Устройство для удаления окислов азота из отходящих газов топочной установки

 

Изобретение относится к устройствам для каталитической очистки газов топочных установок от МОХ в присутствии ЫНз, применяемых в теплоэнергетике, и позволяет предотвратить отложение NH4HS04 на поверхности катализатора и попадание МНз в окружающую среду. Устройство содержит каталитический реактор с носителем, заполненным элементами катализатора селективного восстановления NOx с помощью NHa. Реактор разделен на 2 зоны - катализа и охлаждения. Привод предназначен для непрерывного или ступенчатого вращательного перемещения носителя относительно этих зон. Зона катализа связана трубопроводом отходящих газов с топочной установкой. Трубопровод подвода воздуха соединен с зоной охлаждения реактора и затем с топочной установкой. Перед зоной охлаждения он соединен с емкостью с ЫНз. Элементы катализатора изготовлены из материала, адсорбирующего NHa. Во время вращения носителя адсорбированный частицами катализатора МНз переводится в зону катализа, через которую проходят отходящие газы и где происходит восстановление NOx до N2 и Н20. 2 ил. СП С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 D 53/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ 2 4 M

О (Я ,00 (21) 4027392/26 (86) РСТI ЕP 85/00429 (22.08.85) (22) 28,04,86 (31) P 3431730.9 (32) 29,08.84 (33) DE (46) 23,04,92. Бюл. ¹ 15 (71) Крафтанлаген АГ (DE) (72) Лотар Рикерт и Михаэль Коттер (DE) (53) 66.074.61 (088.8) (56) Заявка Японии № 57-39168, кл. В 01 О 53/36, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ОКИСЛОВ АЗОТА ИЗ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ТОПОЧНОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к устройствам для каталитической очистки газов топочных установок от NOx в присутствии ИНз, применяемых в теплоэнергетике, и позволяет предотвратить отложение NH4HS04 на поверхности катализатора и попадание МНЗ в окИзобретение относится к устройствам для селективного удаления окислов азота из отходящих газов топочных установок путем восстановления с помощью подводимого извне химического соединения, предпочтительно аммиака в присутствии катализатора.

Цель изобретения — предотвращение отложений гидросульфата аммония на поверхности катализатора и попадания аммиака в окружающую среду.

На фиг. 1 представлена блок-схема топочной установки с подключенным после нее катализатором и регенеративным теплообменником; на фиг. 2 — блок-схема топо„„5U „„1729278 А3 ружающую среду. Устройство содержит каталитический реактор с носителем, заполненным элементами катализатора селективного восстановления NOx с помощью КНз, Реактор разделен на 2 зоны— катализа и охлаждения. Привод предназначен для непрерывного или ступенчатого вращательного перемещения носителя относительно этих зон. Зона катализа связана трубопроводом отходящих газов с топочной установкой. Трубопровод подвода воздуха соединен с зоной охлаждения реактора и затем с топочной установкой. Перед зоной охлаждения он соединен с емкостью с КНЗ. Элементы катализатора изготовлены из материала, адсорбирующего МНЗ. Во время вращения носителя адсорбированный частицами катализатора ИНз переводится в зону катализа. через которую проходят отходящие газы и где происходит восстановление NOx до Nz и НгО, 2 ил. чной установки, в которой подключенный после нее катализатор и регенерационный теплообменник сведены в общий узел.

Устройство содержит реактор 1, разделенный на зону катализа А и зону охлаждения Б. В реактор помещен носитель, заполненный элементами катализатора 2 селективного восстановления окислов азота аммиаком.

Привод 3 предназначен для непрерывного или ступенчатого вращательного перемещения носителя с катализатором относительно зон катализа и охлаждения.

Зона катализа А реактора снабжена трубопроводом 4 подвода отходящих газов от

1729278 топочной установки 5 и трубопроводом 6 отвода из зоны катализа отходящих газов.

