PL154893B1

PL154893B1 - Method of catalitically burning chemical compounds in particular organic ones

Info

Publication number: PL154893B1
Application number: PL27140588A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Wojciechowski
Original assignee: Polska Akademia Nauk Instytut
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1991-09-30
Also published as: PL271405A1; DD279185A5

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA REPUBLIC POLAND OPIS PATENTOWY PATENT DESCRIPTION 154 893 154 893 Patent dodatkowy do patentu nr-- Additional patent to patent No.-- ^Int· ^CI·⁵ B01D 53/36 ^Int · ^CI · ⁵ B01D 53/36 W IN Zgłoszono: 88 03 24 (P. 271405) Pierwszeństwo —--- Reported: 88 03 24 (P. 271405) Precedence —--- URZĄD PATENTOWY OFFICE PATENT Zgłoszenie ogłoszono: 89 10 02 Application announced: 89 10 02 RP RP Opis patentowy opublikowano: 1992 02 28 Patent description published: 1992 02 28

Twórca wynalazku: Jerzy WojciechowskiInventor: Jerzy Wojciechowski

Uprawniony z patentu: Polska Akademia Nauk Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni, Kraków (Polska) ^{* i} The holder of the patent: Polish Academy of Sciences Institute of Catalysis and Surface Chemistry, Krakow (Poland) ^{* and}

SPOSÓB katalitycznego spalania związków, zwłaszcza organicznychMETHOD of catalytic combustion of compounds, especially organic ones

Przedmiotem wynalazku jest sposób katalitycznego spalania gazów lub par# zwłaszcza organicznych, zmieszanych z powietrzem lub z innym gazem zawierającym tlen.The subject of the invention is a method for the catalytic combustion of gases or vapors, especially organic, mixed with air or other oxygen-containing gas.

Ochrona środowiska naturalnego oraz potrzeby energetyczne współczesnego świata wymagają takich procesów spalania, przy których produkty spalania nie zanieczyszczają środowiska, a jedynocześnie sprawność procesu spalania jest wysoka. Szczególnie ważne jest by spaliny nie zawierały tlenków azotu, które powodują powstawanie tzw. kwaśnych deszczów niszczących przyrodę.Protection of the natural environment and energy needs of the modern world require such combustion processes in which the combustion products do not pollute the environment, and at the same time the efficiency of the combustion process is high. It is especially important that the exhaust gases do not contain nitrogen oxides, which cause the formation of the so-called acid rain destroying nature.

Procesy spalania paliw są tak stare, jak stara jest cywilizacja ludzka. Jednak procesy spalania zawsze były trudne do kontrolowania przez człowieka i pozostały takimi do dzisiaj. Trudności spalania paliw wynikają z konieczności regulowania stosunku powietrza do paliwa. Procesy pełnego spalania zachodzą tylko w pewnym, określonym stosunku obu wspomnianych składników.The processes of burning fuels are as old as human civilization. However, combustion processes have always been difficult to control by humans and have remained so until today. Difficulties in burning fuels result from the need to adjust the air-fuel ratio. Complete combustion processes take place only in a certain specific ratio of the two components mentioned.

Przy spalaniu paliw w płomieniu nieodzownym składnikiem spalin są tlenki azotu, które działają destruktywnie zarówno na człowieka, przyrodę, jak i kulturę materialną.When burning fuels in a flame, nitrogen oxides are an indispensable component of exhaust gases, which have a destructive effect on humans, nature and material culture.

Ważnym postępem w rozwoju procesów utleniania było wykorzystanie katalizy heterogennej. Procesy utleniania paliwa na powierzchni katalizatorów zachodzą w bardzo szerokim zakresie i nie tworzą się przy tym tlenki azotu.An important progress in the development of oxidation processes was the use of heterogeneous catalysis. The processes of fuel oxidation on the surface of catalysts take place in a very wide range and no nitrogen oxides are formed.

