188285. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gázok katalitikus tisztítására
1 188 285 2 iránya változik. A tisztítandó gáz melegítését szolgáló hőforrás a katalizátorágy középső részén helyezkedik el. Hőforrásként használható a katalizátorágyba helyezett membrános hőcserélő, a katalizátorágy középső részébe vezetett csőkígyón keresztül áramoltatott füstgáz, elektromos fűtőszál vagy bármely egyéb, a katalizátorágy középső részébe vezetett hőátadó közeg vagy készülék. További hőforrás a katalitikus reakció eredményeként keletkező hő, amely szintén a reaktor középső részében halmozódik fel. Amennyiben a katalitikusán tisztítandó gáz viszonylag nagymennyiségű szerves szennyeződést tartalmaz, a reakció beindítása után nem szükséges további hőforrás biztosítása. A találmány szerinti eljárás oxidációval vagy redukcióval átalakítható mérgező vegyi anyagokat tartalmazó ipari hulladékgázok tisztítására is felhasználható. Az eljárás alkalmazható továbbá a csökkent oxigéntartalmú védőgázok előállítására és a semleges gázok oxigénmentesítésére. A találmány szerinti eljárásban minden olyan katalizátor típus alkalmazható, amelyet a gázok hagyományos tisztítási eljárásai során alkalmaznak, legyen az oxid vagy fém. A reaktoron átfolyó gázáram iránya megfordításának gyakorisága változtatható és függ a katalizátorágy kívánt hőmérsékletétől, a gáz hőtani adataitól, valamint a katalizátorágy középső részébe helyezett hőforrás teljesítményétől. A hőforrást helyezhetjük magába a katalizátorágyba úgy, hogy a katalizátorral közvetlenül érintkeztetjük. A másik megoldás szerint a katalizátor teret két részre osztjuk és a két katalizátor rész közötti, a katalizátor anyagától perforált lemezekkel elválasztott térbe helyezzük a hőforrást. A találmány szerinti katalitikus gáztisztitási eljárást a mellékelt ábrán vázolt készülék segítségével vizsgáltuk. A környezetből a levegőt az 1 fúvó ventillátor segítségével a 2 rotaméteren keresztül a 3 reaktorba fúvatjuk. A szennyező gázokat a 15 speciális adagolószivattyúval adagoljuk a levegőáramba. A 3 reaktor 150 mm átmérőjű és magassága 1500 mm. A reaktor középső részén a 4 perforált lemezen helyezkedik el az oxidációs és redukciós folyamatokat elősegítő 5 katalizátorágy. A katalizátorágy alatt és fölött a 6 és 7 perforált lemezeken helyezkedik el a 15x15x15 mm-es kerámiagyűrűkből álló 8 töltet. A katalizátorágy középső részén található a 9 elektromos fűtőegység, a 10 feszültségfüggő autotranszformátorral szabályozott állítható feszültségszabályozóval. A gázkeverék a 3 reaktoron keresztül váltakozva hol az egyik, hol a másik irányba áramlik. Ha a 11 és 12 szelepeket nyitjuk és a 13 és 14 szelepeket zárjuk, a gáz a folytonos nyilaknak megfelelően felfelé áramlik. Amikor pedig a 13 és 14 szelepeket nyitjuk és a 11 és 12 szelepeket zárjuk, akkor a gáz lefelé halad a szaggatott vonalakkal meghúzott irányban. Kísérleteink során bebizonyosodott, hogy a találmány szerinti eljárással a hőfelhasználás néhányszor kisebb, a tisztasági fok viszont magasabb, mint azokban az eljárásokban, melyeknél a gázáramlás irányát a reaktorban nem fordítják meg. A folyamat hőenergia fogyasztása igen csekély, és mértéke attól függ, hogy a gázáram irányát milyen gyakran változtatjuk, valamint attól, nogy milyenek a tiszítandó gáz hőtani adatai. A kezdeti iniciálási szakasz után à reakció akár önfenntartó is lehet, ha a gázokban lévő szennyeződések mennyisége elég nagy. A találmány szerinti eljárást ipari léptékű, helyhez kötött berendezésben hajtottuk végre, melyet óránként több ezer m3 mérgező gázt kibocsátó ipari berendezések nagymennyiségű hulladékgázának tisztítására alkalmaztunk Az eljárást több ipari reaktorban alkalmaztuk 6000-20 000 m3/óra tisztított gáz kapacitással. A hőáram irányának a reaktoron belül való ritmikus változása miatt az eljárást „SWINGTHERM” eljárásnak nevezzük. Az eljárás hatékonysága függ; a katalizátorágy reakcióhőmérsékletre való gyors felfűtésétől és a hőmérsékletnek az eljárás során való megfelelő tartásától. A katalizátorágy hőmérséklete a katalizátor és a töltet fizikai és termikus tulajdonságaitól, a reaktoron átfolyó gáz lineáris és térfogati arányától, a reaktor középső részébe bevezetett gáz menynyiségétől és a reaktoron átfolyó gáz áramlási iránya megváltoztatásának gyakoriságától függ. I. példa Az 1 fúvóventillátor segítségével a 3 reaktorba óránként 50 normál m3 (Nm3) mennyiségű levegőt fúvattunk be. Adagolószivattyúval egyidejűleg óránként 100 liter propilént vezettünk a levegőáramba. Oxidáló katalizátorként réz-cink katalizátort használtunk. A katalizátor előállításának és felhasználásának ismertetése megtalálható az 57 512. sz. lengyel szabadalmi leírásban. A katalizátor térfogata 6 liter volt. A katalizátor-réteg felett és alatt 15x15x15 mm-es kerámiagyűrűk helyezkedtek el. A katalizátorágyba 0,5 kW fogyasztású elektromos fűtőegységet tettünk. A kiáramlónyílásnál mért propilénkoncentráció 0,2 tí% volt. A reaktoron áthaladó gázáram irányát a 11, 12, 13 és 14 jelű szelepekkel szabályoztuk. A gázáram irányát 5 percenként egyszer megfordítottuk. Az eljárás megkezdése után 1 órával a reaktort elhagyó gáz propiléntartalma 0,05 lf%, 2 óra után 0,02 tf%, 3 óra után 0,005 tf% volt. E koncentráció az eljárás folyamán változatlan maradt. II. példa Az I. példában ismertetett kísérlet szerint jártunk el azzal a különbséggel, hogy az adagolt propilén mennyisége a korábbi 100 1/óra helyett 200 1/óra volt. A propilén koncentrációja a reaktor előtt 0,4 tf% volt. A reaktor beindítása után 1 órával a kimenő gázok propilénkoncentrációja 0,04 tf%, 2 óra múlva ugyanez 0,01 tf% volt. Az eljárás kivitelezésének 3. órája után a propilénkoncentráció 0,001 tf%-ra esett. Az elektromos fűtés kikapcsolása után a kilépő gáz propilénkoncentrációja 0,005 tf%-ra növekedett majd ugyanezen az értéken maradt a továbbiak során. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
