Спосіб очищення відхідних газів котельних від оксиду вуглецю та пристрій для його реалізації

1 Спосіб очищення ВІДХІДНИХ газів котельних від оксиду вуглецю шляхом доокислення СО до СО2, який відрізняється тим, що у способі застосовують суміш оксидів цинку, МІДІ та хрому як каталітичні активні речовини, алюмінієву пудру як активатор і цемент як носій у співвідношенні вказаних компонентів 1 2,5 2,75 з додаванням Винахід відноситься до галузі екології і може бути застосований для очищення ВІДХІДНИХ газів котельних від оксиду вуглецю При роботі котельних на рідинному, твердому та газовому паливі в атмосферу викидаються ШКІДЛИВІ речовини, найбільш небезпечними з них є оксид вуглецю, сірчаний ангідрид, оксиди азоту, сажа, зола, оксиди ванадію та бенз(а)пірен КІЛЬКІСНИЙ та якісний склад ВІДХІДНИХ газів зале жить від виду палива, конструкції топки, а також від режиму експлуатації котельних В кожному МІСТІ або промисловому регіоні функціонує декілька десятків, а ІНОДІ І сотень котельних, отже абсолютна маса шкідливих речовин, що викидаються в атмосферу, складає сотні й тисячі тон за рік На СЬОГОДНІШНІЙ день ВІДОМІ способи очищен ня та знешкодження ВІДХІДНИХ газів від оксидів азоту, сірчаного ангідриду та інших шкідливих домішок каталітичним або абсорбційними методами [1] Але питання очищення газів від оксиду вуглецю на даний час залишається невирішеними Відомий спосіб очистки технологічних газів від оксиду вуглецю, наприклад при синтезі водню конверсійним способом [2], але цей спосіб зовсім непридатний для екологічного очищення ВІДХІДНИХ газів, так як потребує аміачної води для утворення спіненої пастоподібної маси, після чого ще незатверділу суміш за допомогою плунжера наносять на внутрішню поверхню труб шаром 3-5мм 2 Пристрій для очищення ВІДХІДНИХ газів котельних від оксиду вуглецю, який відрізняється тим, що на ДІЛЯНЦІ виходу ВІДХІДНИХ газів між топкою котла і трубою викиду газів виконаний реактор з паралельно укладеними у ньому трубами діаметром 40-50мм завдовжки 2500-ЗОООмм, внутрішня поверхня яких покрита контактною сумішшю за п 1, причому КІЛЬКІСТЬ укладених труб знаходиться у прямій залежності від об'єму ВІДХІДНИХ газів котла, які очищують застосування високих тисків (до 30010 Па), складного технологічного обладнання і може бути застосований для очищення незначних об'ємів газів В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу очищення великих об'ємів ВІДХІДНИХ газів котельних від оксиду вуглецю шляхом використання суміші каталітично активних речовин, що дозволяє досягти високого ступеню очищення, крім того, за рахунок використання тепла ВІДХІДНИХ газів стає непотрібним додаткове підігрівання газу, що є необхідною умовою для протікання каталітичної реакції В основу винаходу поставлено, також, задачу розробити пристрій для очищення ВІДХІДНИХ газів котельних від оксиду вуглецю, який включає корпус з паралельно укладеними в ньому трубами, покритими розробленою сумішшю каталітично активних речовин, що дозволяє збільшити контактну поверхню, прискорити тим самим швидкість реакції доокислення оксиду вуглецю (СО) до двооксиду вуглецю (СОг) Поставлена задача вирішується тим, що, згідно винаходу, в якості складових частин суміші каталітично активних речовин при очищенні ВІДХІДНИХ газів котельних використовують склад каталітично активних оксидів цинку, МІДІ та хрому, в якості активатора - алюмінієву пудру, а в якості ю ю 00 (О 62855 Одержаний каталізатор використовують або шляносія застосовують цемент у співвідношенні вкахом нанесення пастоподібної, ще не затверділої заних компонентів 1 2,5 2,75 з додаванням аміачконтактної маси на внутрішню поверхню труб ної води до створення спіненої пастоподібної ма(трубчасті контакти), або шляхом дроблення заси, після чого ще незатверділу суміш за тверділої маси на шматки розміром 5-25мм допомогою плунжера наносять на внутрішню по(фільтруючий контактний шар) верхню труб шаром 3-5мм Поставлена задача за п 2 винаходу вирішуЗадача полягала в тому, щоб знайти оптиється також тим, що на ДІЛЯНЦІ виходу ВІДХІДНИХ мальний склад каталізатора, який має максимальгазів між топкою котла і трубою викиду газів викону активність Попередніми дослідженнями встанано реактор з паралельно укладеними у ньому новлено, що найбільш активними речовинами для трубами діаметром 40-50мм