Плазмохімічний реактор

Плазмохімічний реактор для очищення димових газів від шкідливих хімічних сполук, що містить реакційну камеру з розташованими в ній електродами, підключеними до джерела високої напруги, призначеними для створення між ними плазмового розряду, що впливає на потік, що рухається через реакційну камеру газів, який відрізняється тим, що плазмохімічний реактор містить імпульсне джерело, що забезпечує утворення стримерного розряду по всьому обсягу реакційної камери, вузол подачі пари й скрубер Вентурі, а реакційна камера вбудована в газохід після вузла подачі пари і перед скрубером Вентурі, електроди виконані у вигляді стрижнів із гвинтовою нарізкою, установлені в шаховому порядку, причому половина з них заземлена й підключена до одного полюса джерела живлення, а друга половина ізольована й підключена до іншого полюса джерела живлення. Винахід належить до пристроїв для електричного очищення димових газів від шкідливих хімічних сполук і може знайти застосування на теплових електростанціях, у хімічній і іншій галузях промисловості. Винахід забезпечує високоефективне очищення димових газів від пилу, окислів азоту, сірки й інших шкідливих хімічних сполук. Відомий плазмохімічний реактор для очищення повітря від окислів сірки й азоту, що містить реакційну камеру, убудовану в газохід, два джерела електронів, розташованих на протилежних сторонах газоходу, систему сіткових електродів, установлених у площині, паралельної газовому потоку й напрямку електронних пучків [1]. Недоліком відомого пристрою є те, що уведення потоку електронів по всьому перетині газоходу ускладнене, це знижує ефективність очищення. Відомий також плазмохімічний реактор для переробки димових газів від небажаних хімічних сполук, що містить реакційну камеру з вікнами для уведення й виведення переробленого газу й розташованими в ній щонайменше двома електродами, один електрод має загострену форму, а інший електрод - форму гладкої поверхні, призначеними для створення між ними плазмового розряду, що впливає на потік, що рухається через реакційну камеру газу, причому електроди підключені до різних полюсів джерела високої напруги, електрод, що має загострену форму, підключений до позитивного полюса джерела високої напруги, а інший електрод, що має форму гладкої поверхні, підключений до негативного полюса джерела високої напруги [2]. За технічною суттєвістю та результатом, що досягається, пристрій є найбільш близьким до того, що заявляється. Недоліком прототипу є недостатня ефективність очищення. Технічним завданням винаходу є підвищення ефективності очищення димових газів. Поставлене завдання вирішується в плазмохімічному реакторі для очищення димових газів від шкідливих хімічних сполук, який містить реакційну камеру з розташованими в ній електродами, підключеними до джерела високої напруги, призначеними для створення між ними плазмового розряду, що впливає на потік газів, що рухаються через (19) UA (11) 97491 (13) C2 (21) a200903890 (22) 21.04.2009 (24) 27.02.2012 (46) 27.02.2012, Бюл.№ 4, 2012 р. (72) ІВАНОВ СЕРГІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ПАПИРІН АНАТОЛІЙ ФЕДОРОВИЧ, СМІРНОВ ІГОР ХРИСТОФОРОВИЧ, ЛАРІОНОВ ВІКТОР ФЕДОРОВИЧ, ГУЗ ЮРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ (73) ІВАНОВ СЕРГІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ПАПИРІН АНАТОЛІЙ ФЕДОРОВИЧ, СМІРНОВ ІГОР ХРИСТОФОРОВИЧ, ЛАРІОНОВ ВІКТОР ФЕДОРОВИЧ, ГУЗ ЮРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ (56) RU 2064815 C1; 10.08.1996 RU 2184601 C1; 10.07.2002 US 2005/0174062 A1; 11.08.2005 JP 2005296916 A; 17.06.2004 JP 2004014494 A; 07.06.2002 CN 2535118 Y; 01.04.2002 KR 2002000069 A; 27.06.2000 3 реакційну камеру, відповідно до винаходу, плазмохімічний реактор містить імпульсне джерело високої напруги, що забезпечує утворення стримерного розряду по всьому обсягу реакційної камери, вузол подачі пари й скрубер Вентурі, а реакційна камера вбудована в газохід після вузла подачі пари й перед скрубером