201886. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés tűz- és/vagy robbanásveszélyes komponenst tartalmazó gázok oxidálására
1 HU 201886 B 2 A találmányt a következőkben a csatolt rajzon vázolt kiviteli példa kapcsán ismertetjük. Az ábra a példa szerinti berendezés elvi vázlata. A bemutatott berendezésnek zárt 4 reaktora van, amely 41 gázbevezetéssel és 42 gázelvezetéssel van ellátva. A 4 reaktorban szemcsés katalizátor (pl. MPS II./12 jelű KŐPORC gyártmány) van. A 4 reaktor 42 gázelvezetése 2 hőcserélő csöveivel van gáztömören összekötve, amelyeken át 21 kéménybe távozik az oxidált gáz. A 2 hőcserélő köpenyoldalának bemenete 1 ventillátorral van összekötve, amelybe 8 lángzáron (pl. pillanatműködésű mágnesszelepen) át lép be az oxidálandó gáz (pl. metán-levegő elegy). A köpenyoldal kimenete két, egymással párhuzamosan kacsolt 3 hevítőkamrán át a 4 reaktor 41 gázbevezetésével van gáztömören összekötve. A 3 hevítőkamrák szintén szemcsés katalizátorral vannak feltöltve (ennek típusa célszerűen, de nem kötelezően azonos a 4 reaktorban alkalmazott katalizátoréval). A 3 hevítőkamrákhoz túlnyomás alá helyezett villamos 5 csatlakozószekrények vannak társítva. Az 5 csatlakozószekrényekre vannak kötve a 3 hevítőkamrák vezérelhető villamos 31 fűtőeszközei, amelyek a szemcsés katalizátorágyba benyúlóan vannak elrendezve. Az 5 csatlakozószekrények egyrészt nyomásszabályozó 7 szűrőn át (nem ábrázolt) sűrített levegőt vagy semleges gázt szolgáltató túlnyomást biztosító eszközzel, másrészt 61 mágnesszeleppel ellátott elvezető 6 vezetékkel vannak összekötve. A 4 reaktor és a 3 hevítőkamrák célszerűen egy közös 9 egységbe vannak foglalva a hőveszteségek csökkentése céljából. A berendezésnek 10 kezelőpultja és 20 vezérlőegysége van, amelyek össze vannak kötve egymással, valamint a 4 reaktorhoz és a 3 hevítőkamrákhoz társított 43, 44 és 32 hőérzékelő eszközökkel (pl. hőmérsékletmérő kapcsolókkal) és az 5 csatlakozószekrényekhez társított 51 nyomásérzékelő eszközökkel (pl. nyomáskapcsolókkal). Célszerű a 4 reaktor hőmérsékletét több ponton is ellenőrizni, ezért tüntettünk fel két 43, 44 hőérzékelő eszközt (adott esetben több is alkalmazható). A 10 kezelőpulton helyezkednek el a berendezés üzemeltetéséhez szükséges kapcsolószervek, hibajelzők, mérő-, szabályozó és regisztráló műszerek stb. A 10 kezelőpult a veszélyességi övezeten kívül helyezkedik el, de a kezelés szempontjából jól hozzáférhető helyen (irányító szoba, műszerterem, diszpécserhelyiség stb.). A 20 vezérlőegység az erőátviteli kapcsolókat, valamint a hő- és zárlatvédelmi elemeket elemeket tartalmazza. Ennek célszerű helye az adott üzem villamos kapcsolótere. A 10 kezelőpultot és a 20 vezérlőegységet, valamint a berendezést sokerű, az MSZ 1600/8 sz. magyar szabvány előírásait kielégítő anyagú, védettségű és keresztmetszetű kábel köti össze. Az ábrán a szaggatott vonalak a vezérlő köröket jelölik, a pont-vonal pedig a befoglalt részek egy közös egységbe foglalását jelképezi. A bemutatott berendezésben a következőképpen valósul meg a találmány szerinti eljárás: A tisztítandó (oxidálandó) gázt a 8 lángzáron át 1 ventillátor szívja be és nyomja a 2 hőcserélő köpenyoldalán át az egymással párhuzamosan kapcsolt 3 hevítőkamrákba. Itt