Procesy katalitycznego utleniania związków organicznych zostały z powodzeniem zastosowane w technikach oczyszczania gazów odlotowych od niepożądanych zanieczyszczeń. W typowym procesie katalitycznego utleniania związków organicznych powietrze wraz z substancjami organicznymi ogrzewa się do temperatury inicjowania reakcji spalania substancji organicznych i wprowadza na złoże stosowanego katalizatora. W złożu katalizatora substancje organiczne ulegają utlenianiu. Powoduje to wzrost temperatury. Powietrze wraz z produktami spalania opuszcza złoże katalizatora posiadając temperaturę wyższą niż na wlocie.The processes of catalytic oxidation of organic compounds have been successfully applied in the techniques of purifying waste gases from undesirable pollutants. In a typical catalytic oxidation of organic compounds, the air and organic substances are heated to the temperature of initiation of the combustion reaction of organic substances and introduced into the catalyst bed. Organic substances are oxidized in the catalyst bed. This causes the temperature to rise. The air with combustion products leaves the catalyst bed having a temperature higher than at the inlet.

154 893154 893

Techniki katalitycznego dopalania gazów stosuje sie zazwyczaj do oczyszczania gazów od zbędnych zanieczyszczeń, których stężenie w powietrzu jest zwykle niskie. Dla polepszenia ekonomiki procesu stosuje się zwykle przeponowe wymienniki ciepła, które umożliwiają wykorzystanie w około 50% ciepła gorących spalin do podgrzania powietrza wprowadzanego do reaktora.Catalytic gas combustion techniques are usually used to clean gases from unnecessary pollutants, the concentration of which in the air is usually low. In order to improve the economy of the process, usually membrane heat exchangers are used, which make it possible to use about 50% of the heat of the hot exhaust gas to heat the air entering the reactor.

Literatura podstawowa i patentowa o procesach i aparatach do katalitycznego oczyszczania gazów według powyższego schematu jest bardzo bogata i dlatego nie przedstawia się tutaj szczegółowych opisów.Basic and patent literature on the processes and apparatuses for catalytic gas purification according to the above scheme is very rich and therefore detailed descriptions are not provided here.

Duży postęp w dziedzinie katalitycznego oczyszczania gazów stanowią procesy rewersyjne, polegające na cyklicznej zmianie kierunku strumienia powietrza płynącego przez złoże i ewentualnie umieszczeniu złoża katalizatora pomiędzy dwiema warstwami wypełnienia ceramicznego oraz doprowadzaniu ciepła do środkowej części złoża katalizatora. W metodzie rewersyjnej ciepło gorących gazów odlotowych utylizuje się dzięki regeneratorom ciepła, którymi są: część złoża katalizatora oraz warstwy wypełnienia ceramicznego.A great advance in the field of catalytic gas purification is the reverse process which consists in cyclically changing the direction of the air stream flowing through the bed and possibly placing the catalyst bed between two layers of ceramic packing and applying heat to the center of the catalyst bed. In the reverse method, the heat of hot exhaust gases is utilized thanks to heat regenerators, which are: part of the catalyst bed and the ceramic filling layer.

Przykładem rewersyjnego procesu katalitycznego, w którym gazy przechodzą przez złoże katalizatora w cyklicznie zmiennym kierunku, jest wynalazek radziecki nr 865796 (1981 r.). Wynalazek ten został zastosowany do utleniania S02 do S0₃· Cykle przepływu gazu w jednym kierunku trwają od kilkunastu do kilkudziesięciu minut. Proces jest o tyle nieekonomiczny, że wymaga dużo większej ilości katalizatora.An example of a reverse catalytic process in which gases pass through a catalyst bed in a cyclically alternating direction is Soviet Invention No. 865796 (1981). The present invention has been applied to the oxidation of S02 to S0 ₃ · Cycles of the gas flow in one direction last from a dozen or so to several dozen minutes. The process is so uneconomical that it requires a much larger amount of catalyst.

Przykładem rewersyjnego procesu dopalania gazów od zanieczyszczeń organicznych przedstawia opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2946651. Według tego wynalazku złoże katalizatora umieszczone jest pomiędzy dwiema warstwami wypełnienia ceramicznego. W okresie startu, złoże katalizatora ogrzewa się gorącymi spalinami, po czym przepuszcza się powietrze zanieczyszczone związkami ulegającymi konwersji katalitycznej. Proces zachodzi automatycznie, jeżeli stężenie zanieczyszczeń przekroczy pewien nieduży pułap. Cykle przepuszczania powietrza w jednym kierunku trwają kilkadziesiąt sekund.An example of a reverse combustion of gases from organic pollutants is shown in US Patent 2,946,651. According to this invention, the catalyst bed is placed between two layers of ceramic filling. During the start-up period, the catalyst bed is heated with hot exhaust gas, and then air contaminated with catalytically converted compounds is passed through. The process occurs automatically when the concentration of pollutants exceeds a certain threshold. Cycles of air passing in one direction last several dozen seconds.

