INSTALACJE KATALITYCZNEGO OCZYSZCZANIA GAZÓW TYPU "SWINGTHERM"

Procesy katalitycznego oczyszczania gazów od wielu lat znajdują szerokie zastosowanie w technikach usuwania zbędnych zanieczyszczeń z odlotowych lub technologicznych gazów przemysłowych. Tradycyjne metody katalitycznego oczyszczania gazów są jednak energochłonne. Wymagają dostarczania do strumienia oczyszczonego powietrza dużych ilości ciepia w celu podgrzania złoża katalitycznego do temperatury nieodzownej dla zainicjowania reakcji katalitycznej. Przyjmuje się, że w zależności od rodzaju utlenianej substancji oraz dodatkowo od obecności i stężenia w gazach odlotowych substancji, które mogą dezaktywować katalizatory reakcji utleniania, wymagane jest dostarczenie do strumienia oczyszczanych gazów energii rzędu 30-70 kcl/m3 oraz wysokosprawnych regeneratorów ciepła. Szczególnie mało ekonomiczne stają się procesy katalityczne w przypadku oczyszczania gazów odlotowych o stężeniu zanieczyszczeń organicznych poniżej 0,5 g/m3, ze względu na niskie efekty cieplne związanie z entalpią reakcji utleniania.

Konsumpcja energii w procesie katalitycznego oczyszczania gazów może być obniżona przy zastosowaniu tzw. metody "SWINGTHERM" opatentowanej w latach osiemdziesiątych przez dr inż. Jerzego Wojciechowskiego w Instytucie Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN w Krakowie.

Proces "SWINGTHERM" różni się od procesów konwencjonalnych między innymi tym, że :

l. Kierunek strumienia gazu przepływającego przez złoże katalityczne zmienia się cyklicznie na odwrotny,
2. Złoże katalizatora umieszczone jest pomiędzy dwoma warstwami granulowanego wypełnienia ceramicznego,
3. Ciepło potrzebne do inicjowania reakcji katalitycznego utleniania doprowadzone jest do środkowej części złoża katalitycznego.

Realizacja procesu "SWINGTHERM" polega na zamianie wymiennika ciepla, w którym ciepło wymieniane jest pomiędzy gorącym gazem wylotowym, a zimniejszym gazem wlotowym, na regenerator ciepła, w którym gorący gaz wylotowy oddaje ciepło warstwie wypełnienia ceramicznego, oddawane z kolei zimniejszemu gazowi wlotowemu po zmianie kierunku przeplywu gazów przez reaktor "SWINGTHERM".

Takie powtarzające się periodyczne półcykle zmiany kierunku przepływu gazu wymagają zastosowania dwóch regeneratorów ciepła, mniejszych, prostszych konstrukcyjnie i bardziej efektywnych od klasycznych wymienników ciepła. Dla przykladu: klasyczny wymiennik ciepła o efektywnej powierzchni 100 m2 ma objętość okolo 3 m3 i waży okolo 3.000 kg, podczas gdy wypełnienie ceramiczne w reaktorze "SWINGTHERM" o takiej samej powierzchni ma objętość 0,4 m3 i waży około 300 kg.

Do realizacji procesu katalitycznego dopalania zanieczyszczeń metodą "SWINGTHERM" niezbędny jest zespół urządzeń określonych mianem "instalacji SWINGTHERM", w skład którego wchodzą: reaktor katalityczny, zawór rewersyjny, wentylator i zawory sterujące. Schemat klasycznej instalacji katalitycznej typu "SWINGTHERM" przedstawia zalączony schemat. Ideowy schemat ograniczenia emisji gazów procesowych przy udziale instalacji katalitycznej typu "SWINGTHERM" pokazano na rys. 1 i 2.
 

               

rys.1


rys.2

Jeżeli stężenie zanieczyszczeń organicznych nie przekracza wartości 0,5 - 1,0 g/m3 ciepło wydzielone w reakcji spalania nie jest wystarczające dla utrzymania temperatury złoża bez okresowego dostarczania energii cieplnej za pomocą elementów grzejnych. W przypadku gdy stężenie zanieczyszczeń palnych przekracza wartość 1,0 1,5 g/m3, ciepło wydzielone podczas reakcji spalania jest na tyle wysokie, że proces może zachodzić autotermicznie. Oznacza to, że do utrzymania temperatury złoża na poziomie zapewniającym wysoki stopień konwersji nie jest wymagane dostarczanie dodatkowej energii cieplnej. W miarę dalszego wzrostu koncentracji zanieczyszczeń organicznych temperatura złoża katalizatora rośnie i dla stężeń powyżej 8,0 g/m3 może osiągną wartość, wymagającą specjalnych rozwiązań w konstrukcji reaktora, w celu uniknięcia przegrzania katalizatora lub zniszczenia reaktora.
 

