CZ210597A3

CZ210597A3 - Způsob čištění plynů a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ210597A3
Application number: CZ972105A
Authority: CZ
Inventors: Muynck José Omer Arnold De
Original assignee: Groep Danis; Druwel Norbert
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1996-01-16
Publication date: 1998-05-13
Also published as: CN1168108A; RU2152246C1; BR9606762A; CA2209799A1; DE69601528D1; EP0804282B1; HUP9800629A3; GR3030173T3; PL321322A1; US5885537A; JPH11503062A; WO1996022158A1; DK0804282T3; ES2130785T3; HUP9800629A2; BE1009045A3; EP0804282A1; ATE176603T1; DE69601528T2

Description

Způsob čištění plynů a zařízení k provádění tohoto způsobu Oblast techniky

Vynález se týká způsobu čištění plynů, které trtmffRíTjT tepelně rozložitelné složky, při němž se tepelně rozložitelné složky tepelně rozkládají.

Tepelně rozložitelnými složkami se míní hlavně těkavé organické složky, které obvykle nepříjemně zapáchají. Takovými složkami jsou například aromatické nebo alifatické sloučeniny.

Působením rozkladu se tyto rozložitelné složky rozkládají na neškodné konečné produkty.

Zejména se vynález týká způsobu rozkládání tepelně rozložitelných složek, obzvláště těkavých organických složek, obsažených v plynech, při kterém se tyto plyny vedou teplosměnným mediem, rozkladné teplotě a v teplosměnném mediu sestávajícím z částic odolávajících při kterém se tyto plyny zahřívají až na teplotu jejich rozkladu. Plyny mohou pocházet ze sušení a/nebo ze spalování organických odpadů a mohou z velké části sestávat z páry.

Dosavadní stav techniky

U známých způsobů shora uvedeného typu se plyny vedou dolů stacionárním žáruvzdorným teplosměnným mediem, sestávajícím z keramických kroužků, v nichž je vztyčen topný elektrický odpor. U tohoto známého způsobu se teplosměnné medium poměrně rychle znečistí, takže se musí brzy vyměňovat. Známého způsobu nelze použít pro vlhké plyny.

Úkolem vynálezu je poskytnout způsob rozkládání tepelně rozložitelných složek, obsažených v plynech, s výtečnou výměnou tepla, přičemž teplosměnná hmota se musí nahrazovat méně často a způsobu lze použít i pro vlhké plyny.

Podstata vynálezu

Způsob rozkládání tepelně rozložitelných složek, obzvláště těkavých organických složek obsažených v plynech, při kterém se tyto plyny vedou teplosměnným mediem, sestávajícím z částic odolávajících rozkládací teplotě, a při kterém se tyto plyny zahřívají v teplosměnném mediu až na teplotu svého rozkladu, spočívá podle vynálezu v tom, že teplosměnné medium se plynule vede kolem první zóny a následně se z první zóny odvádí, přičemž toto teplosměnné medium plyny zahřívá a pak se odvádí do druhé zóny, ve které se teplosměnné médium zahřívá alespoň částečně odpadními plyny od spalování rozložitelných složek a/nebo od rozkládání produktů spalování odpadních plynů a zbytkem plynů, které se dále zahřály tímto spalováním, přičemž ke spalování dochází hlavně ve spalovací zóně mezi první zónou a druhou zónou.

Vedení kolem teplosměnného media, kterým protékají plyny je známé z amerického patentového spisu číslo US-A-2 636575, avšak teplosměnným mediem je adsorbční činidlo, kterého se hlavně používá k vysoušení vzduchu v nejvrchnější zóně, zatímco v nejspodnější zóně je adsorbční činidlo vysoušeno jiným vzduchem, zahřívaným hořákem. Připomíná se, že adsobčním činidlem může být katalyzátor, přičemž ke katalytické reakci dochází v nejvrchnější zóně a přičemž se katalyzátor čistí od adsorbovaných plynů a produktů v nejspodnější zóně.

Podle zvláštního provedení vynálezu je do spalovací zóny přiváděna externí energie.

V první a ve druhé zóně se teplosměnné medium pohybuje směrem dolů například působením gravitace.

Plyny se vedou s výhodou sem a tam nad teplosměnným mediem tak, že pronikají teplosměnným mediem několikrát.

Vhodným teplosměnným mediem je granulovaná hmota.

Vynález se týká také zařízení, které je neobyčejně vhodné k provádění kteréhokoli z uvedených provedení způsobu podle vynálezu.

Vynález se tedy týká zařízení k provádění způsobu podle vynálezu.