Przykładem innego procesu rewersyjnego, w którym złoże katalizatora umieszczone jest pomiędzy dwiema warstwami wypełnienia ceramicznego, a ciepło doprowadza się do środkowej części złoża katalizatora jest proces opisany w polskim opisie patentowym nr 126861. Proces oczyszczania gazów od niepożądanych zanieczyszczeń zachodzi tutaj przy ciągłym lub periodycznym doprowadzaniu ciepła do środkowej części złoża katalizatora. Temperaturę złoża katalizatora, według powyższego wynalazku, kontroluje się zarówno częstotliwością zmian kierunku przepływu gazów przez reaktor, jak i ilością ciepła doprowadzanego z zewnątrz do środkowej części złoża katalizatora.An example of another reverse process, in which the catalyst bed is placed between two layers of ceramic filling, and the heat is supplied to the central part of the catalyst bed, is the process described in Polish patent specification No. 126861. The process of purifying gases from undesirable impurities here takes place with continuous or periodic heat supply to the center of the catalyst bed. The temperature of the catalyst bed according to the above invention is controlled both by the frequency of gas flow changes through the reactor and by the amount of external heat supplied to the center of the catalyst bed.

Procesy rewersyjne są bardzo przydatne do oczyszczania gazów o relatywnie niskich stężeniach zanieczyszczeń. Przebiegają one autotermicznie, gdy stężenie zanieczyszczeń mieści się w zakresi.e o^{d 1} do ^5g na Im^- oczyszczanego powrótrza. Przy stężenⁱac^h wyrózych ró-tnieje niebezpieczeństwo przegrzania złoża katalizatora lub elementów aparatury. Istnieją wprawdzie sposoby schładzania złoża katalizatora, np. poprzez upuszczanie ze środka złoża katalizatora części gorących spalin, jak jest to opisane w opisie patentowym PRL nr 137515. Praktyka wykazała. jednak, że gdy powietrze zawiera znaczne stężenia zanieczyszczeń, przy czym okresowo stężenie to wzrasta do dużej wartości, to wówczas upust części gazów nie wystarcza i złoże kataliza^tora ulega niebezpiecznemu przegrzanⁱu^, nawet do tempera-tury ^powy^żej l⁰⁰⁰°C, a poza tym upustowe gazy nie zawsze są w pełni oczyszczone. Obniża to efektywność katalizatora.Reverse processes are very useful for purifying gases with relatively low concentrations of pollutants. They are autothermic when the concentration of pollutants is in the range from ¹ to ^{5 g} per Im ^{- of the} purified return. At concentrations ^and different ac ^h wyrózych-tnieje risk of overheating the catalyst bed or elements of the apparatus. There are methods for cooling the catalyst bed, for example by dropping a portion of hot exhaust gas from the center of the catalyst bed, as described in the Polish Patent Specification No. 137515. Practice has shown. provided however that when air contains considerable concentrations of impurities, wherein periodically the concentration is increased to a high value, then the vent part of the gases is not enough and the bed catalysis ^t ora is dangerous overheating ^and charring of ^even a tempera-turn ^p mid ^EJ l ⁰⁰⁰ ° C and the bleed gases are not always fully cleaned. This lowers the efficiency of the catalyst.

Wadą metod rewersyjnych jest to, że w czasie zmiany kierunku gazu płynącego przez reaktor, część gazu znajdująca się w reakturze nie ulega oczyszczeniu. Gdy stężenie zanieczyszczeń nie jest duże, a częstotliwość zmian kierunku gazu nie jest wielka, zjawisko to nie wpływa istotnie na stopień oczyszczania gazu. Dla wysokich stężeń zjawisko to jest jednak niekorzystne. Dla wyeliminowania powyższej wady stosuje się różne sposoby. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3870474 zaleca w takich przypadkach stosowanie między innymi kilku członków reakcyjnych, które w odpowiednim momencie włączone do pracy, oczyszczają z zanieczyszczeń te objętości gazów, które nie uległy oczyszczeniu w trakcie operacji zmiany kierunkuThe disadvantage of the reverse methods is that when the gas flowing through the reactor is diverted, some of the gas in the reactor is not purified. When the concentration of pollutants is not high, and the frequency of gas direction changes is not high, this phenomenon does not significantly affect the degree of gas cleaning. However, for high concentrations, this phenomenon is unfavorable. Various methods are used to eliminate the above drawback. In such cases, U.S. Patent No. 3,870,474 recommends the use of, inter alia, several reactive members, which, when put into operation at the appropriate moment, purify the gas volumes that have not been purified during the diversion operation from contamination.