Трубопровод 7 подвода воздуха в топочную установку соединен с зоной охлаждения реактора перед топочной установкой, Емкость 8 с аммиаком присоединена к трубопроводу подвода воздуха перед зоной охлаждения трубопроводом 9. Участок 10 перемешивания аммиака с воздухом может соединяться с трубопроводом подачи воздуха трубопроводами 11 и 12. Вращающийся регенеративный теплообменник 13 соединен с трубопроводом 6 отвода отходящих газов из зоны катализа и трубопроводом 14 подвода воздуха к зоне охлаждения реактора, Теплообменник снабжен трубопроводом 15 охлажденных в теплообменнике отходящих газов и трубопроводом 16свежего воздуха, подогреваемого в теплообменнике.

В устройстве, схематично представленном на фиг, 1,.отходящие газы из топочной установки 5 попадают через. трубопровод 4 к катализатору 2, который может быть образован элементами катализатора, расположенными в непрерывно или ступенчато вращающемся носителе с помощью привода 3. Подаваемые по трубопроводу 4 отходящие газы протекают через катализатор 2 в зоне катализа А, где происходит каталитическое восстановление окислов азота, содержащихся в отходящих газах. Выходящие из катализатора отходящие газы, обогащенные молекулярным азотом и водой, попадают за — åì через трубопровод 6 во вращающийся регенеративный теплообменник 13 для передачи тепла отходящих газов свежему воздуху, подаваемому втопочную установку 5 в качестве воздуха для горения. После вращающегося регенеративного теплообменника отходящие газы попадают затем по трубопроводу 15 отходящих газов в установку для отделения соединений серы и повторного нагрева для входа в дымовую трубу (не показаны).

Свежий воздух, подаваемый в топочную установку 5 в качестве воздуха для горения, вначале входит через трубопровод 16 во вращающийся регенеративный теплообменник I3, подогревается в нем в противотоке по отношению к отходящим газам, затем по трубопроводу 14 подается к реактору 1 и проходит через катализатор в зоне охлаждения Б. Затем свежий воздух протекает через трубопровод 7 к топочной установке 5, Подача через носитель с катализатором аммиака, необходимого для восстановления окислов азота, производится в трубопровод 14 свежего воздуха, соединяющий

55 регенеративный теплообменник и зону охлаждения реактора, причем частичный поток свежего воздуха направляется в трубопровод 11 к участку 10 перемешивания, в который из емкости 8 подается и дозированно поступает в частичный поток свежего воздуха аммиак. Затем частичный поток свежего воздуха по трубопроводу 12 возвращают в основной поток свежего воздуха и тем самым его подают к ступенчато или непрерывно вращающемуся носителю с катализатором 2, В зоне охлаждения, через которую протекает свежий воздух, аммиак, содержащийся в свежем воздухе, адсорбируется каталитически активным соединением, затем вследствие вращения носителя переводится в зону катализа, через которую проходят отходящие газы, где затем происходит целевое восстановление окисей азота в азот и воду, Носителю катализатора и регенеративному теплообменнику могут быть приданы в принципе отдельные приводы. Для уменьшения конструкционных затрат рекомендуется придавать обоим блокам совместный привод, например, путем обычного привода регенеративного теплообменника от двигателя и сопряжения носителя катализатора с теплообменником посредством вала.

В устройстве, представленном на фиг.

2, носитель катализатора и регенеративный теплообменник объединены в совместный функциональный узел 17, когда в общем, имеющем привод вращения носителе расположены элементы аккумуляционной массы регенеративного теплообменника, которые по меньшей мере в части своей поверхности покрыты каталитически активным соединением, например, кристаллическим соединением ванадия с титаном, благодаря чему этим аккумуляционным элементам таким образом одновременно придана функция передачи тепла от отходящих газов свежему воздуху и образования каталитически активных поверхностей в потоке отходящих газов. Благодаря объединению катализатора с регенеративным теплообменником отпадает необходимость в трубопроводах 6, 11, 12, 14 (фиг. 1), В примере исполнения согласно фиг. 2 подача аммиака из емкости 8 производится по трубопроводу 9 в поступающий по трубопроводу 16 свежий воздух, который затем полностью направляется через участок 10 перемешивания до входа в функциональный узел 17, в котором размещены регенерационный теплообменник и катализатор, В вариантах исполнения устройства носитель катализатора 2 может иметь отдельный привод, независимый от привода

