Instalația de Oxidare a COV prin Intermediul Procesului de Ardere Suplimentară de Tip Catalitic

I. Analiza necesităţii sociale

1.1 Instalaţia de oxidare a COV prin intermediul procesului de ardere suplimentară de tip catalitic.

Ardere suplimentară de tipul catalitic (ASC)

Arderea suplimentară de tipul catalitic are loc la temperaturi mai scăzute decât arderea suplimentară termică, implicând astfel un consum mai redus de energie primară. Arderea suplimentară de tipul catalitic se desfăşoară la temperaturi intre 200 -400°C, în funcţie de tipul substanţelor poluante din gazul rezidual şi de tipul catalizatorului. La fel ca la arderea suplimentară termică, gazul brut este încălzit cu ajutorul gazului purificat fierbinte. Pentru aceasta se utilizează atât schimbătoare de căldura regenerative cât şi schimbătoare de căldură recuperative Datorită flexibilităţii limitate în ceea ce priveşte substanţele prelucrate, arderea suplimentară de tipul catalitic ocupă un segment redus de piaţa Spectrul de aplicabilitate este limitat, deoarece catilizatorii utilizaţi sunt cele mai scumpe componente ale instalaţiilor şi pot fi dezactivaţi de substanţe componente ale aerului uzat ce trebuie purificat (substanţe dăunătoare pentru catalizatori, ex: halogeni, siliconaţi, metale grele ş.a).

2. Stabilirea nomenclatorului de funcţii şi a dimensiunilor tehnice

Structura instalaţiei

Catalizatorul are rolul de a spori rata de reacţie şi de a reduce temperatura de reacţie astfel încât transformarea COV să fie posibilă la temperaturi mai scăzute decât la arderea suplimentară termică. Acest lucru conduce la temperaturi de proces mai scăzute în cadrul sistemului, şi la un necesar de combustibil mai redus. Cu ajutorul unui arzător, gazul rezidual ce urmează a fi purificat este preîncălzit la temperatura de reacţie cerută de catalizator, iar temperatura de lucru în stratul catalitic, necesară transformării totale, este menţinută constantă cu ajutorul unui focar suplimentar, pentru cazul în care, de exempul, ca urmare a concentraţiei reduse de substanţe poluante, nu este asigurată căldura de ardere.

Figura 1: Arderea suplimentară catalitică de tipul recuperativ

Catalizatorii pentru arderea suplimentară trebuie să satisfacă următoarele cerinţe

- activitate intensă la temperaturi reduse,

- stabilitate termică, chimică şi mecanică,

- durată lungă de exploatare.

Următoarele materiale pentru catalizatori sunt utilizate pentru arderea suplimentară catalitică:

- metale preţioase (Pd, Pt, Ru) pe materiale portante, oxidabile şi anorganice,

- metale preţioase pe materiale portante metalice,

- oxizi metalici (ex. Mn) pe materiale portante, oxidabile şi anorganice.

De obicei erau utilizate metalele preţioase pe un strat solid. Această metodă, reprezentată de stratul solid, a fost dezvoltată până s-a ajuns la un purtător fagure care, în general, este construit dinDurata de exploatare corespunde unei perioade de 2 - 5 ani (durata de exploatare depinde de modul de lucru al sistemului şi de gazele reziduale ce trebuie tratate). Eficienţa scade odată cu utilizarea proceselor de sinterizare (reducerea supcatalitice regenerative, ca masă a schimbătorului de căldura, sunt utilizate particule de umplere din material ceramic, care în partea de sus a umpluturii sunt compuse din particule de umplere acoperite cu un strat catalitic. Acest procedeu poate implica un mod de operare autoterm, pentru concentraţii ale COV ce pornesc de la ca. 1 - 2 g/Nm3 Catalizatorul utilizat la arderea suplimentara catalitică de tipul regenerativ poate fi construit ca umplutura pe start fix sau cu forma celulara.