Пристрій для очищення газових викидів від оксидів сірки і азоту

1. Пристрій для очищення газових викидів від оксидів сірки і азоту, що містить корпус з бункером, вхідний і вихідний патрубки, пристрій для створення електричного поля, що складається з осаджувальних електродів, що є стінками каналів для проходу газу, коронувальних електродів, що розміщені в згаданих каналах, пристрої струшування для регенерації осаджувальних і коронувальних електродів від пилу, який відрізняється тим, що всередині корпусу в просторі між пристроєм для створення електричного поля і вихідним патрубком встановлена щонайменше одна газопроникна стінка, що складається з однієї або більше опорних решіток, заповнених сипким або пористим матеріалом-адсорбентом. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що матеріал-адсорбент має в своєму складі щонайменше суміш торфу і речовини, що містить карбонат кальцію і магнію (переважно, вапняку або крейди). 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що матеріал-адсорбент має в своєму складі щонайменше суміш торфу і речовини, що містить гідроксид кальцію (переважно, вапна). U 2 (11) 1 3 складними, неекономічними пристроями з високою собівартістю. Відомий спосіб очищення газів від оксидів сірки і азоту, що включає введення газоподібного аміаку і водяного туману в потік газу, що очищується, і пропускання останнього через пористий сорбент, просочений водним розчином карбаміду (Патент Російської Федерації 2136353, опубл. 10.09.1999p.). Як і інші способи, що включають використання аміаку як один з реагентів, даний спосіб має недоліки, пов'язані з високою токсичністю аміаку, що обумовлює необхідність прийняття цілого комплексу заходів по забезпеченню безпеки. Відомий спосіб очищення газу, що містить двооксид сірки і оксид азоту, в якому газ обробляють за допомогою бікарбонату лужного металу у присутності кисню (Патент Російської Федерації №2076772, опубл. 10.04.1997p.). Реалізація подібного способу на практиці зустрічає перешкоду у вигляді необхідності створення вельми складного апарату, перш за все із-за проблематичності уловлювання і розділення продуктів реакції. Відомий спосіб очищення газу від оксидів сірки, заснований на перетворенні за допомогою стримерного розряду оксидів сірки в аерозоль H2SO4 і уловлюванні цього аерозолю електричним полем (Патент Російської Федерації №1758931, опубл. 30.01.1994p.). Спосіб простий в реалізації, але в даний час непридатний із-за украй низької ефективності (90%) і корозії. Найбільш близьким аналогом технічного рішення, що заявляється, є спосіб очищення газу від оксидів сірки і азоту, при якому газову суміш пропускають крізь зону, обмежену спеціальними електродами з подачею в цю зону стримерного коронного розряду і переведенням двооксиду сірки і оксидів азоту в кислотний туман і сульфіти у вигляді аерозоля. Як неістотна ознака згадується можливість додавати в газ, що очищається, пилову матерію, що складається з вапна або вапняку (Патент США №4695358). В тому випадку, якщо можливість додавання вапна і вапняку не використовувати, недоліком способу, як і в попереднього аналога, буде низька ефективність уловлювання. Якщо ж застосовувати вкидання пилоподібного реагенту в газовий потік, як недолік способу можна згадати неможливість вживання способу в горизонтальних електрофільтрах із-за надвисокої витрати реагенту, що зсипається разом з пилом в бункер. При використанні способу у вертикальних електрофільтрах з використанням псевдозрідженого шару витрати реагенту також будуть підвищеними із-за перемішування частинок вапна та/або вапняку з частинками пилу і швидкого зниження ефективності поглинання токсичних оксидів. Основним недоліком способу є те, що він, вирішуючи проблему очищення газу від токсичних газоподібних речовин, створює додаткову проблему утилізації твердих промислових відходів у вигляді суміші відпрацьованого реагенту і пилу. У основу корисної моделі поставлено завдання створення простого, економічного і в той же час ефективного пристрою, що видаляє з газу, що відходить, оксиди сірки і азоту при їх