154 893 gazu. Jest to jednak kosztowny sposób zapobiegawczy. Nieoczekiwanie stwierdzono, ie sposobem według wynalazku możliwe jest katalityczne spalanie w strumieniu powietrza związków organicznych, przy szerokim zakresie natężenia przepływu mieszaniny gazów przez reaktor, szerokim zakresie stężeń związków organicznych i temperatury mieszaniny reakcyjnej, przy możliwości dozowania gazowych lub płynnych paliw do strumienia gazów, celem uzyskania spalin o żądanej temperaturze dla ewentualnej ich utylizacji energetycznej, bez tlenków azotu, powstających w wyniku bezpośredniej reakcji tlenu z azotem atmosferycznym.154,893 gas. However, this is an expensive preventive measure. Surprisingly, it was found that with the method according to the invention it is possible to catalytically burn organic compounds in an air stream, with a wide range of gas mixture flow rates through the reactor, a wide range of concentrations of organic compounds and temperature of the reaction mixture, with the possibility of dosing gaseous or liquid fuels to the gas stream to obtain exhaust gases at the desired temperature for possible energy utilization, without nitrogen oxides formed as a result of the direct reaction of oxygen with atmospheric nitrogen.

Sposób katalitycznego spalania związków organicznych, w którym powietrze zawierające związki palne cyrkuluje pomiędzy dwiema warstwami katalizatora i dwiema warstwami wypełnienia ceramicznego, spełniającego funkcję regeneratorów ciepła, przy czym kierunek cyrkułujących gazów zmienia się okresowo na odwrotny, polega według wynalazku na tym, że strumień gazu wyprowadza się ze środka tego układu przez trzecią warstwę katalizatora na zewnątrz. Uzyskuje się dzięki temu możliwość stabilnego utleniania paliwa, nawet przy bardzo dużym jego stężeniu zbliżonym do dolnej granicy wybuchowości, przy szerokim zakresie natężenia powietrza.The method of catalytic combustion of organic compounds, in which air containing flammable compounds is circulated between two layers of the catalyst and two layers of ceramic filling, which functions as heat regenerators, whereby the direction of the circulating gases changes periodically to the opposite, according to the invention, the gas stream is led out from the center of this system through the third catalyst layer to the outside. This allows for stable oxidation of the fuel, even at a very high concentration close to the lower explosion limit, in a wide range of air intensity.

Umieszczenie źródła ciepła do inicjowania procesu spalania w przestrzeni pomiędzy trzema warstwami katalizatora umożliwia szybkie inicjowanie reakcji palenia lub jej podtrzymywania, gdy stężenie związków organicznych okresowo obniża się.Placing a heat source to initiate the combustion process in the space between the three layers of catalyst allows the combustion reaction to be quickly initiated or maintained when the concentration of organic compounds periodically decreases.

Sposób ten pozwala zarówno oczyszczać gazy odlotowe o dużym lub okresowo dużym stężeniu związków palnych, jak również uzyskać możliwie stabilne spalanie paliwa gazowego, celowo wprowadzanego do powietrza dla utylizacji energetycznej.This method allows both the treatment of waste gases with a high or periodically high concentration of combustible compounds, as well as obtaining the most stable possible combustion of gaseous fuel, intentionally introduced into the air for energy utilization.

Przykładowy przebieg sposobu według wynalazku przedstawiono na rysunku.An example of the process according to the invention is shown in the drawing.