Zařízení k tepelnému rozkládání tepelně rozložitelných prostoru mezi druhým, jsou prstencové stěny, složek obsažených v plynech, spočívá podle vynálezu v tom, že ho tvoří věž, tři válcové souosé svislé pláště, vnitřní plášť, druhý, prostřední plášť a vnější plášť, přičemž vnitřní plášť s otvory je uzavřen nahoře i dole, druhý, prostřední plášť s děrami obklopuje vnitřní plášť a vnější plášť obklopuje druhý, prostřední plášť, přičemž v vnitřním pláštěm a vnějším pláštěm které rozdělují prostor na spodní komoru, střední komoru a vrchní komoru, umístěné nad sebou a otevřené do prostoru mezi druhým, prostředním pláštěm a vnitřním pláštěm děrami ve druhém, vnitřním plášti, přičemž prostor uvnitř vnitřního pláště je rozdělen na horní komoru a dolní komoru alespoň jednou přepážkou, zařízení dále tvoří teplosměnné medium mezi vnitřním pláštěm a druhým, prostředním pláštěm a teplosměnné medium sestává z částic, zařízení má výtlačný šnek, plnicí šnek a elevátor ke shromažďování teplosměnného media na dně věže a k jeho převádění zpět do hlavy věže mezi vnitřním pláštěm a druhým, prostředním pláštěm, a má dále přívod, ventilátor a výfuk k zavádění plynů na dně druhým, prostředním pláštěm a vyfukování plynů nahoře druhým, prostředním pláštěm, přičemž přívod plynů je otevřen do spodní komory, umístěné u dna, a výfuk plynů je otevřen do vrchní komory, umístěné nahoře .

Zařízení prakticky obsahuje prostředky k dodávání energie plynům mezi vstupem a výstupem, buď v podobě horkých plynů nebo v podobě injektovaného paliva.

Vynález objasňují, nijak však neomezují, následující příklady praktického provedení pomocí přiložených obrázků.

Seznam obrázků

Na obr. 1 je v řezu schéma zařízení k rozkládání tepelně rozložitelných složek podle vynálezu.

Na obr. 2 je řez II-II z obr. 1.

Na obr. 3 je ve zvětšeném měřítku detail F3 vyznačený na obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení k čištění plynů podle vynálezu tvoří věž 1., která sestává ze tří souosých svislých plástů, vnitřního pláště 2., druhého, prostředního pláště ,3 a vnějšího pláště 4., ve tvaru válců, které se kuželovité zužují na obou koncích.

Vnitřní plást 2_ je navrchu a u dna uzavřen a ve válcové části je opatřen otvory 5..

Prostor uvnitř vnitřního pláště 2 je rozdělen přepážkami 6. v horní komoře 7_ a v dolní komoře 8..

Jak je patrno z detailu na obr. 3, může být tento vnitřní plášt 2 zhotoven ze žáruvzdorných dutých cihel 9., které jsou ve svých obloukových stěnách opatřeny okénky 10, tvořícími otvory .5 spolu s dutinou 11 v cihlách.

Druhý, prostřední plášt 3. je také opatřen děrami 12 ve své válcové části a může být zhotoven z podobných žáruvzdorných cihel 9. stejně jako vnitřní plášť 2..

Vnější plášť 4. je pevná stěna, například z plynového betonu.

Kuželově ukosené vnější části druhého, prostředního pláště 3. a vnějšího pláště 4. jsou na koncích otevřené, takže u hlavy věže 1. tvoří vstup 13 a u dna věže 1. výstup 14 , které jsou otevřeny do prostoru mezi vnitřním pláštěm 2. a druhým, prostředním pláštěm 3_.

Prostor mezi druhým, prostředním pláštěm 3. a vnějším pláštěm 4. je rozdělen prstencovými stěnami do tří prstencových komor nad sebou, totiž spodní komory 17 , střední komory 18 a vrchní komory 19.

Pokud je v místě prstencové stěny 16 vytvořen druhý, vnitřní plášť 3. z dutých cihel, je dutá cihla 9. nahražena plnou stěnou, k zabránění přímého spojení mezi spodní komorou 17 , střední komorou 18 a vrchní komorou 19 druhým, prostředním pláštěm 3..

