203487. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hulladékgázok katalitikus tisztítására
1 HU 203 487 B 2 Ismert, hogy a katalizátor élettartama megrövidülésének egyik oka különböző hőmérsékletű helyi katalizátorszakaszok kialakulása. Kísérletileg kimutattuk, hogy a méregtelenítési folyamat ismert eljárások szerinti végrehajtása során ilyen katalizátorszakaszok képződése 3-10 órát vesz igénybe. Ez az idő lényegesen meghaladja azt az időközt (10-120 perc), amelynek során a gáznak a rétegbe való bevezetési irányát megváltoztatjuk. Azon az időn belül, ami alatt a tisztítandó gázt az egyik irányban bevezetjük, a katalizátorszakaszokon a hőmérsékleti gradiens kialakulása nem érheti el maximális értékét, és így egészében véve lényegesen nem befolyásolhatja a folyamatjellemzőit. A katalizátonéteg kettéosztásával a különböző hőmérsékleti értékeket mutató katalizátorszakaszok jelenléte kiküszöbölhető. Amikor a tisztítandó gázt a katalizátorréteg első részén a tisztítandó gáz bevezetési irányára merőleges keresztmetszeten át áramoltatjuk, akkor különböző hőmérsékletű katalizátorszakaszok alakulnak ki. A gáznak a katalizátor első részéből való kilépése után a tisztítandó gázt - például egy légjárattal, egy szegmentált kettősrács, vagy kévetőként működő cső segítségével - átkeverjük. A tisztítandó gáz átkevert gázáramát a katalizátorréteg második részébe vezetjük. Ez a gázáram megszünteti a katalizátorréteg különböző szakaszai közötti hőmérséklet-különbséget, amely az előző bevezetési irány során a tisztítandó gáz bevezetésekor alakult ki. Ha olyan gázokat méregtelenítőnk, amelyek összes szennyezéstartalma 1 g/m3-nél kisebb, akkor ajánlatos a katalizátorrétegben a hőmérsékletek csökkentése céljából, de a tisztítás mértékének megtartása mellett a hulladékgázt egy mélyreható oxidációt elősegítő katalizátorrétegen egy szénhidrogén-tüzelőanyag jelenlétében átbocsátani, amelyet a kiindulási gázba szakaszosan, a hulladékgáz 1 m3-ére számítva 0,5-5 g mennyiségben vezetünk be. A tüzelőanyaggal összekevert gáz tisztítás céljából való bevezetése során a hőmérséklet a katalizátorrétegben növekedni kezd. Folyamatos tüzelőanyag-bevitel esetén e rétegben olyan hőmérsékletek léphetnek fel, amelyek a katalizátor hőstabilitási határát meghaladják. Ha viszont a gázt tüzelőanyag nélkül visszük a tisztítási folyamatba, akkor nem sikerül a méregtelenítési folyamat végrehajtása a tisztítás magas színvonalával, elfogadható technológiai feltételek mellett. Ezért a tüzelőanyag bevitelét addig végezzük, amíg a hőmérséklet a rétegben egy bizonyos, előre meghatározott értéket (250-700 *Q elér. Ezután a tüzelőanyag bevitelét leállítjuk, és csak a tisztítandó gázt vezetjük a tisztítási folyamatba. Ennek során a hőmérséklet csökkenni fog. Egy bizonyos minimális hőmérsékletnek a katalizátorrétegben történő elérése után a tüzelőanyag bevezetését ismét megkezdjük, és a továbbiakban is így járunk el. Ha a hőmennyiség a tisztítandó gáz 0,5 g/m3 mértékének megfelelő hőmennyiségig csökken, akkor csekély össz-szennyezéstartalmú gázok (ha a szennyezéstartalom 1 g/m3-nél kisebb) nem méregteleníthetők. Az atmoszférába elvezetett hőmennyiségek ennek során túllépik a reakció következtében keletkező hőmennyiséget, és így a méregtelenítési folyamat kielégítő tökéletességgel nem játszódik le. Ha a tüzelőanyagot a tisTtftandó gáz 1 m3-ére vonatkoztatva 5 g-nál nagyobb mennyiségben vezetjük be, akkor a hőmérséklet a katalizátorrétegben nagyon gyorsan növekszik, és ennek következtében nehezebbé válik a folyamat ellenőrzése és szabályozása. Ennek során továbbá nem zárható ki a katalizátorréteg egyes szakaszaiban a katalizátor túlhevülése, aktivitásának csökkenése vagy megszűnése. A találmány szerinti, hulladékgáz tisztítására szolgáló eljárás az ismert, katalitikus tisztítási eljárásokkal összehasonlítva - amelyeket nemstacionárius körülmények között valósítanak meg - lehetővé teszi a katalizátor élettartamának 20-40%-os meghosszabbítását, aminek során a toxikus szennyezések kiküszöbölésével mintegy 100%-os tisztítást érünk el. Ezen túlmenően azokkal a hagyományos méregtelenítési eljárásokkal összehasonlítva is kitűnik a találmány szerinti eljárás, amelyek kivitelezése során a tisztítandó gázt egyugyanazon irányban vezetik a katalizátorrétegbe; a találmány szerinti eljárás technológiája egyszerűbb, és készülékigénye kevesebb, valamint különböző öszetételű és ingadozó térfogatú gázok tisztítására is alkalmazható. A találmány szerinti eljárás értelmében a tisztítást egyetlen készülékben végezzük, s így hőkicserélő-célberendezés nem szükséges. A gáztisztító berendezés fémigénye 2-5-szörös tényezővel csökken, A találmány szerinti eljárás alkalmazása lehetővé teszi bonyolult összetételű toxikus szennyezéseket tartalmazó gázok méregtelenítését. A toxikus szennyezések kiküszöbölésével a gázok tisztulásának a mértéke lehetővé teszi a modem egészségügyi szabványok megtartását. Az eljárás egyik előnye abban áll, hogy az elérhető tisztulási mérték gyakorlatilag független a mélyreható oxidációnak az eljárás kivitelezése során alkalmazott, különböző típusú katalizátoraitól. Mindezek alapján a találmány szerinti eljárást egyszerű technika, egyszerű készülékigény, nagy hatékonyság, a mélyreható oxidáció céljából alkalmazott katalizátorok kielégítően hosszú élettartama (körülbelül 20-24 hónap), gazdaságosság és általános alkalmazhatóság jellemzi, mivel felhasználható a gázoknak tetszőleges összetételű szerves szennyezésektől vagy szén- monoxidtól való megtisztítására. A találmány szerinti eljárás legkedvezőbb kivitelezési módja A hulladékgáz katalitikus tisztítási eljárása technológiai kivitelezés szempontjából egyszerű, és az alábbiak szerint hajtható végre. Tisztítandó gázt mélyreható oxidációra alkalmas, előmelegített katalizátorrétegbe vezetünk. A katalizátorral való érintkezés következtében a gáz a szennyezések oxidációjának kezdőhőmérsékletére melegszik. A katalizátorréteg első részében végbemegy a szennyezések mélyreható oxidációjának kémiai reakciója, és a gáz a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 » 6Q 4
