Спосіб очистки димових газів

Спосіб очистки димових газів під дією розпиленої води з реагентами та одночасною обробкою суміші електронним пучком, який відрізняється тим, що розпилену позитивно заряджену воду з реагентами подають при тиску в зоні сумішоутворення не більше 150 Тор, обробку суміші здійснюють низькоенергетичним пучком, при цьому на зону обробки додатково діють схрещеними електричним та магнітним полями Винахід відноситься до області енергетики, металурги, хімічної промисловості і може бути використаний в галузях переробки палива, мате потоків електронів (до 1-3 МеВ) устаткованих вакуумними насосами та системою шлюзування Це значно ускладнює процес і робить таку технологію екологічно небезпечною та високоенергозятратною Крім того, високоенергетичний потік, в якому електрони переміщуються з великими швидкостями, задовольняє малий перетин взаємодії з реагентною сумішшю, що визначає його низьку каталітичну активність в ініціюванні ХІМІЧНИХ реакцій та необхідність додаткових енергетичних витрат В основу винаходу поставлено задачу створення способу очистки димових газів, в якому, завдатки обробці позитивно зарядженої реакційної суміші на підставі димових газів в низькоенергетичному пучку електронів, в умовах зниженого тиску, підвищена ефективність використання енергії електронів, тобто зросла питома МІЦНІСТЬ установки та виключено виникнення радіоактивного випромінювання, за рахунок чого досягнуто, підвищення екологічної безпеки та ефективності процесу очистки Поставлена задача досягається тим, що у способі очистки димових газів під дією розпиленої води з реагентами та одночасною обробкою суміші електронним пучком, згідно з винаходом, розпилену позитивно заряджену воду з реагентами подають при тиску в зоні сумішоутворення не більше 150 Тор, обробку суміші здійснюють низькоенергетичним в діапазоні 20-500 еВ електронним пучком, при цьому на зону обробки додатково діють схрещеним електричним та магнітним полями Подача в зону сумішоутворення розпиленої ріалів та виробничих ВІДХОДІВ Відомий спосіб очистки димових газів (Патент Російської Федерації №1780816, В 01 D 53/34, 1992), під дією розпиленої води з реагентами та одночасною обробкою суміші електронним пучком Спосіб передбачає попереднє перепускання пучка крізь ділянку підвищеного тиску, що використовується, як повітряний затвор Використання в способі для очистки димових газів високоенергетичного (з енергією 1-3 МеВ) потоку прискорених електронів та тиску потребує застосування складного технологічного обладнання з системою вакуумного відкачування та захисту від радіоактивного випромінювання Це призводить до високих енергетичних витрат та втрат енергії електронного пучка, знижує надійність установки і веде до забруднення навколишнього середовища Найбільш близьким по технічному результату є спосіб очистки димових газів (Патент Російської Федерації № 2006268, В 01 D 53/34,1994), під дією розпиленої води з реагентами та одночасною обробкою суміші електронним пучком Для активного переміщування проводять турбулізацію потоку озоном, а обробку суміші здійснюють високоенергетичним пучком прискорених електронів Очистка димових газів відомим способом потребує застосування складних прискорювальних установок для здійснення високоенергетичних (О 46249 форсунки 5 згідно з правилом Коєна, водний розпозитивно зарядженої води з реагентами дозвочин, який має діелектричну проникність більше за ляє підвищити ефективність проходження ХІМІЧдіелектричну проникність скла, електризується та НИХ реакцій у зоні сумішоутворенню під час обронабуває на виході з форсунки 5 позитивного побки суміші електронним пучком тенціалу Позитивно заряджені частинки розчину, Додержання в зоні сумішоутворення тиску не потрапляючи на однойменно заряджений сіткобільше 150 Тор забезпечує надійну роботу елеквий електрод 6, інтенсивно подрібнюються до тронного джерела живлення з порожнім катодом, частинок, що висять у вигляді туману Оброблена використання якого дозволяє одержувати електтаким чином позитивно заряджена вода з реагенронні потоки з необхідними параметрами при тами взаємодіє з димовими газами, що надходять відносно низьких енергетичних затратах та потев реакційну камеру 1 і утворюють гомогенну реанціалі електричного поля в робочій зоні кційну суміш При просуванні в реакційній камері Використання низькоенергетичного електро1 зазначена суміш зазнає впливу інжектованого нного потоку знімає проблеми, пов'язаннях з заджерелом 8 всупереч просуванню реакційної сухистом від радіаційного випромінювання та вивоміші електронного потоку При цьому на електридом електронного пучка в зону утворення суміші, чне поле, відтворене анодом джерела 8 та елекпідвищує безпечність установки та ефективність тродом 10, який знаходиться під позитивним попроцесу тенціалом, накладається поле магнітів, утворюОбробка суміші низькоенергетичним ( у діаючи схрещене електромагнітне поле, що дозвопазоні 20-500 еВ) електронним пучком дозволяє з ляє розподілити потік електронів по всьому об'найвищою ефективністю використовувати енерєму Під ДІЄЮ низькоенерпітичного електронного гію електронів