Powietrze wraz z gazami lub oparami palnymi podawane jest przewodem 1 przez zawór regulujący 12 i tłoczone wentylatorem 2 do zaworu rewersyjnego 3. Zawór ten kieruje mieszaninę powietrza ze związkami organicznymi do reaktora katalitycznego 21 cyklicznie, w przemiennych kierunkach. Mieszanina raz kierowana jest poprzez warstwę wypełnienia ceramicznego 4, złoże katalizatora 5, gdzie zachodzi reakcja,i komorę 18.The air, together with flammable gases or vapors, is fed through the conduit 1 through the regulating valve 12 and forced by the fan 2 to the reversing valve 3. This valve directs the mixture of air with organic compounds to the catalytic reactor 21 cyclically in alternating directions. The mixture is once directed through the ceramic packing layer 4, catalyst bed 5 where the reaction takes place, and chamber 18.

W komorze 18 strumień gazu ulega rozdzieleniu; część mieszaniny wraca z powrotem przez złoże katalizatora 6, warstwę wypełnienia ceramicznego 7 i przez zawór rewersyjny 3, zawór regulujący 13, do wentylatora 2, łącząc się ze strumieniem świeżego powietrza. Druga część strumienia gazów z komory 18 przez złoże katalizatora 8, zawór regulujący 19 i przewód 9, kierowana jest na zewnątrz systemu, gdzie może być utylizowana w klasycznych wymiennikach ciepła. Gdy zawór rewersyjny 3 zmienia swoją pozycję, wówczas mieszanina gazów przechodzi przez reaktor w odwrotnym kierunku, tzn. przez warstwę wypełnienia 7, złoże katalizatora 6, komorę 18, skąd część gazów skierowana jest z powrotem przez złoże katalizatora 5 i wypełnienie ceramiczne 4, natomiast pozostała część gazu z komory 18 kierowana jest na zewnątrz przez warstwę katalizatora 8 i zawór regulujący 19, do utylizacji ciepła metodami konwencjonalnymi. W komorze 18 umieszczone jest źródło ciepła potrzebnego do podgrzania złoża katalizatora podczas startu lub do podtrzymywania właściwej temperatury, gdy kaloryczność oczyszczanego gazu jest zbyt niska do utrzymywania reakcji w przedziale autotermicznym. Korzystnym źródłem ciepła są grzejniki elektryczne 22.In chamber 18, the gas stream is split; part of the mixture returns back through the catalyst bed 6, the ceramic packing layer 7 and through the reversing valve 3, the regulating valve 13, to the fan 2, communicating with the fresh air stream. The second part of the gas stream from the chamber 18 through the catalyst bed 8, the regulating valve 19 and the conduit 9 is directed outside the system, where it can be utilized in classic heat exchangers. When the reversing valve 3 changes its position, the gas mixture passes through the reactor in the opposite direction, i.e. through packing layer 7, catalyst bed 6, chamber 18, from where part of the gases is directed back through the catalyst bed 5 and ceramic packing 4, while the remainder part of the gas from chamber 18 is directed outward through the catalyst layer 8 and a regulating valve 19, for heat utilization by conventional methods. The chamber 18 houses a source of heat needed to heat the catalyst bed during start-up or to maintain the correct temperature when the calorific value of the purified gas is too low to maintain the reaction in the autothermal range. Electric heaters 22 are the preferred heat source.

Powyższy schemat spalania może być zastosowany wtedy, gdy mieszanina gazowa zawiera związki palne o dużym stężeniu.The above combustion scheme may be used when the gas mixture contains highly concentrated combustible compounds.

Schemat ten może być zastsoowany również do spalania paliwa celowo dozowanego do strumienia powietrza, celem uzyskania gorących spalin dla różnych odbiorników energetycznych. W takim przypadku do strumienia gazów dozuje się np. z butli 17 gaz palny, regulując jego natężenie zaworem 16 i podając ten gaz w strumień powietrza przed reaktorem i/lub przez zawór 23 do komory 18 przed złożem katalizatora 8. Jako paliwo można zastosować również paliwo ciekłe, przepompowując je do układu pompką dozującą 15 przez zawór 14 i/lub zawór 20. W obu przypadkach temperaturę wychodzących spalin można łatwo regulować ilością podawanego paliwa aż do oko^ło l⁵⁰⁰°C, ^bez obawy tworzeni.a si.ę t^lenk<5w azotu. Gd^y temperatura z^łoża obntiża sⁱę^, w^ówczas można ją regulować - jak już wyjaśniano - grzejnikiem 22 lub ilością dozowanego paliwa, można ją regulować również poprzez wypuszczanie części lub wszystkich gazów przewodem 10,This scheme can also be used to burn fuel intentionally dosed into the air stream in order to obtain hot exhaust gases for various energy consumers. In this case, flammable gas is metered into the gas stream, e.g. from a cylinder 17, by regulating its intensity with a valve 16 and feeding this gas into the air stream upstream of the reactor and / or through a valve 23 into the chamber 18 upstream of the catalyst bed 8. Fuel can also be used as fuel liquid, pumping it to the metering pump 15 through the valve 14 and / or valve 20. In both cases the temperature of the outgoing flue gas can be easily adjusted fuel supply amount to the eye ^wit ol ⁵⁰⁰ ° C, ^b ez concerns tworzeni.a si.ę t ^l enk <5w in nitrogen. Gd ^y Oz temperature of obntiża ^L S ^and ^E, in this case no ^bed can be adjusted - as already explained - the radiator 22 or the amount of dispensed fuel, it can also be adjusted by releasing part or all of the gas conduit 10