малій концент 47731 4 рації. Поставлене завдання вирішується тим, що в пристрої для очищення газових викидів від оксидів сірки і азоту, який окрім іншого, містить корпус з бункером, вхідний і вихідний патрубки і пристрій для створення електричного поля, що складається з осаджувальних електродів, що є стінками каналів для проходу газу, коронуючих електродів, розміщених в згаданих каналах, а також пристрої струшування для регенерації осаджуючих і коронуючих електродів від пилу, згідно корисної моделі, межах корпусу, в просторі між пристроєм для створення електричного поля і вихідним патрубком встановлена щонайменше одна газопроникна стінка, що складається з однієї або більш опорних решіток, заповнених сипким або пористим матеріаломадсорбентом. Шляхом розрахунків і практичних експериментів встановлено, що як речовина, що адсорбує оксиди сірки і азоту, з точки зору економічності і ефективності раціонально використовувати торф, змішаний з речовинами, що містять карбонат кальцію, магнію або натрію, гідроксид кальцію або оксид заліза. Оптимальним варіантом виконання є розташування опорних решіток, заповнених адсорбентом, паралельно напрямку руху газу, при цьому кожні дві послідовно розташовані опорні решітки, сполучені однією газонепроникною стінкою, кожна з яких оснащена щонайменш одним регулювальним шибером і розташована перпендикулярно напрямку руху газу; будь-які дві послідовно розташовані опорні решітки разом з газонепроникною стінкою, що сполучає їх, в поперечному перерізі утворюють П-подібний канал для проходу газу; газонепроникні стінки, що сполучають будьякі три послідовно розташовані опорні решітки, знаходяться в різній плоскості; ширина опорних решіток складає 9-30см; опорні решітки оснащені пристроями для створення механічних струшуючих імпульсів; вверху опорних решіток встановлені живильники з робочим органом у вигляді шнека, що знаходиться в закритому жолобі або трубі; внизу опорних решіток встановлені шнекові розвантажувальні конвеєри. При використанні сукупності істотних ознак, що лежать в основі технічного рішення, що заявляється, істотно знижуються витрати на експлуатацію пристрою для очищення газу від оксидів сірки і азоту за рахунок низької вартості реагентів і раціонального підходу до їх використання. Зернистий або пористий сипкий матеріал, що знаходиться усередині опорних решіток, не змішується з пилом, який на момент адсорбції токсичних газоподібних речовин вже був уловлений електричним полем. Як наслідок, ефективність реагенту знижується повільніше, ніж в найближчому аналозі, і, на відміну від нього, в процесі експлуатації не створюються тверді відходи, оскільки відпрацьований реагент є низькоякісним азотним добривом. Змішування торфу з карбонатами і вапном підвищує його адсорбційну ємність, що у свою чергу призводить до зниження вимог до ширини опорних решіток, необхідної для очищення газу від оксидів сірки і азоту з ефективністю, що наближається до 100%. Виконання решіток паралельно напрямку руху газу і їх з'єднання газонепроникними стінка 5 ми, оснащеними регулювальними шиберами, дає можливість не менш, ніж десятиразово збільшити площу поверхні опорних решіток в межах корпусу електрофільтру, з відповідним уповільненням швидкості газу, що проходить крізь шар адсорбенту. Необхідна ширина шару адсорбенту широко варіюється залежно від складу адсорбенту, процентного вмісту оксидів сірки і азоту в газі, що очищується, і швидкості газу, що проходить крізь шар адсорбенту. Газ, що відходить, окрім токсичних оксидів, завжди містить деяку кількість частинок пилу і золи, що підлягають видаленню. Більшість існуючих способів очищення газу від оксидів сірки і азоту не враховують ця властивість, що обумовлює необхідність в монтажі на промислових об'єктах як мінімум двох установок, одна з яких видаляє з газу частинки пилу і золи, а друга - токсичні газоподібні оксиди. Установка на промисловому об'єкті одного електрофільтру, що уловлює пил і частки золи, іонізуючого газ, що очищається, і що перетворює кисень в озон, з встановленими перед вихідним патрубком опорними