Вентурі, електроди виконані у вигляді стрижнів із гвинтовою нарізкою, установлені в шаховому порядку, причому половина з них заземлена й підключена до одного полюса джерела живлення, а друга половина з них ізольована й підключена до іншого полюса джерела живлення. Відмітними ознаками пристрою, що заявляється, є: - плазмохімічний реактор містить імпульсне джерело живлення, що забезпечує утворення стримерного розряду по всьому обсягу реакційної камери; - містить вузол подачі пари; - містить скрубер Вентурі; - реакційна камера убудована в газохід після вузла подачі пари й перед скрубером Вентурі; - електроди виконані у вигляді стрижнів із гвинтовою нарізкою, установлені в шаховому порядку, причому половина з них заземлена й підключена до одного полюса джерела живлення, адруга половина ізольована й підключена до іншого полюса джерела живлення. Виходячи з описаного рівня техніки випливає, що зазначені відмінності пристрою, що заявляється, є новими, істотними й взаємозалежні між собою, з утворенням стійкої сукупності істотних ознак, достатньої для одержання необхідного позитивного ефекту. Завдяки тому, що плазмохімічний реактор містить імпульсне джерело живлення, що забезпечує утворення стримерного розряду по всьому обсягу реакційної камери, вдається підтримувати більше високе передпробивну напругу, за рахунок більше високої межі електричної міцності газу, що очищається, для імпульсного струму. Наявність вузла подачі пари перед реакційною камерою, убудованої в газохід, дозволяє розширити спектр плазмохімічних реакцій, а наявність скрубера Вентурі, після реакційної камери, дозволяє підвищити ефективність конденсації пари на дисперсних електрично заряджених частках у її дифузорі. Завдяки тому, що електроди виконані у вигляді 97491 4 стрижнів із гвинтовою нарізкою, установлених у шаховому порядку, причому половина з них заземлена й підключена до одного полюса джерела живлення, а друга половина ізольована й підключена до іншого полюса джерела живлення, виникає стримерний розряд позитивної й негативної полярності, що перекриває весь перетин реакційної камери, забезпечуючи електрозарядку дисперсних часток і протікання плазмохімічних реакцій. На Фіг. 1 показаний (схематично) плазмохімічний реактор - вид збоку. На Фіг. 2 показаний плазмохімічний реактор - вид зверху. Плазмохімічний реактор з газоходом 1 містить убудовану в нього реакційну камеру 2, розташовані в шаховому порядку електроди 3, імпульсне джерело живлення 4, вузол подачі пари 5, скрубер Вентурі 6. Плазмохімічний реактор працює таки чином. По газоходу 1 протікають димові гази, що містять дисперсні частки (золу), кисень, окисли азоту, сірки, вуглецю в реакційну камеру 2. Перед реакційною камерою 2 через вузол подачі пари 5 надходить водяна пара. До електродів 3 від імпульсного джерела живлення 4 прикладена висока імпульсна напруга, що викликає стримерний розряд по всьому обсягу реакційної камери. У реакційній камері 2 відбуваються плазмохімічні реакції утворення з кисню, водяної пари, окислів сірки, окислів азоту, окислів вуглецю вільних іонів і радикалів з високою хімічною активністю. Утворяться пари кислот. Крім того, відбувається електрозарядка дисперсних часток. Після реакційної камери гази, що очищають, попадають у скрубер Вентурі 6, у дифузорі якого на електрично заряджених частках відбувається миттєва конденсація пари води й кислот, що забезпечує високий ступінь очищення димових газів одночасно від дисперсних часток (золи) і шкідливих газових компонентів. Техніко-економічні переваги пристрою, що заявляється, у порівнянні із пристроєм - прототипом дозволяють підвищити ефективність очищення димових газів завдяки комбінації впливів, що приводять до ефективного протікання в іонізованому димовому газі ланцюгових плазмохімічних реакцій і процесу конденсації пари на електрично заряджених частках. Література: 1. RU 2064815, 08.10.1996, В 01D 53/32. 2. RU 2184601, 07.10.2002, В 01D 53/32. 5 97491 6 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601