Prostor mezi vnitřním pláštěm 2. a druhým, prostředním pláštěm 3. není přerušen, ale je vyplněn teplosměnným mediem ve tvaru granulované hmoty, sestávající z částic odolávajících teplotě potřebné k rozpuštění těkavých organických složek v plynech, a které zejména odolávají teplotám 800 až 900 ’C. Pro jednoduchost není granulovaná hmota na obr. 3 znázorněna. Vhodnými částicemi jsou částice, které snadno adsorbují a uvolňují teplo, jako je vypálený jíl, aluminát, například aluminát vápenatý nebo sloučenina obsahující aluminát. Tyto částice zajišťují nejenom přenos tepla, ale mohou mít také katalytický účinek.

Plyny, pocházející ze sušení a/nebo spalování odpadků, například plyny ze spalovny odpadků, sestávající převážně z páry a z těkavých látek, z tepelně rozložitelných organických sloučenin, které mohou být škodlivé, se mohou přivádět přívodem 2.0, který ústí do spodní komory 17 vnějším pláštěm 4_ pomocí ventilátoru 21 v tomto přívodu 20. Do tohoto přívodu 20 je zaústěna trubka 22, kterou se přivádí do plynů horký vzduch.

Plyny vystupují z vrchní komory 19 výfukem 2 3. procházejícím vnějším pláštěm 4, a ve výfuku 23 je rovněž umístěn ventilátor 21 .

Energetická hodnota neboli teplo se může granulované hmotě dodávat kruhovým plynovým potrubím 24, umístěným ve střední komoře 1 8, které má průduchy a je napojeno na vnější hořák 2 5 umístěný mimo vnější plášť 4.

Vnější plášť 4. obklopuje skříň 26 , kterou procházejí vstup 13, přívod 20., výstup 14 a výfuk 23.

Pod výstupem 14 je umístěn výtlačný šnek 27 a nad vstupem 13 je umístěn plnicí šnek 2 8 pro granulovanou hmotu.

K přepravě granulované hmoty z výtlačného šneku 27 do plnicího šneku 28 slouží elevátor 29.

Trubkou 22 se přivádí do plynů množství horkého vzduchu, s výhodou 10 %, k dodávání postačítelného množství kyslíku ke spalování tepelně rozložitelných složek a/nebo produktů rozkladu i vzduchu pro případné spalování plynů injektovaných kruhovým plynovým potrubím 24.

Tento vzduch má s výhodou teplotu nad 650 ’C, což slouží také k předehřátí plynů a pokud tyto plyny obsahují páru, snižuje teplotu nasycení této páry a tím zabraňuje kondenzaci

Princip čištění plynu, nebo jinak řečeno princip rozkládání rozložitelných složek na nezávadné konečné produkty spočívá v tom, že se nechá granulovaná hmota cirkulovat a plyny se vedou v protiproudu vůči dolů směřujícímu proudění granulované hmoty, přičemž plyny proud granulované hmotj^rněkolikrát křižují. Toto křižování je umožněno tím, že vnitřní plášť 2_ je opatřen otvory 5. a druhý, vnitřní plášť 3. je opatřen děrami 12.

Při normálním režimu se plyny zahřívají dole granulovanou hmotou v první zóně 30, zatímco ve druhé zóně 31 nahoře je tato granulovaná hmota jednak zahřívána spalinami, pocházejícími ze spálení nebo pyrolysy těkavých organických sloučenin a/nebo produktů rozkladu, jednak spalinami vnějšího hořáku 25, které se přivádějí kruhovým plynovým potrubím 24 do spalovací zóny 32 umístěné mezi první zónou 30 a druhou zónou 31 ·

Plyny o teplotě 150 až 200 ’ C se foukají do druhé zóny 31 přívodem 20 a do spodní komory 17 druhým, prostředním pláštěm 3.

Jak je vyznačeno šipkami, prochází hlavní část těchto plnů granulovanou hmotou a vnitřním pláštěn 2. v dolní komoře 8., přičemž se plyny zahřívají.

Proud plynů je zaražen přepážkou 6. a znovu je veden doprava druhou zónou 31 do střední komory 18 mezi druhým, prostředním pláštěm 3. a vnějším pláštěm 4_, přičemž se plyny dále ohřívají granulovanou hmotou.

V průběhu ohřevu plynů se alespoň část rozložitelných složek obvykle právě začne rozkládat na plynné produkty rozkladu, které se pak dále mohou rozkládat něho spalovat.

V této střední komoře 1_8 a v části granulované hmoty spojené s ní děrami 12 ve druhém, prostředním plášti 3. se tvoří spalovací zóna 32. V této spalovací zóně 32 dochází k dalšímu rozkládání rozložitelných složek a/nebo produktů rozkladu a obzvláště ke spalování plynných produktů rozkladu na neškodné konečné produkty, zejména na oxid uhličitý, vodík a dusík. V této spalovací zóně 32 se případně také dále spalují spaliny vnějšího hořáku 2 5 . V této spalovací zóně 3 2 s více než 100 ’C vzrůstají teploty až do 800 až 900 ’C nebo i výše.