a villamos 31 fűtőeszközök (amelyek be vannak ágyazva a szemcsés katalizátorba) a katalitikus oxidáció megindításához szükséges hőmérsékletre (80-550 °C, előnyösen 180-330 °C) melegítik a hőcserélő által előmelegített gázt. A 3 hevítő kamrákból a 4 reaktorba jut a gáz, ahol befejeződik a katalitikus oxidáció. Az oxidált (tisztított) gázáram a 2 hőcserélő csövein át a 21 kéménybe távozik, miközben ellenáramban előmelegíti a tisztítandó gázáramot. A szállítási sebességet úgy választjuk meg, hogy nagyobb legyen a legveszélyesebb (legnagyobb égési sebességű) gáz (metán) égési sebességénél (célszerűen annak 2-5-szöröse). Az 5 csatlakozószekrényeket túlnyomás alatt kell tartani, hogy a külső tűz- és robbanásveszélyes térből ne léphessen be levegő. Üzemkezdet előtt át kell öblíteni a túlnyomásos levegővel vagy semleges gázzal. Ezt úgy valósítjuk meg, hogy a bekapcsoláskor 1-6 perc közötti állítható időtartammal automatikus öblítési ciklust hajtunk végre első műveleti fázisként. A friss levegő beáramlásának egyidejűleg nyitjuk a leeresztő szelepként működő 61 szelepet. A beállított idő leteltekor a 61 szelep zár, az 5 csatlakozószekrény túlnyomás alá kerül (pl. 100 Pa), és ennek kijelzése után indítható az 1 ventillátor. Ha a túlnyomás bármely okból nem jön létre (pl. levegőkimaradás, tömítetlenség), akkor a fenti időtartam elteltével az automatika hibajelzést ad, és a berendezés nem indítható. A nyomást az 51 nyomásérzékelő eszközök ellenőrzik (ezek robbanásbiztos kivitelűek). Az 1 ventillátor indítása után kapcsoljuk be a villamos 31 fűtőeszközöket (ha az 1 ventillátor leáll, a fűtés automatikusan megszűnik). A kívánt hőmérsékletű üzemet a 32, 43 és 44 hőérzékelő eszközök által szolgáltatott jelek alapján a 20 vezérlőegység biztosítja. Ha a berendezés bármely pontján magasabb a hőmérséklet a megengedettnél, automatikusan leáll a fűtés, vészhelyzetben pedig az egész berendezés. Az egyes hibákat és üzemzavarokat a 10 kezelőpulton fény- és nyugtázható hangjelzések jelzik. Megfelelő eszközökkel célszerű ellenőrizni a villamos 31 fűtőeszközök épségét is. A hőmérséklet megfutása három okból következhet be: a) az 1 ventillátor leállása, b) a szabályozókor meghibásodása, c) a szennyező komponensek koncentrációjának növekedése. A fűtés főkapcsolója mindhárom esetben leold. Mivel a berendezés és ezen belül a katalizátorágy áramlási ellenállása kicsi (2000-3000 Pa), a 21 kémény láthatja el a hasadótárcsa szerepét. Kifújás esetén ez veszélyforrást nem jelent. A találmány szerinti megoldással (a katalizátorágy anyagának önmagában ismert módon történő megfelelő megválasztása mellett) a legkülönfélébb gázok oxidálhatók, tisztíthatók (például normál-, izo-, ciklo- és aromás szénhidrogéneket, oxigén-, kén- és nitrogéntartalmú szénhidrogénszármazékokat, szénmonoxidot, kénhidrogént, merkaptánokat és ammónia szennyezéseket tartalmazó levegőáramok). A robbanásveszélyes térben elhelyezett térben elhelyezett eszközöknek (pl. ventillátor) és szerelvényeknek (pl. nyomáskapcsolók, mágnesszelepek) természetesen robbanásbiztos kivitelűeknek kell lenniük. A 21 kéményt és a csővezetéket célszerű (nem ábrázolt) rezgéscsillapítóval (flexibilis csőszakasszal) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
