203487. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hulladékgázok katalitikus tisztítására
1 HU 203 487 B 2 ekkor a közömbös anyagból álló azon rétegre vezetik, ahol előzőleg a hulladékgázok hőmennyisége felhalmozódott Ezután a gázt átbocsátják a katalizátorrétegen, valamint utána a közömbös anyagon álló második rétegen, amely előzőleg belépő rétegként szolgált (ahová előzőleg a gázok először léptek be). Ezután a tisztított gázt az átkapcsolóberendezésen keresztül a környező atmoszférába vezetik el. A továbbiakban a tisztítandó gázelegy bevezetési irányát szabályszerűen, előre meghatározott, 10-100 perces időközökben megfordítják. Az eljárás ilyen végrehajtása során az oxidációs reakcióban fejlődött hőmennyiség egy részét a közömbös anyag és a katalizátor rétege magában tartja. Ennek során a közömbös anyag egyes szakaszait generátorként üzemeltetik. Ennek következtében a katalizátorrétegben a toxikus alkatrészek csekély mennyisége mellett is magasabb hőmérsékletek (250-800 *C közötti hőmérsékletek) érhetők el. A hulladékgázok ezen eljárás szerinti méregtelenítése során számos nehézség adódik, elsősorban azzal kapcsolatban, hogy a katalizátornak vannak olyan részei, amelyek hőmérséklete a katalizátor hőstabilitásának a határát meghaladja. Ez feltételezi, hogy a katalizátorrétegben különböző hőmérsékletű részek vannak. A katalizátorrétegnek a reaktortengely melletti részeinek a hőmérséklete lényegesen magasabb, mint a reaktorfalak melletti katalizátorrészek hőmérséklete. Ennek következtében a katalizátor hőhatásra inaktiválódik, és élettartama megrövidül. Ezenkívül, ha a tisztítandó gáz szennyezéseinek összes mennyisége 1 g/m3-nél csekélyebb, akkor ezzel az eljárással a gázok megkívánt mértékű tisztítása nem érhető el. Csekély szennyezéstartalmú hulladékgázok méregtelenítésére ismert egy olyan eljárás, amelynek során egy tüzelőanyagot pótlólagosan közvetlenül a tisztítandó gázelegybe vezetnek (882 056 lajstromszámú SU szabadalmi leírás). A tüzelőanyag - például földgáz - pótlólagos bevezetése azonban a katalizátorrétegen a legmagasabb hőmérsékletet tovább emeli 550-750 °C-ra. Ilyen hőmérsékleten a földgáz oxidációs folyamata kielégítő sebességgel játszódik le. A legtöbb szerves szennyezés (például az alkoholoké és az oldószereké) mélyreható oxidációs folyamatának lejátszódásához 300-450 ”C szükséges, még oxid-katalizátorok alkalmazásakor is. Amint azt az előbb említettük, a katalizátonétegben a hőmérséklet 550-750 'C; ami tüzelőanyag (földgáz) állandó bevezetésének a következménye (a tisztítandó hulladékgázba). A katalizátornak 550 ‘C és 750 *C közötti hőmérsékleteken történő üzemeltetése a katalizátor élettartamát (12-16 hónapra) lerövidíti. Ennek következtében a hulladékgázoknak a technika jelenlegi állása szerint ismert eljárásokkal történő méregtelenítése során a folyamat kedvező műszakigazdasági jellemzői nem érhetők el, s ez a katalizátor túlhevülésének és a katalizátor élettartama megrövidülésének a következménye. A találmány alapját az a feladat képezi, hogy a hulladékgázok katalitikus tisztítási eljárásában a folyamat kivitelezését úgy változtassuk meg, hogy változó térfogatú és összetételű hulladékgázok - beleértve olyan hulladékgázokat is, amelyek összes szennyezéstartalma csekély (1 g/m3-nél kevesebb) - a katalizátor hosszabb élettartamának megtartásával és gyakorlatilag teljes mértékű méregtelenítéssel tisztíthatók legyenek. E feladatot olyan eljárással oldjuk meg, hogy hulladékgázokat katalitikusán tisztítunk szerves szennyeződésektől és szén- monoxidtól 250 *C-tól 700 *C-ig terjedő hőmérséklet-tartományban, aminek során a hulladékgázokat mélyreható oxidáció céljából katalizátorrétegen vezetjük át, miközben tisztított gázt nyerünk, s aminek során a hulladékgázok minden egyes, egymást követő átvezetésének irányát és a tisztított gáz elvezetését az előzőhöz képest ellentétesre változtatjuk. A találmány szerinti eljárásban a katalizátorréteg két részből áll, és a hulladékgázokat először a katalizátorréteg első részén bocsátjuk át, utána átkeverjük; majd a hulladékgázokat a katalizátorréteg második részén bocsátjuk át, aminek során az átkeverést úgy hajtjuk végre, hogy a katalizátorréteg második részébe való belépéskor a tisztítandó hulladékgázáramban legfeljebb 5Ő *C hőmérsékletgradiens alakuljon ki. A mélyreható oxidáció katalizátoraként nemesféma-^ lapú (platina- vagy palládiumalapú) vagy oxid-katali-zátorokat alkalmazhatunk, amelyekben az aktív kom>>. ponensek réz- vagy króm-oxidok, vagy más férnek^, oxidjai vagy ezek keverékei. g A méregtelenítési eljárást 250 'C és 700 *C közötti^ hőmérsékleteken végezzük. A hulladékgázok mélyre-^ ható oxidációja (a méregtelenítési folyamat) nemesiémeket tartalmazó katalizátorokon 250 *C hőmérséklet ten játszódik le. 250 *C-nál alacsonyabb hőmérsékleteken - az eljárás elfogadható körülmények közötti végrehajtását feltételezve - még könnyen oxidálható szennyeződések (például a szén-monoxid, metanol) sem méregteleníthetők teljes mértékben. A hőmérséklet legmagasabb értékét, azaz 700 °C hőmérsékletet a mélyreható oxidációra alkalmazott, granulált katalizátorok túlnyomó többségének hőstabilitási határa szabja meg. Ha ezt a hőmérsékletet túllépjük, akkor a katalizátor porózus szerkezete megváltozik, aktív felülete csökken, és a katalizátor veszít az aktivitásából. A továbbiakban a katalizátorszemcsék mechanikai roncsolódása is felléphet. A katalizátorréteget két részre osztjuk. Ez azzal áll kapcsolatban, hogy a tisztítandó hulladékgázártHR átkeverése szükséges. Ennek során a katalizátorréteg különböző szakaszai hőmérsékleteinek kiegyenlítődési effektusa gyakorlatilag már a katalizátorréteg csekély mértékű elkülönítésekor is fellép. A gázáram átkeverését előnyösen a legmagasabb hőmérsékletű zónában végezzük, mert ebben az esetben a katalizátorréteg különböző szakaszai között fennálló hőmérsékleti különbségek megszüntetésének a hatása már erélyesen jelentkezik. Ebből a célból a katalizátorréteget előnyösen két egyenlő részwawgy a katalizátorrészek közötti, megközelítőleg egyeaiő térfogatviszony szerint osztjuk fel. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