решітками, в яких уловлюються продукти реакції оксидів сірки і азоту з озоном і киснем, приводить до спрощення і зниження сукупної собівартості пристроїв, необхідних для очищення газу, що відходить, до стану, придатного для викидання в атмосферу. Суть корисної моделі пояснюється за допомогою креслень: - Фіг.1 - поперечний перерізн одного з можливих варіантів виконання пристрою, що заявляється. Пристрій складається з корпусу 1 з вхідним 2 і вихідним 3 патрубками. Усередині корпусу 1 знаходиться пристрій для створення електричного поля, що складається з осаджувальних електродів 4, що є стінками каналів для проходу газу, і коронуючих електродів 5, розміщених в згаданих каналах. Також в межах корпусу 1, в просторі між пристроєм для створення електричного поля і вихідним патрубком 3 встановлена газопроникна стінка, що складається з опорних решіток 6, розташованих паралельно напряму руху газу, при цьому кожні дві послідовно розташовані опорні решітки 6 сполучені однією газонепроникною стінкою 7, кожна з яких оснащена як мінімум одним регулювальним шибером 8 і розташована перпендикулярно напрямку руху газу. Пристрій працює таким чином. Газ, що відходить, містить, як мінімум, кисень, а також оксиди сірки і азоту, через вихідний патрубок 2 потрапляє всередину корпусу електрофільтру і проходіть крізь пристрій для створення електричного поля. На коронуючі електроди 5 пристроїв періодично подаються імпульси високої напруги для створення тривалого пульсуючого стримерного розряду. Двооксид сірки за нормальних умов не реагує з киснем, а процес доокислення NO в NO 2 47731 6 киснем має високу енергію активації реакцій і великий час реагування, отже, значних кількостей NO2 дати не може. Проте істотна кількість озону, що утворився в зоні стримерного розряду, вступає в реакцію з двооксидом сірки і прискорює процес доокислення монооксиду азоту. Також на хімічну активність молекул газу істотно впливає їх розпад на електрони і позитивні іони під впливом електричного поля. Для запобігання утворення конденсату в шарі адсорбенту використовуються регулювальні шибери 8, які дозволяють направити газовий потік паралельно опорним решіткам 6, тим самим поступово підвищити температуру адсорбенту до температури повітря, що очищується. Після прогрівання шибери 8 перекривають прохід газу крізь стінки 7. Газ, що перед тим пройшов крізь зону стримерного розряду, разом з продуктами реакції, що утворилися (сірчаним ангідридом, діоксидом азоту і кислотним оксидом N2O5), очищений від пилу електричним полем, на швидкості не більше 0,2м/с, проходить крізь опорні решітки 6, заповнені зернистим або пористим сипким матеріаломадсорбентом, що складається з суміші торфу з одним чи декількома іншими реагентами: вапном, вапняком, Fe2O3, лужними матеріалами. Дія торфу ґрунтується на взаємодії NOX з гуміновими кислотами (продуктами окислення рослинних білків, жирів і вуглеводів). Також усередині шару адсорбенту, залежно від складу добавок, відбуваються наступні хімічні реакції: СаСО3 + N2O5 = Ca(NO3)2 + СО2; СаСО3 + NO + NO2 + О2 = Ca(NO3)2 + СО2; СаО + SO3 = CaSO4; СаСО3 + SO3 = CaSO4 + СО2; 1 СаСО3 + SO2 + О2 = CaSO4 + СО2; 2 MqO + SO3 = MqSO4; MqCO3 + SO2 + O3 = MqSO4 + O2 + CO2; 1 Ca(OH)2 + SO2 + O2 = CaSO4 + H2O; 2 H2O + SO3 = H2SO4. SO2 + Fe2O3 = FeSO4 + FeSO3 В процесі проходження газу крізь шар речовини, що заповнює опорні решітки 6, її адсорбуюча здатність знижується. Нова адсорбуюча речовина подається зверху за допомогою живильників, вивантаження відпрацьованого адсорбенту за межі пристрою забезпечують розвантажувальні конвеєри (на кресленнях не показані). Для запобігання застою адсорбенту і утворення в його шарі порожнеч періодично спрацьовують пристрої, що передають опорним решіткам механічні струшуючі імпульси. Очищений газ викидається в атмосферу через вихідний патрубок 3, а відпрацьований адсорбент у вигляді низькоякісного азотного добрива підлягає продажу або утилізації без шкоди для довкілля. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 47731 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601