Zasada Działania

Procesy katalitycznego oczyszczania gazów od wielu lat znajdują szerokie zastosowanie w technikach usuwania zbędnych zanieczyszczeń z odlotowych lub technologicznych gazów przemysłowych. Tradycyjne metody katalitycznego oczyszczania gazów są jednak energochłonne. Wymagają dostarczania do strumienia oczyszczonego powietrza dużych ilości ciepła w celu podgrzania złoża katalitycznego do temperatury nieodzownej dla zainicjowania reakcji katalitycznej.

schemat1

Konsumpcja energii w procesie katalitycznego oczyszczania gazów może być obniżona przy zastosowaniu utleniania rewersyjnego.

Schemat działania instalacji

schemat2

Lp. Objaśnienia: Lp. Objaśnienia:
1 Elementy grzejne 2 Katalizator
3 Wypełnienie ceramiczne 4 Zawór rewersyjny
5 Wentylator 6 Zawór sterujący
7 Wylot powietrza oczyszczonego 8 Wlot powietrza zanieczyszczonego

Proces różni się od procesów konwencjonalnych między innymi tym, że :

  • kierunek strumienia gazu przepływającego przez złoże katalityczne zmienia się cyklicznie na odwrotny,
  • złoże katalizatora umieszczone jest pomiędzy dwoma warstwami granulowanego wypełnienia ceramicznego,
  • ciepło potrzebne do inicjowania reakcji katalitycznego utleniania doprowadzone jest do środkowej części złoża katalitycznego.

Realizacja procesu polega na zamianie wymiennika ciepła, w którym ciepło wymieniane jest pomiędzy gorącym gazem wylotowym, a zimniejszym gazem wlotowym, na regenerator ciepła, w którym gorący gaz wylotowy oddaje ciepło warstwie wypełnienia ceramicznego, oddawane z kolei zimniejszemu gazowi wlotowemu po zmianie kierunku przepływu gazów przez reaktor .

Takie powtarzające się periodyczne półcykle zmiany kierunku przepływu gazu wymagają zastosowania dwóch regeneratorów ciepła, mniejszych, prostszych konstrukcyjnie i bardziej efektywnych od klasycznych wymienników ciepła. Dla przykładu: klasyczny wymiennik ciepła o efektywnej powierzchni 100 m2 ma objętość około 3 m3 i waży około 3.000 kg, podczas gdy wypełnienie ceramiczne w reaktorzeo takiej samej powierzchni ma objętość 0,4 m3 i waży około 300 kg.

Do realizacji procesu katalitycznego dopalania zanieczyszczeń metodą niezbędny jest zespół urządzeń, w skład którego wchodzą: reaktor katalityczny, zawór rewersyjny, wentylator i zawory sterujące. Schemat klasycznej instalacji katalitycznej przedstawia załączony schemat. Ideowy schemat ograniczenia emisji gazów procesowych przy udziale instalacji katalitycznej pokazano na powyższych schematach. Jeżeli stężenie zanieczyszczeń organicznych nie przekracza wartości 0,5 – 1,0 g/m3 ciepło wydzielone w reakcji spalania nie jest wystarczające dla utrzymania temperatury złoża bez okresowego dostarczania energii cieplnej za pomocą elementów grzejnych. W przypadku gdy stężenie zanieczyszczeń palnych przekracza wartość 1,0 – 1,5 g/m3, ciepło wydzielone podczas reakcji spalania jest na tyle wysokie, że proces może zachodzić autotermicznie. Oznacza to, że do utrzymania temperatury złoża na poziomie zapewniającym wysoki stopień konwersji nie jest wymagane dostarczanie dodatkowej energii cieplnej. W miarę dalszego wzrostu koncentracji zanieczyszczeń organicznych temperatura złoża katalizatora rośnie i dla stężeń powyżej 8,0 g/m3 może osiągnąć wartość, wymagającą specjalnych rozwiązań w konstrukcji reaktora, w celu uniknięcia przegrzania katalizatora lub zniszczenia reaktora.

„EKO-DOM” Przedsiębiorstwo Usług Budownictwa i Ochrony Środowiska Sp. z o.o. w Grajewie produkuje instalacje katalitycznego utleniania zanieczyszczeń organicznych opartych na metodzie na mocy zawartej z Instytutem Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN w Krakowie umowy licencyjnej nr WK-SW-1/89 z dnia 15 lutego 1989r. i umowy licencyjnej nr 3/90 z dnia 14 września 1990r.

Zachęcamy do zapoznania się z działem F.A.Q gdzie znajdują się odpowiedzi na najcześciej zadawane pytania.

Autor: Maria Młynarska