3.5. Аналіз схеми з підживленням пального компонента

Особливість цих схем полягає в тому, що в суміш, що очищається, уводять додаткове газоподібне чи рідке паливо в такій кількості, щоб установка з прийнятними параметрами теплообмінника-рекуператора працювала в автотермічному режимі. Вище показано, що для цього необхідно, щоб температура очищеної суміші після рекуператора була приблизно 150–200 С. Склад суміші, що надходить у реактор каталітичного газоочищення після введення в неї додаткових продуктів (компонентів палива), що окисляються на каталізаторі, буде відрізнятися від складу вихідної суміші.

Для аналізу розглянутої схеми необхідно визначити величину адіабатичного розігріву за умовою ефективності теплопередачі в рекуператорі. Для цього по рівнянню теплового балансу теплообмінника-рекуператора (3.17а) розраховують температуру виходу з реактора, задавшись температурою входу в нього для низькотемпературного режиму, або температуру суміші на вході в реактор, задавшись температурою виходу в нього для високотемпературного режиму.

Для подальших розрахунків схеми необхідно прийняти робочу величину адіабатичного розігріву (Т_{АД р)}, при якій рекуперація тепла стає ефективною. Різниця між прийнятою величиною та адіабатичним розігрівом, розрахованим для суміші заданого складу ( ) і визначає величину адіабатичного розігріву за рахунок каталітичного окислювання компонентів підживлення (^Т_{АД під}). Потім визначається концентрація компонента підживлення в суміші

С_под = ^Т_{АД під} / Т_{АД о},

об'ємні і масові витрати різних видів палива (рідкого і природного газу), а також витрата умовного палива для різних видів палива, що додається, Параметри газоочищення зокрема, кількість палива, істотно змінюються не тільки в зв'язку зі зміною вигляду палива, але і при роботі реактора в різних режимах, тому при аналізі схеми доцільно розглянути варіанти температурних режимів з різними видами підживлення.

З урахуванням речовини, що додається для підживлення, визначаються приведені концентрації компонентів по (3.12) із заміною ( _р.с. на Т_{АД р.} Вибравши температури входу для різних режимів і використовуючи ці дані, визначаються параметри процесу газоочищення заданої суміші з додаванням різних видів палива

Параметри реактора і рекуператора визначають за загальною методикою. Як і раніше, параметри, що рекомендуються, в кожному випадку приймаємо по компоненту з найбільшим часом контакту. Завантаження каталізатора в реактор визначають по рівнянню (3.8).

Після знаходження основних показників можна зіставити різні варіанти схем з підживленням вихідної суміші по витратах на очистку. Варто враховувати витрати на устаткування, каталізатор і витрату палива.

4. Нестаціонарний метод очистки газів (реверс-процес)

В останні роки був запропонований принципово новий спосіб здійснення гетерогенних каталітичних процесів у штучно створюваних нестаціонарних умовах. Реалізація цього способу дозволила розробити високоекономічний і ефективний метод проведення каталітичних реакцій у нерухомому шарі каталізатора при періодичній зміні напрямку подачі реакційної суміші в шарі – так званий реверс-процес. Принципова технологічна схема приведена на мал. 4.1.

Рис. 4.1. Принципова технологічна схема нестаціонарного процесу знешкодження газів:

1, 2 — перемикаючі пристрої; 3 — контактний апарат; К — шар каталізатора; А — газ на очищення; Б — очищений газ.