154 893 kontrolując natężenie tego strumienia zaworem 11, przy jednoczesnym częściowym lub całkowitym zamknięciu zaworu 19. Jest to szczególnie przydatne, gdy strumień gazów zawiera zmienne stężenia palnych składników i zmienne natężenie strumienia powietrza.The flow rate is controlled by valve 11, while valve 19 is partially or completely closed. This is particularly useful when the gas stream contains varying concentrations of combustible components and air flow rates.

Omawiany sposób spalania związków organicznych zawartych w gazach, niezależnie od tego czy związki organiczne stanowią zanieczyszczenia i winny byó usunięte przed emisją do atmosfery, czy też związki te jako paliwo są celowo podawane do strumienia powietrza dla celów energetycznych, stanowi duży postęp w stosunku do znanych sposobów spalania.The discussed method of combustion of organic compounds contained in gases, regardless of whether the organic compounds constitute pollutants and should be removed before emission to the atmosphere, or whether these compounds are intentionally fed into the air stream for energy purposes, is a great progress in relation to the known methods. burning.

W stosunku do metody płomieniowej lub termicznej sposób według wynalazku umożliwia palenie bez tworzenia się związków azotu w postaci tlenków. W stosunku do znanych metod katalitycznego dopalania gazów, metoda według wynalazku umożliwia stabilne palenie związków organicznych w szerokim zakresie stężeń - aż do stężeń bliskich dolnej granicy wybuchowości bez potrzeby stosowania kosztownych, przeponowych wymienników ciepła. W stosunku do rewersyjnych metod katalitycznego dopalania gazów, metoda według wynalazku umożliwia prowadzenie procesu dopalania bez niebezpieczeństwa niekontrolowanego przegrzania złoża katalizatora, oraz eliminuje zarzuty nieoczyszczonego gazu podczas cyklicznych zmian kierunku przepływu gazu.Compared to the flame or thermal method, the method according to the invention allows combustion without the formation of nitrogen compounds in the form of oxides. Compared to the known methods of catalytic combustion of gases, the method according to the invention enables the stable combustion of organic compounds in a wide range of concentrations - up to concentrations close to the lower explosion limit without the need for expensive, membrane heat exchangers. In relation to the reverse methods of catalytic combustion of gases, the method according to the invention enables the combustion process to be carried out without the risk of uncontrolled overheating of the catalyst bed, and eliminates the accusations of untreated gas during cyclic changes in the gas flow direction.

Proces według wynalazku został sprawdzony w praktyce w kilku instalacjach prototypowych, służących do dopalania gazów odlotowych o względnie wysokich stężeniach substancji ulegających spaleniu.The process according to the invention has been tested in practice in several prototype plants for the afterburning of exhaust gases with relatively high concentrations of combustible substances.

Przykład I. W instalacji dopalano heksan zawarty w powietrzu w ilości lOg na m\ Tempera^tura mi.eszaniny gazowej wynosiła J.50°C. Reaktor ^protot^ypowy mⁱa^ł kształt cyl-i-ndra o średnicy 50cm, do którego środkowej części był dospawany pod kątem prostym drugi cylinder, również o średnicy 50cm. Warstwy katalizatora oraz wypełnienia rozmieszczone były w cylindrach zgodnie ze schematem przedstawionym na załączonym rysunku.Example I. In the installation hexane contained in the post-combustion air in an amount LOG m \ ^t Tempera ura mi.eszaniny gas was J.50 ° C. The reactor rotot ^p ^y above ^and m and ^L-shape and cyl-nádraí having a diameter of 50 cm, to which the central portion was welded at right angles to the second cylinder, also having a diameter of 50 cm. The layers of catalyst and packing were arranged in the cylinders according to the diagram presented in the attached drawing.

