище, входной и выходной штуцера, крышку, корпус прямоугольной формы, в котором последовательно установлены колосниковые решетки со слоями катализатора на них, отличающийся тем, что внутренний объем корпуса разделен вертикальными перегородками, герметично соединенными с днищем и крышкой, по крайней мере на три отдельные камеры, в каждую из которых помещена колосниковая решетка, в средней камере по обе стороны колосниковой решетки расположены два горизонтальных газохода с отверстиями в стенках, а в крайних по одному газоходу, причем в вертикальных перегородках выполнены смесительные каналы, соединяющие смежные камеры.
2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в средней камере газоходы установлены на расстоянии не более эквивалентного диаметра этих газоходов: нижний от первой, верхний от второй вертикальных перегородок.
3. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что газоход в последней камере установлен над колосниковой решеткой на расстоянии не более эквивалентного диаметра от стенки корпуса.
4. Аппарат по пп.1 3, отличающийся тем, что входной/выходной штуцер в последней камере расположен под колосниковой решеткой.
5. Аппарат по пп.1 4, отличающийся тем, что в последней камере между колосниковой решеткой и слоем катализатора помещен слой инертного материала.
6. Аппарат по пп.1 5, отличающийся тем, что его корпус, днище, крышка и вертикальные перегородки выполнены из кирпича или бетона.
7. Аппарат по пп.1 6, отличающийся тем, что входной/выходной штуцер в первой камере расположен под колосниковой решеткой.
8. Аппарат по пп.1 7, отличающийся тем, что горизонтальный газоход в первой камере установлен над колосниковой решеткой на расстоянии не более эквивалентного диаметра от стенки корпуса.
9. Аппарат по пп.1 9, отличающийся тем, что в первой камере между слоем катализатора и колосниковой решеткой помещен слой инертного материала.
10. Аппарат по пп. 1 6, отличающийся тем, что входной/выходной штуцер в первой камере расположен над колосниковой решеткой.
11. Аппарат по пп. 1 6 и 10, отличающийся тем, что горизонтальный газоход в первой камере установлен под колосниковой решеткой на расстоянии не более эквивалентного диаметра от стенки корпуса.
12. Аппарат по пп.1 6, 10 и 11, отличающийся тем, что в первой камере над слоем катализатора помещен слой инертного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94008976A RU2064331C1 (ru) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Контактный аппарат для селективной каталитической очистки газов от оксидов азота |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94008976A RU2064331C1 (ru) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Контактный аппарат для селективной каталитической очистки газов от оксидов азота |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94008976A RU94008976A (ru) | 1996-04-27 |
RU2064331C1 true RU2064331C1 (ru) | 1996-07-27 |
Family
ID=20153533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94008976A RU2064331C1 (ru) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Контактный аппарат для селективной каталитической очистки газов от оксидов азота |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2064331C1 (ru) |
-
1994
- 1994-03-16 RU RU94008976A patent/RU2064331C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Очистка дымовых газов тепловых электростанций и промышленных предприятий. Сборник трудов ВНИИАМ.- М.: 1991, с. 16 - 30. 2. Там же с. 12 - 16, рис.9 (прототип). * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94008976A (ru) | 1996-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Matros et al. | Reverse-flow operation in fixed bed catalytic reactors | |
SE459560B (sv) | Anordning av luftfoervaermartyp foer foervaermning av foerbraenningsluft till en foerbraenningsprocess genom vaermeoeverfoering fraan heta, no -haltiga roekgaser | |
JPH0442332B2 (ru) | ||
JPH0268404A (ja) | 燃焼排気ガスから窒素酸化物(NOx)を削減する方法及び装置 | |
KR100414430B1 (ko) | 가스배출물에적용되는회전식열전달장치및가스배출물을연속적으로정화하는방법 | |
WO1998026214A1 (en) | Process and apparatus for gas phase exothermic reactions | |
RU2064331C1 (ru) | Контактный аппарат для селективной каталитической очистки газов от оксидов азота | |
RU2656498C1 (ru) | Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов | |
CN109916185A (zh) | 一种脱硝排烟装置及蓄热式燃烧*** | |
CS268668B2 (en) | Method of nitrogen oxides removal from gas current | |
US7862787B1 (en) | Heat recovery device for a boiler | |
RU215634U1 (ru) | Устройство для очистки дымовых газов | |
SU1213308A1 (ru) | Тепловой агрегат | |
SU1724336A1 (ru) | Аппарат дл очистки отход щих газов от органических примесей | |
RU2792608C1 (ru) | Устройство для нейтрализации токсичных компонентов дымовых газов без введения внешнего реагента | |
EP4390070A1 (en) | Fluid reactor device and method for operating a fluid reactor device | |
EP4390071A1 (en) | Fluid purification device and method for operating a fluid purification device | |
EP4390072A1 (en) | Fluid reactor device, method for operating a fluid reactor device, method for maintaining a fluid reactor device and method for installing a fluid reactor device | |
CN107191956A (zh) | 一种烟气净化*** | |
SU1084537A1 (ru) | Многозонна печь дл сжигани сбросных газов | |
SU1114856A1 (ru) | Способ очистки отход щих газов и устройство дл осуществлени способа | |
SU1259079A1 (ru) | Устройство дл дожигани отбросных газов | |
RU2194570C2 (ru) | Реактор для каталитической очистки газов | |
SU1366196A1 (ru) | Реактор с псевдоожиженным слоем катализатора | |
SU782857A1 (ru) | Аппарат дл каталитической очистки газов |