Podle jiné varianty mohou být kruhovým plynovým potrubím 24 přiváděny buď obvykle ohřívané plyny nebo například může být místo spalin dodáváno plynné palivo.

Injektováním plynů kruhovým plynovým potrubím 24 do spalovací zóny 23 se vytváří přetlak o méně než 5 % vůči tlaku okolí a tyto plyny se rozptýlí do ostatních plynů. Tím je zabráněno tvorně nitrosních plynů.

V horní části střední komory 18 proudí horké plyny opět granulovanou hmotou, jmenovitě druhou zónou 31 do horní komory 7., čímž plyny zahřívají granulovanou hmotu.

Působením ventilátoru 21 horní komora 1_ je nahoře vyčištěné plyny opačně vůči z horní komory 7. granulovanou hmotu dále zahřívají.

ve výfuku 23 plynů a jelikož uzavřena, protékají předběžně výfuku 23 radiálně směrem ven hmotou, takže tuto granulovanou

Tyto plyny procházejí vrchní komorou 19 a výfukem 2 3 a opouštějí věž 1 o teplotě nad 150 ’C.

Během této cirkulace plynů je granulovaná hmota v oběhu.

Tato hmota plynule klesá v prostoru 15 mezi vnitřním pláštěm a druhým, vnitřním pláštěm 3 působením gravitace.

Na dně se vychladlá granulová hmota shromažďuje na výtlačném šneku 27 . Elevátorem 29 se tato hmota předává na plnicí šnek 28 a vnáší se tímto plnicím šnekem 28 k vrcholu prostoru 15 .

Výměna tepla mezi granulovanou hmotou a plyny je výtečná a čištění plynů rozkladem nebo spalováním tepelně rozložitelných složek může probíhat velice ekonomickým způsobem.

Ačkoli je granulovaná hmota do značné míry samočisticí, může se dále čistit mimo věž j. během cirkulace. Během čištění se může granulovaná hmota nahradit zčásti nebo jako celek novou hmotou.

Ve věži X může granulovaná hmota působit jako filtr, který zachytí pevné částice, které se mohou vyskytnout v proudu plynů, jehož průtočná rychlost je s výhodou nižší než 1,5 m/s. Během čištění granulované hmoty se pak mohou tyto pevné částice odstraňovat výtlačným šnekem 27.

Součásti, jako kovy, které se uvolnily během čištění, zejména měď, se mohou vysrážet na částicích granulované hmoty když vychladne. Díky vzájemnému tření částic, když se hmota částic pohybuje, se tyto vysrážené částice odstraní.

Způsob lze použít u vlhkých plynů, avšak tyto plyny nemusejí sestávat hlavně z páry.

Cirkulaci granulované hmoty nemusí obstarávat pouze elevátor 29 . Mohou to být také dopravní šneky nebo taková zařízení.

Také proudění plynů nemusí nutně obstarávat dva ventilátory. Může to zajišťovat jeden ventilátor nebo jedna neboněkolikvývěv.

Energetická hodnota zvenčí spalovací komory je přidávána podle potřeby. Není také vyloučeno, že ustane, jakmile je ukončeno nastartování, kdy takové přidávání už není zapotřebí, jelikož rozklad nebo spalování organických složek v plynech zajišťuje dostatek tepla k udržování rozkladu v chodu.

Uvedenými příklady provedení není vynález nikterak omezen, naopak, tento způsob a zařízení lze provádět ve variantách všeho druhu, pokud je v rozsahu patentových nároků.

Průmyslová využitelnost.

Čistění plynů rozkládáním a spalováním rozložitelných složek odpadních plynťi za využj^ití jako teplosměnného media granulované hmoty, cyklicky probíhající navrhovaným zařízením.