Jako katalizator zastosowano faktyczny katalizator platynowy, wykorzystywany w proesach katalitycznego dopalania gazów. Katalizator miał kształt sferyczny o średnicy 5mm.The actual platinum catalyst used in the catalytic combustion of gases was used as the catalyst. The catalyst was spherical with a diameter of 5mm.

Wszystkie trzy jego warstwy, ozanczone na schemacie 5, 6 i 8 miały wysokość 12cm. Jako wypełnienia ceramicznego, oznaczonego na schemacie 4 i 7 użyto pierścieni ceramicznych o śred^nicy ¹⁵ mm. Przez reaktor przepuszczano ^{300 *}m^^/go^dz. mieszani.ny ^gazowej. GrzałH e^ktrycz ne 22 o mocy 4 kv umożliwiały start instalacji. Mieszanina gazowa wychodząca z reaktora przewo^dem ⁹ mi.a^ła ^temperatur^ę pomię^dz^y 430 a 4⁶0°C, ^prz^y stopniu konwersji ^he^ksanu ^powyżej %.All three layers, marked in diagrams 5, 6 and 8, were 12 cm high. As the ceramic filler, designated in scheme 4 and 7 used ceramic rings with a diameter ^{of 15} mm ^y's. ³⁰⁰ m 3 ^{/ g} of water were passed through the reactor. mieszani.ny azo ^g. The heaters 22 with a power of 4 kv made it possible to start the installation. The gas mixture from the reactor carrying ^d em mi.a ^EXAMPLE ⁹ ^t emperature ^ę pomi ^d ^s and 430 4 ⁶ 0, y ^y ^p ^h e a degree of conversion of the San ^k ^p owyżej%.

Przykład II. Prototyp o konstrukcji jak wyżej dopalał metanol zawarty w powietrzu o natężenⁱu przepływu wynosz^ąc^ym 40 m^ na ^go^dzi.nę; pom^pka ¹⁵ podawać metano^l w ihości.Example II. The prototype construction as described above dopalał methanol contained in air with the flow intensity of ^and are ^A c ^y m 40 m ^ per ^g of ^d zi.nę; Measuring ^pk and ¹⁵ ^l methanol administered in ihości.

800 ml/godz. przez zawór 14 oraz 1500 ml/godz. przez zawór 20. Proces spalania metanolu zachodził w ,⁹%. Temperatura s^palin na wylocie ⁹ wynosHa 675°C. W spaHnach nⁱe stwierdzono tlenków azotu.800 ml / h through valve 14 and 1500 ml / h by a valve 20. The combustion process of methanol occurred in ^9%. S ^p alin temperature at the outlet ⁹ wynosHa 675 ° C. In spaHnach n e ^and said nitrogen oxides.

Claims

Patent claims

1. A method of catalytic combustion of compounds, especially organic gases or vapors mixed with air or other oxygen-containing gas, in which air or a gas mixture containing oxygen and organic compounds subject to combustion is circulated through two layers of a catalyst used in catalytic combustion of gases and two layers of ceramic filling fulfilling the function of heat regenerators, characterized in that part of the gases is discharged outside from the space formed between the two layers of the catalyst, through the third layer of the catalyst used in catalytic afterburning of gases, the proper temperature of the catalyst layers being regulated, preferably by heaters electric.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the gas mixture fed together with the combustible component to the reaction system is additionally enriched with a gaseous fuel or a liquid fuel, in amounts controlled by valves (23) or (20), respectively, feeding this gas into the gas stream before introducing the gas mixture. on the catalyst bed (8).

3. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that air or an oxygen-containing gas mixture is fed to the reactor by a fan (2) through a reversing valve (3).

4. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that when the concentration of pollutants is too low to maintain a temperature on the catalyst beds (5), (6) and (8) at which the oxidation reaction takes place at a sufficient rate, then a part of the gas mixture is released through the control valve (11). ) while at the same time throttling the flow through the conduit (9) led to the outside, by means of the regulating valve (19).

154 893

Department of Publishing of the UP RP. Circulation 100 copies. Price PLN 3,000