для збудження іонізації суміші, випромінювання з енергією 20-500 еВ у зоні обтому що цей діапазон енергії відповідає максиробки реакційної суміші виникають активні коммальному перетину взаемоелектронів з реакційпоненти атоми, молекули у збудженому стані та ною сумішшю, що забезпечує при інших рівних радикали В результаті виникнення радикалів з можливостях Максімальну швидкість утворення коротким часом існування ІНІЦІЮЮТЬСЯ ХІМІЧНІ реаХІМІЧНИХ реакцій, а саме - ефективність процесу кції у стані гомогенної реакційної суміші поміж очистки шкідливими домішками димових газів та розпиДія на зону обробки схрещених електронною леними у воді реагентами з утворенням нешкідта магнітного полів підвищує ефективність взаєливих продуктів модії електронного пучка з реакційною сумішшю за рахунок забезпечення цієї взаємодії по всьому Приклад реалізації способу об'єму зони обробки На підтвердження виконання технічного результату в способі, який пропонується в ІПмаш Спосіб реалізується в установці яка містить НАН України були проведені дослідження з очисреакційну камеру 1, сполучену з газоходом 2 для тки димових газів на технологічному стенді з реаподачі димових газів Система 3 подачі розпилекційною камерою у вигляді порожнього циліндра з ної води з реагентами сполучена з реакційною нержавіючої сталі з виконаними в ньому вікнами з камерою 1 та містить послідовно з'єднані сумішооргскла Джерело електронів з порожнім катодом, утворювач 4 реагентів з водою, сполучений з фоякий виконано з танталового циліндра діаметром рсункою 5, та сітковий електрод 6, підключений 1мм та анод у вигляді стакана з вольфраму встадо позитивного виходу джерела 7 живлення Фоновлені в реакційній камері і підключені до різнорсунка 5 має насадку (на фіг не показана), викойменних полюсів універсального джерела живнану із матеріалу, наприклад скла, значення діелення УІП- 1000, встановленого зовні реакційної лектричної проникності якого нижче значення камери Як електрод використовували встановдіелектричної проникності води Усередині реаклену збоку анода нержавіючу пластину, яка знаційної камери 1 розташовані джерело живлення 8 ходилась по відношенню до анода під позитивелектронів з порожнім катодом та встановлений ним потенціалом (до 1000 В) По обидві сторони напроти джерела 8 електрод 9 позитивного потеелектронного джерела, симетрично з його віссю, нціалу, підключені до системи 10 електроживрозташовували магніти, напруженість поля яких лення та керування і система 11 магнітів До реаскладала 1,0 кЕрстед У ході експерименту в реакційної камери 1 підключена система 12 вакуумукційній камері, як систему вакуумування, викоривання Вихід реакційної камери 1 сполучений з стовували вакуумний насос ВН-56, за допомогою сепаратором 13 для розділу продуктів реакції, якого встановлювали та підтримували тиск 150 який підключено до збирача 14 Тор 3 камери згоряння по газоходу у вигляді Спосіб очистки димових газів являє собою труби самонапусканням у реакційну камеру податаке Перед подачею димових газів за допомогою валися топкові димові гази, початковий і кінцевий системи 12 вакуумування в реакційній камері 1 склад яких на вході і виході реакційної камери здійснюють та підтримують робочий тиск, який не визначали газоаналізаторами ENOA-300 та перевищує 150 Тор для ефективної роботи пороМЕХА-32І фірми "Хоріба", хроматографом "Цвет" жнього катоду джерела 8 електронів та формута масспектрометром МИ-12-01 Оскільки до вання електронних потоків з заданими параметскладу димових газів, які очищувалися за даними рами Димові гази, які містять небезпечні доміспектрального аналізу входили, наприклад окишки, по газоходу 2 подають у реакційну камеру 1 сли азоту, то для проведення очистки, як реагеОдночасно з подачею димових газів, крізь розмінти використовували водний розчин аміаку Реащену поблизу газоходу 2, форсунку 5 зі сумішоукції по очищенню димових газів у складі гомогентворювача 4 під тиском подається розчин води з ної суміші відбувалися за схемою реагентами При терті об виконану з скла насадку 46249 N2O5 + 2NH3 + H 2 0 = 2NH4NO3, 4 N 0 + 4NHs + = 4N 2 + 6H2O, а напругу, яку подавали від УІП-1000 на електроди змінювали в межах на аноді - 0-600В, на електроді - 1000В При цьому розподілений в об'ємі реакційної камери розряд у вигляді світної хмари, яка заповнювала весь об'єм реакційної камери спостерігався при напрузі від ЗО до 500В тільки в разі встановлених в реакційній камері магнітів Результати проведених вимірів зведені до таблиці Таким чином, використання низькоенергетичного пучка електронів дозволяє запобігти додатковим витратам енергії на забезпечення високоенергетичних потоків, скоротити радіаційні викиди, підвищити екологічну безпеку та ефективність процесу очистки Таблиця Напруга на Напруга на Ступінь очистки, % джерелі електроді, В електронів, В без У присутності магнітів магнітів 0 1000 ЗО ЗО 10 1000 32 31 20 1000 47 35 1000 50 36 ЗО 50 1000 60 41 100 1000 80 50 150 1000 92 58 200 1000 96 64 250 1000 98 67 300 1000 97 65 350 1000 95 60 400 1000 90 55 450 1000 84 47 500 1000 75 38 ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71