"EKO-DOM" Przedsiębiorstwo Usług Budownictwa i Ochrony Środowiska Sp. z o.o. w Grajewie produkuje instalacje katalitycznego utleniania zanieczyszczeń organicznych opartych na metodzie SWINGTHERM na mocy zawartej z Instytutem Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN w Krakowie umowy licencyjnej nr WK-SW-1/89 z dnia 15 lutego 1989r. i umowy licencyjnej nr 3/90 z dnia 14 września 1990r.


 

Aktualny program produkcji "EKO-DOM" Sp. z o.o. w Grajewie obejmuje cztery typy instalacji katalitycznych opartych na metodzie SWINGTHERM, których wyróżnieniem jest typ stosowanego w nich reaktorach katalitycznych, a mianowicie :

l. Instalacje typu SWINGTHERM-MAZUR przeznaczone do oczyszczania gazów o stężeniu zanieczyszczeń organicznych do 6,0 g/m3,
2. Instalacje typu SWINGTHERM-TRIKAT przeznaczone do oczyszczania gazów o stężeniu zanieczyszczeń organicznych powyżej 6,0 g/m3,
3. Instalacje typu KORMORAN przeznaczone do oczyszczania gazów o stężeniu zanieczyszczeń organicznych do 8,0 g/m3 w obecności pyłów mineralnych do 100 mg/m3 i związków siarki (CS2, H2S, SO2 współpracujące z instalacjami do odsiarczania gazów,
4. Instalacje typu PRO-EKO przeznaczone do oczyszczania gazów o stężeniu zanieczyszczeń organicznych poniżej 1,0 g/m3 przy zachowaniu autotermiczności procesu.

 

Ze względu na zróżnicowane warunki techniczno - technologiczne w poszczególnych źródłach emisji, każda instalacja traktowana jest indywidualnie i realizowana w następującym cyklu :

1. Rozpoznanie występujących zanieczyszczeń i pomiary poziomu ich stężeń oraz parametrów przepływu,
2. Projekt koncepcyjny rozwiązania problemu,
3. Projekt techniczny układu adaptacji istniejącej instalacji do współpracy z instalacją SWINGTHERM,
4. Dostawa i montaż reaktorów wraz z elementami układów sterowniczych i przyłączeniowych,
5. Rozruch technologiczny i pomiary skuteczności pracy instalacji,
6. Serwis wieloletni w zakresie obsługi instalacji.

Instalacje SWINGTHERM produkowane przez "EKO-DOM" Sp. z o.o. w Grajewie odznaczają się następującymi zaletami :

1. Zwartą budową i łatwością podłączenia do pracujących już instalacji wyciągowych,
2. Pracą w cyklu automatycznym bez konieczności ciągłego nadzoru,
3. Stabilnym procesem utylizacji gazów, w których występują zanieczyszczenia zmienne w czasie, dzięki mikroprocesorowym układom sterowania automatycznego,
4. Niskim kosztem jednostkowym procesu oczyszczania w fazie nakładów inwestycyjnych,
5. Pracą w cyklu autotermicznym (bez dostarczania energii dodatkowej),
6. Niewielkim poborem energii elektrycznej (praktycznie w czasie rozruchu urządzenia), pobór mocy: rozruch - 10 W/m3, eksploatacja 0,3 W/m3,
7. Możliwością wykorzystania oczyszczonego gazu jako medium grzewczego (wykorzystanie energii odpadowej).

Zakres gwarancji udzielanych przez "EKO-DOM" w Grajewie na instalację SWINGTHERM realizowane w pełnym cyklu inwestycyjnym obejmuje:

1. Skuteczność redukcji zanieczyszczeń organicznych nie mniejszą niż 90%, a dla wybranych układów nie mniejszą niż 95% lub więcej,
2. Żywotność dostarczonych katalizatorów co najmniej 24 miesiące,
3. Stałość ceny urządzeń po podpisaniu umowy kontraktowej,
4. Serwis wieloletni w zakresie obsługi instalacji.

 

"EKO-DOM" Przedsiębiorstwo Usług Budownictwa i Ochrony Środowiska Sp. z o.o. w Grajewie współpracuje ściśle z Instytutem Katalizy i Fizykochemii Powierzchni Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, w zakresie rozwoju metody i reaktorów SWINGTHERM. Nasi specjaliści z Zakładu Technik Ochrony Środowiska czekają na Państwa zgłoszenia, aby móc udzielić pomocy w rozwiązaniu problemów związanych z ochroną powietrza przed zanieczyszczeniami. Współpraca powyższa gwarantuje, że Państwa problemy zostaną rozwiązane kompleksowo i w sposób najbardziej optymalny.

Z poważaniem
mgr inż. Antoni Dudziński