завдовжки 2500одержання каталізаторів є оксиди Zn, Cr, Cu Ме3000мм, внутрішня поверхня яких покрита контактодом математичного планування експериментів тною сумішшю за п 1, причому, КІЛЬКІСТЬ укладевстановлений оптимальний склад каталізатора них труб знаходиться у прямій залежності від об'ZnO — 2%, CuO — 8%, Сг2Оз — 6%, єму ВІДХІДНИХ газів котла Співвідношення між масою каталітично активСпосіб здійснюється таким чином них речовин (у сумі), алюмінієвою пудрою і цементом (марки 500) складає 1 2 5 2 75 Виготовляють каталізатор методом просочення пористих носив, або шляхом сумісного осадОдержана суміш досліджувалася на експериження солей каталітично активних речовин з наментальному пристрої оксид вуглецю і кисень ступним добавленням наповнювача змішувалися у змішувачі, концентрація оксиду вуглецю у кисні при цьому була тотожна концентрації У запропонованому технічному рішенні розСО у вихідних газах Після цього одержана суміш роблені нові типи каталізаторів, які задовольняють підігрівалася і спрямовувалася у міжтрубний вимогам екологічного аналізу простір реактора і протікала реакція доокислення Спосіб виготовлення каталізатора полягає у В реакторі досліджувався вплив величини тому, що в суміш каталітично активних речовин діаметру труби на ступінь перетворення СО в СО2 додають алюмінієву пудру, цемент і аміачну воду Крім того, варіювали температурою, об'ємною Одержану композицію ретельно перемішують, швидкістю та концентрацією газу В результаті після чого вона, завдяки наявності цементу (марка зміни швидкості, змінювався і час перебування 500), твердіє, створюючи тверду пористу масу газу в зоні реакції Пориста структура каталізатора формується за рахунок інтенсивно протікаючої реакції взаємодії Результати дослідження (ступень перетворенаміачної води з алюмінієвою пудрою, яка привоня СО в трубчастих реакторах) приведені в табдить до спінювання реагуючих речовин з наступлиці 1 ним твердінням контактної маси під дією цементу Таблиця 1 Середній ступінь перетворення, % Діаметр трубки, мм Температура, °С 150 200 250 300 10 20 45 67 89 У цих дослідженнях об'ємна швидкість газу складала 6000с' у перерахунку на об'єм трубки, вміст CO — 2 % З приведених даних видно, що каталізатор починає проявляти активність при температурі 150°С, зі зростанням температури ступінь перетворення CO збільшується і досягає максимуму при 300°С Таку ж температуру (250-300°С) мають реальні ВІДХІДНІ гази У трубках малого діаметра досягається кращій контакт між газом і каталізатором, в результаті чого ступінь перетворення збільшується При збільшенні діаметра труби з 10мм до 30мм ступінь перетворення зменшується від 89% до 69% В промислових апаратах діаметр труби реактора повинен бути 4050мм У цих умовах для одержання високого ступеню перетворення (80%) слід збільшити термін контакту, тобто збільшити довжину труби до 2,53,0м 15 18 38 60 80 20 13 32 52 74 ЗО 11 ЗО 48 69 Запропонований спосіб реалізується за допомогою пристрою (реактора) за п 8 винаходу, який зображено на фігурі 1, де 1 — корпус реактора 2 — кришка З—труба, покрита каталізатором 4 — трубна решітка 5 — днище Пристрій (реактор) виконаний у вигляді циліндра 1 з днищем 5, закритого кришкою 2, в якому паралельно на трубній решітці 4 розміщені труби З діаметром 40-50мм, завдовжки 2500-ЗОООмм, внутрішня поверхня яких покрита контактною сумішшю за п 1 винаходу Пристрій використовують таким чином Забруднений оксидом вуглецю газ, проходячи через труби реактора, дотикається каталізатора, нанесеного натруби, при цьому прискорюється реакція доокислення СО в СОг, що, в кінцевому резуль 62855 таті, приводить до очистки ВІДХІДНИХ газів від оксиду вуглецю Трубчастий контактний реактор не забруднюється твердими частками Таким чином, в порівнянні з прототипом, запропоноване технічне рішення дозволяє за допомогою винайдених пропорцій каталітично активних речовин, а також запропонованого оригінального пристрою для реалізації способу, досягти високого Комп'ютерна верстка Н Кураєва ступню очищення оксиду вуглецю ВІДХІДНИХ газів котельних від Джерела інформації 1 Air pollution / Barker К , Kambi F , Catcott J — Geneva World health organizations, 1982 — с 369 2 Атрощенко В И Технология связанного азота — Харьков Изд ХГУ, 1962 — с 62-75 Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119