Claims

PATENTOVÉ

NÁROKY oigoa v plynech, T'2 vedou t eplosraěnl^jB™JiteilX>»íftT”

1. Způsob rozkládání tepelně roz lož i telných p OslozžeQíp obzvláště těkavých organických složek obsažených při kterém se tyto plyny sestávajícím z částic odolávajících rozkládací teplotě, a při kterém se tyto plyny zahřívají v teplosměnném mediu až na teplotu svého rozkladu, vyznačující se tím, že teplosměnné medium se plynule vede kolem první zóny a následně se z první zóny odvádí, přičemž toto teplosměnné medium plyny zahřívá a pak se odvádí do druhé zóny, ve které se teplosměnné médium zahřívá alespoň částečně odpadními plyny od spalování rozložitelných složek a/nebo produktů spalování odpadních plynů a zbytkem dále zahřály tímto spalováním, přičemž ke spalování dochází hlavně ve spalovací zóně mezi první zónou a druhou zónou.

od rozkládání plynů, které se
2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se t í m , že tepelně rozložitelnými složkami plynů jsou těkavé organické složky, přičemž se plyny se ve spalovací zóně zahřívají na teplotu 800 *C nebo více.
3. Způsob podle nároku la 2, vyznačující se t í m, že se do spalovací zóny přivádí vzduch dříve než plyny dospějí do spalovací zóny.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se t í m, že se přivádí vzduch při teplotě nad 650 ’C.
5. Způsob podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se t í m, že k plynům se přidává objemově až 10 % vzduchu.
6. Způsob podle nároku 1 až 5, vyznačující se t í m, že do spalovací zóny se přidává energetická hodnota zvnějšku.

7 . Z p ň s o b podle nároku 1 a ž 6, v y z n a č u j ící se tím , ž e s e ve spalovací zóně vytváří přetlak 0 5 % oproti tlaku okolí. 8 . Způsob podle nároku 1 a ž 7, v y z n a č u j ící se tím , ž e v první zóně a v e druhé zóně se teplosměnné medium

pohybuje dolů působením gravitace a plyny jsou vedeny sem a tam nad teplosměnným mediem tak, že pronikají teplosměnným mediem několikrát.
9. Způsob podle nároku 1 až 8, vyznačující se t í m , že jako teplosměnného media je použito granulované hmoty.
10. Způsob podle nároku 1 až 9, vyznačující se t í m , že jako teplosměnného media je použito materiálu ze sdouboru zahrnujícího jíl, aluminát a sloučeniny obsahující aluminát.

Zařízení k obsažených
11 .

složek tím, tepelnému rozkládání tepelně rozložitelných v plynech ,vyznačující se že ho tvoří věž (1), tři válcové souosé svislé pláště, vnitřní plášť (2), druhý, prostřední plášť (3) a vnější plášť (4), přičemž vnitřní plášť (2) s otvory (5) je uzavřen nahoře i dole, druhý, prostřední plášť (3) s děrami (12) obklopuje vnitřní plášť (2) a vnější plášť (4) obklopuje druhý, prostřední plášť (3), přičemž v prostoru mezi druhým, vnitřním pláštěm (3) a vnějším pláštěm (4) jsou prstencové stěny (16), které rozdělují prostor na spodní komoru (17), střední komoru umístěné nad sebou a otevřené do prostředním pláštěm (3) a vnitřním ve druhém, vnitřním plášti (3), prostor uvnitř vnitřního pláště (2) je rozdělen na horní komoru (7) a dolní komoru (8) alespoň jednou přepážkou (6), zařízení dále tvoří teplosměnné medium mezi vnitřním (18) a vrchní komoru (19) prostoru (15) mezi druhým, pláštěm (2) děrami (12) přičemž ·· ···· ·· ···* • · 9 • · « ··· · • * *· *

13 pláštěm a druhým, prostředním pláštěm (3) a teplosměnné medium sestává z částic, zařízení má výtlačný šnek (27), plnicí šnek (28) a elevátor (29) ke shromažďování teplosměnného media na dně věže (1) a k jeho převádění zpět do hlavy věže (1) mezi vnitřním pláštěm (2) a druhým, prostředním pláštěm (3), a má dále přívod (20), ventilátor (21) a výfuk (23) k zavádění plynů na dně druhým, prostředním pláštěm (3) a vyfukování plynů nahoře druhým, prostředním pláštěm (3), přičemž přívod (20) plynů je otevřen do spodní komory (17), umístěné u dna, a výfuk (23) plynů je otevřen do vrchní komory (19) , umístěné nahoře.
12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se t í m, že má kruhové plynové potrubí (24) a vnější hořák (25) k dodávání energetiké hodnoty plynům mezi přívodem (20) plynů a výfukem (23) plynů zvenčí.
13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že kruhové plynové potrubí (24) je ve střední komoře (18) mezi druhým, prostředním pláštěm (3) a vnějším pláštěm (4).
14. Zařízení podle nároku 12 až 13, vyznačující se t í m, že k dodávání energetické hodnoty plynům slouží vnější hořák (25) umístěný vně vnějšího pláště (4).