A projekt célja egyrészt a katalizátor mérgeknek (elsősorban kén és/vagy halogén tartalmú mérgek) ellenálló katalizátorok, másrészt a katalizátor gyártási technológiájának fejlesztése. Az előzetes kísérletek javulást mutattak a katalizátor mérgekkel szembeni ellenállás területén, különös tekintettel a halogén tartalmú mérgekre, így lehetőség van halogénezett szénhidrogének katalitikus oxidációjára is. A fejlesztés során a katalizátor e tulajdonságát fejlesztjük tovább a katalizátor szerkezetének részletes feltárásával, a katalitikusan aktív struktúrák meghatározásával és célzott kialakításával. A katalizátorok gyártására jellemzően néhány nagy nemzetközi cég szakosodott és ezek látják el a vegyipart. A gyártókra jellemző magatartás, hogy a katalizátort önmagában nem értékesítik, csak kompletten, technológiával együtt, így a mérnöki szolgáltató és technológiai kivitelező cégek nem tudnak önálló kezdeményezésként katalitikus technológiákat értékesíteni. Jelen projekt célja, hogy saját gyártmányú környezetvédelmi célú katalizátor kerüljön kifejlesztésre, amellyel lehetőség nyílik katalitikus technológiák értékesítésére. A katalizátor felhasználóinak oldaláról a teljes folyamat gazdaságosságát a regenerálási és a teljes katalizátor cseréjének gyakorisága határozza meg. A katalizátor mérgekkel szembeni ellenállása megnöveli a katalizátorok élettartamát, a regenerálási ciklus gyakoriságát. Éppen ezért, egy megnövelt élettartamú katalizátor csökkenti az üzemeltetési költségeket és gazdaságossá teheti a katalízis használatát olyan helyeken is, ahol ez eddig gazdaságosan nem volt megoldott. Előzetes eredmények alapján, ezt a fajta katalizátort lehetséges olyan módon gyártani, amely nem igényel költséges high-tech eljárásokat, így a gyártási költségeket csökkenteni lehet.
A 3. munkaszakasz elején meghatározták, illetve az 1. és a 2. munkaszakasz eredményeinek figyelembevételével módosították és pontosították a szakasz feladatait.
A fentiek alapján a 3. munkaszakaszban az alábbi feladatokat kellett elvégezni. Kisüzemi méretű katalitikus oxidációs reaktor technológia tervezése. Kisüzemi méretű katalitikus oxidációs reaktor technológia gyártás, kivitelezés, beüzemelés. Katalizátor gyártás kordierit hordozóra. Katalizátorok bevizsgálása, mérések.
Kutatóintézeti feladatok: Kisüzemi méretű kísérleti reaktor P&ID és irányítástechnikai tervezése. Kisüzemi méretű kísérleti reaktor méréstechnikai kialakítása. Kisüzemi méretű kísérleti reaktor irányítástechnikai és folyamatmegjelenítő szoftver készítése. Katalizátor mérgekkel szembeni ellenálló képesség mérési koncepció kialakítása. Kisüzemi méretű katalitikus oxidációs reaktor technológia tervezése.
Technológiai folyamatábra P&ID A P&ID definiálta a technológiai készülékeket, és azt a szükséges mérés és szabályozástechnikai megoldásokat, amelyek a legjobban szolgálják a legyártott katalizátorok
elemzési igényeit, úgy hogy közben a technológia alacsony energia költségű piacképességét is biztosítsa. A technológiai folyamat így a a következő főbb egységekből épült fel. A P&ID véglegesítését és jóváhagyását követően következtek a szakági tervezési folyamatok, úgy mint a gépészeti, a villamos, a méréstechnikai, és az irányítástechnikai kiviteli tervek elkészítése.
Gépészeti tervezés Pd aktív felületű 10-15mm átmérőjű kerámiahordozó katalizátor befogadására alkalmas, 20l hasznos térfogatú fix ágyas saválló reaktor terv, csonkkiosztással. Méretezett, optimalizált hőhasznosító rendszer terv. Méretezett saválló levegő mennyiségmérő és bekeverő csőszakasz terv thermal massflow méterhez. Méretezett saválló bemenő levegő csőszakasz terv befúvó ventillátorhoz 2-200Nm3/h mennyiségre. Saválló mintavételi csonkok méretezése Hőmérséklet eloszlás mérő gépészeti tervei. VOC koncentráció eloszlás mérő gépészeti tervei. Saválló technológiai csővezeték tervek. Automata és kézi elzáró eszközök és csatlakozó szerelvényei. Készüléktelepítési, elrendezési terv anyagkiírás.
Műszeres tervezés A mérőkörök tervezése a következő technológiai mérések megtervezését jelentette: Bemenő mennyiség mérés tervezése thermal massflow méterrel, VOC rezisztenciával, 2,0-200Nm3/h mennyiségre. Bemenő mennyiség szabályozás tervezése a befúvó ventilátor fordulatszámának szabályozásával, frekvencia váltóval, beállítható szűkítés mellett, 2,0-200Nm3/h mennyiségre. Hőmérséklet-eloszlás mérés tervezés katalizátor ágyba benyúló K-típusú hőelemmel, három mérés ponton. VOC koncentráció eloszlás mérés tervezés katalizátor ágyba benyúló mintavételi csonkkal, automata mintavételezéssel és öblítéssel, három mérés ponton. Reaktor bemenő levegő hőmérsékletszabályozás K-típusú hőelemmel, kalorifer teljesítmény szabályozással. Motoros elzáró szerelvény tervezése, a hőhasznosító rendszer bypass ágába. Motoros elzáró szerelvények tervezése >20%ARH beavatkozás esetére. Bemenő levegő szűrő eltömődés távjelzésse.l VOC PID típusú mérőeszköz tervezése 0,1-10000ppm mérendő illékony szerves anyag koncentrációjának mérésére. Hőhasznosító rendszer bemenő és elmenő levegő hőfokmérés K-típusú hőelemmel. VOC LEL típusú mérőeszköz tervezése a robbanási határérték koncentráció kialakulásnak elkerülésére. anyagkiírás
Irányítástechnikai tervezés Az irányítástechnikai tervezés magában foglalta a PLC vezérlés és a HMI rendszer tervezését.
Villamos tápellátó rendszer tervezése A tervezési feladat a technológiai rendszer működéséhez szükséges villamos energia ellátó rendszer tervezését jelentette. Kisüzemi méretű katalitikus oxidációs reaktor technológia gyártás, kivitelezés, beüzemelés.
Technológiai berendezések gyártása A részfeladat elvégzése során elkészítették a katalitikus oxidációs technológia berendezéseit. A technológia szerelvényezése és telepítése is megtörtént.
A munkafolyamat az alábbi részfolyamatokból állt: Technológiai berendezések telepítése 20’ konténeres elrendezéssel. Mintavételi helyek kialakítása. Méréstechnikai eszközök beszerelése. Szelepek kézi és automata elzáró szerelvények beszerelése. Áramlástechnikai eszközök beszerelése.
Technológiai csőszerelés.
Villamos tápellátás szerelése
Kisüzemi méretű katalitikus oxidációs technológia beüzemelése A katalitikus oxidációs technológia gyártási és szerelési munkáival a technológia MC állapotba került, mely mechanikai komplettséget ellenőrizték, jegyzőkönyvezték és a terveken a szerelés közbeni módosításokat átvezették.
Katalizátor gyártás kordierit hordozóra A munkaszakasz során további kísérleti mennyiségű katalizátort gyártottak a véglegesnek ítélt katalizátor gyártási receptúra szerint kordierit hordozóra.