1729278

55 регенеративного теплообменника 13, так что существует возможность непрерывно или ступенчато проводить катализатор независимо от привода теплообменника. Дозированная подача аммиака в пример исполнения, представленном на фиг, 2, мо жет(в соответствии с примером исполнени согласно фиг. 1) также производиться в час тичный поток, отходящий от потока свежег воздуха, который после перемешивания аммиаком затем возвращают в основной по ток свежего воздуха. В любом случае суще ственным является лишь то, что аммиа подают в катализатор притекающим све жим воздухом и путем связывания каталити чески активным соединением, а затем самом катализаторе переводят в зону, чере которую протекает отходящий газ, Используемые для катализатора ката литически активные соединения, наприме кристаллические соединения ванадия с ти таном, имеют выраженный эффект связыва ния парообразного аммиака. Эта задач решается за счет того, что аммиак подмеши вают к свежему воздуху перед его входом катализатор. Таким образом, введение ам миака, необходимого для восстановлени окисей азота, в отходящие газы осуществля ется уже не в участке трубопровода отходя щих газов, расположенном пере катализатором, а путем подмешивания свежему воздуху, подаваемому в катализа тор. Аммиак благодаря эффекту связывани каталитически активным веществом зате зедерживается в катализаторе и переводи ся в зону, через которую протекают отход щие газы, где амиак затем осуществляе целевое каталитическое восстановлени окисей азота, содержащихся там в отходя щих газах, и при этом разлагается на мол кулярный кислород и воду.

Аммиак подмешивают к свежему возд ху предпочтительно в таком количестве, чт он в зоне катализатора, через которую пр текает сжатый воздух, в значительной ст пени связывается поверхность каталитически активного материала и пр последующем протекании топочных отход щих газов в основном полностью потребл е 5 я о с 10 к

15 в з р 20 а в 25 я д 30 к я м т- 35

Ят е е- 40

У о се- 45 ю и.

ЯЯ50 ется для восстановления окисей азота, содержащихся в них. B потоке отходящего газа, поступающего в катализатор, в этом случае (благодаря отсутствию аммиака) нитросульфат аммония вообще не может возникать, а аммиак, подаваемый со стороны свежего воздуха, в самом катализаторе в значительной степени полностью потребляется для восстановления окисей азота, так что эта вредная соль почти не возникает и в самом катализаторе. Однако, даже если дозированное добавление аммиака к свежему воздуху производится по количеству так, что часть аммиака остается в свежем воздухе и затем подается в топочную установку, это не означает, что затем из топочной установки вместе с отходящими газами выходит и аммиак. Поступающий со свежим воздухом аммиак при температурах, имеющихся в топочных установках, разлагается, так что в крайнем случае в отходящих газах может содержаться незначительно увеличенное количество молекулярного азота, что не представляет опасности, Формула изобретения

Устройство для удаления окислов азота из отходящих газов топочной установки, содержащее разделенный на зону катализа и зону охлаждения каталитический реактор с носителем, заполненным элементами катализатора селективного восстановления окислов азота аммиаком, трубопроводы подвода в зону катализа и отвода из нее отходящих газов, привод для непрерывного или ступенчатого вращательного перемещения носителя относительно зон катализа и охлаждения, трубопровод подвода воздуха к топочной установке и емкость с аммиаком, для ввода его в реактор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения отложений гидросульфата аммония на поверхности катализатора и попадания аммиака в окружающую среду, трубопровод подвода воздуха до топочной установки соединен с зоной охлаждения реактора, а емкость с аммиаком присоединена к трубопроводу подвода воздуха перед зоной охлаждения, при этом элементы катализатора изготовлены из материала, адсорбирующего аммиак.

1729278

2ПЛ/

Составитель Г.Винокурова

Техред М.Моргентал Корректор O.Кундрик

Редактор И.Горная

Заказ 1415 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101