Назначение и аппаратурное оформление каталитических методов очистки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ПЗэ = (ДРТ + ДРМ) НУ (3600ц,),(4.38)
где ДРТ, ДР„ - гидравлическое сопротивление трубного и межтрубного пространства соответственно, Па; Цэ - иена электроэнергии, коп/кВт.; т|в - КПД вентилятора.
Приведенные затраты на содержание рекуператора п ремонт:
ПЗр= \GQF\Xf (U + E)/(Ко-Ю-Т).(4.39)
где F - поверхность теплообмена рекуператора, м!; Цр - цена единицы поверхности теплообмена, руб/м!; U - нормативный срок окупаемости, год-1; Е - коэффициент амортизационных отчислений, год-1; Ve -объемный расход газов, м*/ч; 7 - число часов работы аппарата в год, ч/год.
По вычисленным при различных заданных степенях рекуперации тепла приведенным затратам ПЗТ, П33 и ПЗР строят график зависимости суммы затрат и по ее минимуму определяют оптимальный коэффициент рекуперации тепла и теплообменную поверхность.
Аналогичным образом при различных температурах перед слоем катализатора определяют приведенные затраты, отнесенные к контактному узлу, включающие затраты на нагрев газов, преодоление гидравлического сопротивления слоя катализатора, а также затраты па катализатор. Последние рассчитывают из соотношения;
ПЗк = УкРкЦК' 100/ (V 10-ЗшГ),(4.40)
где VK - объем катализатора, м3; рк - насыпная плотность катализатора, кг/м3; Цк - цена катализатора, руб/кг; Vo - объемный расход газовых выбросов, м3/ч; (о - срок службы катализатора, годы.
Несколько иной подход к определению оптимальных параметров узла контактирования полочных реакторов каталитической очистки газов содержится в [71], где эта задача решается методом неопределенных множителей Лагранжа.
ГЛАВА 4. СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ СМОЛИСТЫХ ВЕЩЕСТВ
каталитическая очистка газ вещество
Изобретение относится к аппаратам для очистки от токсичных веществ выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в транспортных средствах, а также в стационарных силовых установках, включающих двигатели внутреннего сгорания, в том числе газовые турбины.
Изобретение предназначено для защиты атмосферы от загрязнения выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания и решает важную экологическую задачу.
Известен каталитический газоочиститель [1]. Недостаток этого газоочистителя состоит в малой удельной поверхности катализатора и как следствие в недостаточной степени очистки выхлопных газов от токсичных веществ. Наиболее близким по технической сущности к заявленному очистителю является реактор каталитической нейтрализации выхлопных газов [2] прототип. Недостаток реактора по прототипу состоит в том, что в условиях переменных температур, обусловленных режимом работы двигателя, носитель катализатора растрескивается, а образующаяся пыль частично оседает на гранулах катализатора, увеличивая его аэродинамическое сопротивление и диактивируя поверхность.
Тем самым ограничивается срок службы и ухудшаются эксплуатационные свойства катализатора по прототипу.
Цель изобретения состоит в улучшении эксплуатационных свойств очистителя выхлопных газов путем повышения долговечности носителя катализатора. Указанная цель достигается тем, что в очистителе выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от токсичных веществ, содержащем корпус с патрубками для входа и выхода выхлопных газов, внутри которого размещен пакет каталитических элементов, последние выполнены из пористых металлов со сквозными порами диаметром 0,5-5,0 мм, с удельной поверхностью 0,5-50 м2/г, причем на поверхность металлов нанесено каталитически активное покрытие, а в пакете последовательно установлено 1-20 каталитических элементов на расстоянии 0-40 мм друг от друга так, чтобы суммарное аэродинамическое сопротивление пакета составляло 100-500 мм в.с. (10-50 кПа).
В частном случае носитель катализатора выполнен из металлов: никеля, кобальта, меди, железа, хрома или их сплавов. Причинно-следственная связь между отличительными признаками и целью изобретения заключается в том, что:
выхлопные газы двигателя с температурой 100-800oC поступают через выхлопной патрубок в корпус очистителя и затем в размещенный внутри него пакет каталитических элементов;
выхлопные газы омывают поверхность каталитических элементов, проходят через сквозные поры в них, благодаря чему происходит выравнивание температуры по сечению потока выхлопных газов и их контактированию с катализатором, чем обеспечивается очистка выхлопных газов от токсичных компонентов;
благодаря высокой удельной поверхности каталитических элементов происходит интенсивный тепломассообмен между выхлопными газами и катализатором, причем избыточное тепло, выделяющееся в окислительных процессах, протекающих на поверхности катализатора, отводится пористым металлом носителя, а его температура стабилизируется на уровне, обеспечивающем механическую прочность.
Таким образом, совокупность указанных отличительных признаков изобретения позволяет улучшить эксплуатационные свойства очистителя выхлопных газов, поскольку обеспечивает необходимую долговечность каталитических элементов при воздействии переменных температур и напоров выхлопных газов во всем диапазоне рабочих режимов двигателя, т.е. достичь поставленной цели.
Наличие отмеченных отличительных признаков по сравнению с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "новизна". Отличительные признаки газоочистителя, согласно изобретению, состоят в следующем:
<