Спосіб деструкції сполук в димових газах

Реферат: Спосіб деструкції сполук в димових газах включає проходження димового потоку через циклон (1) з метою очищення від крупних часток, після цього потік потрапляє до димоходу (2), де до нього додають повітряно-водну суміш від компресора в режимі інжекції (3), та азот з азотної станції (4), далі потік потрапляє до камери обробки (5) випромінюванням, від електронного джерела (6) або ультрафіолетового (7), останнім етапом обробки димових газів є проходження через поле коронного розряду (8). Димові гази можуть спрямовуватись як в камеру ультрафіолетового опромінення, так і в камеру електронного опромінення, аміак утворюють в результаті деструкції опроміненням молекул повітряно-водяної суміші та їх взаємодії зі збудженими атомами азоту, після чого потік газів потрапляє в камеру додаткової обробки коронним розрядом. UA 106002 U (12) UA 106002 U UA 106002 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до енергетичної галузі та може бути використана, як на теплових електростанціях, так і на теплових електроцентралях. Даний спосіб очистки димових газів призначений для підвищення ефективності видалення викидів оксидів сірки та азоту, і зменшення негативного впливу на оточуюче середовище, за рахунок використання системи очисного обладнання. Способи очистки димових викидів, мають відповідати таким вимогам: максимально можливе видалення забруднюючих речовин; оптимальне використання реагентів та енергії; рівномірність обробки димових газів в межах встановлених параметрів; високий коефіцієнт використання фізико-хімічних чинників; можливість гнучкого використання окремих ланок системи очистки, залежно від вмісту забруднюючих речовин у вихідному паливі; можливість подальшого використання речовин, що випадають в осад. Відомий спосіб очистки димових газів [Патент РФ 2006268], при якому вони зволожуються та охолоджуються. Це призводить до погіршення зв'язку між оксидами сірки та азоту. Після цього додають аміачно-повітряну суміш з наступним опроміненням потоками електронів. Опромінення внаслідок збудження електронних оболонок ініціює протікання низки хімічних реакцій між газовими компонентами та парами води з утворенням аерозолів. Реакція прискорюється при одночасному додаванні з процесом опромінення розчинів солей перехідних металів. Оброблений потік газів після опромінення направляють через електрофільтр в атмосферу. Як недоліки можна виділити те, що при використанні даного методу очистки, ефективність складає не більше дев'яноста відсотків, прискорювальне устаткування є високовартісним. Відомий спосіб [Патент США 5041271], при якому для видалення оксидів сірки та оксидів азоту в зону опромінення подають аміак у рідкому стані до, під час або після опромінення. Отриманий побічний продукт (сульфат амонію та нітрат амонію) збирається пилозбірником, а очищений газ випускається в оточуюче середовище. Крім того, до димових газів додають лужну речовину без аміаку, з метою зменшення негативного впливу домішок сульфамінової кислоти. В даному методі недоліком є те, що очистка димових газів від оксидів сірки - дев'яносто відсотків, а оксидів азоту - вісімдесят відсотків. Найбільш близьким за конструктивним рішенням технічному результату, що очікується, до запропонованого способу є метод [Патент США 5695616] очистки димових газів за рахунок опромінення потоку газів, з додаванням до нього повітряно-аміачної суміші. Цей спосіб вибраний нами за найближчий аналог до корисної моделі, що заявляється, за сукупністю суттєвих ознак. Видалення оксидів сірки та оксидів азоту відбувається при низьких затратах енергії. Димові гази, очищені від летких часток золи, проходять через розпилювальну камеру, де гази зволожуються та охолоджуються. Після цього гази опромінюються у електронно-променевому реакторі, де формується сильний реагент, що вступає у реакцію з оксидом сірки і в результаті утворюється сірчана та азотна кислоти. Вони реагують з газоподібним аміаком, що вводиться в потік, та утворюються сульфати та нітратні солі аміаку. Зволожений газ з сіллю переходить до вологих осаджувачів, де солі видаляються в водний розчин, а гази відправляються до димової труби. Однак він має суттєві недоліки. Перш за все, це не достатньо високий ступінь очистки димових газів від оксидів сірки та азоту. Крім того важливим є те, що в процесі очищення використовується додавання аміаку, речовина яка становить небезпеку не лише при безпосередньому використанні, але і при зберіганні. В основу корисної моделі поставлена задача створення максимально ефективного методу очистки димових газів, але при цьому складові системи очистки мають бути незалежними одна від одної, щоб при необхідності мати змогу використовувати частину з ланок очистки, представлених в даному способі. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб деструкції сполук в димових газах включає проходження димового потоку через циклон (1) з метою очищення від крупних часток, після цього потік потрапляє до димоходу (2), де до нього додають повітряно-водну суміш від компресора в режимі інжекції (3), та азот з азотної станції (4), далі потік потрапляє до камери обробки (5) випромінюванням, від електронного джерела (6) або ультрафіолетового (7), останнім етапом обробки димових газів є проходження через поле коронного розряду (8). Димові гази можуть спрямовуватись як в камеру ультрафіолетового опромінення, так і в камеру електронного опромінення, аміак утворюють в результаті деструкції опроміненням молекул повітряно-водяної суміші та їх взаємодії зі збудженими атомами азоту, після чого потік газів потрапляє в камеру додаткової обробки коронним розрядом. 1 UA 106002 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Суть корисної моделі пояснює креслення: - очистка реалізується за допомогою системи очисного обладнання Відпрацьовані гази через димохід потрапляють до першого ступеня очистки - циклона. Ввійшовши до корпусу циклона, димові гази рухаються по спіралі вздовж стінок корпусу, частки (зола) під дією відцентрової сили рухаються біля стінок. Коли частки досягають отворів у стінках корпусу, вони потрапляють до пилозбірника, що передбачений у нижній частині циклона. Тверді частки можуть бути виведені з пилозбірників на безперервній чи періодичній основі, в залежності від якості палива. Після цього димовий потік переходить в димохід, де він зволожується та охолоджується розпиленням з компресора для інжекції повітряно-водної суміші, також в потік подається азот, який виробляється на азотній станції. Схема організації процесу утворення азоту, базується на регулюванні швидкості поглинання компонентів розподіленої газової суміші та регенерації адсорбенту шляхом змінення тиску в двох поглиначах - ємностях, що містять адсорбент. Процес протікає при температурі, близької до кімнатної. Азот виробляється при тиску, вище атмосферного. Процес коротко циклової адсорбції в кожному з двох адсорберів (поглиначів) складається з двох стадій. На стадії поглинання відбувається уловлювання адсорбентом одного з компонентів газової суміші з отриманням продуктового азоту. На стадії регенерації поглинутий компонент виділяється з адсорбенту та відводиться в атмосферу [Проспект ЗАО "Г'РАСИС". Адсорбционные азотные установки и станции.2012.-12с. - Москва]. Після того як потік збагачується вологою та азотом, димові гази, в залежності від якості палива, використовується малотоксичний природний газ, чи більш токсичне кам'яне вугілля, переходить до наступного етапу очищення. В першому випадку буде використовуватись установка з ультрафіолетовим опроміненням, в другому - камера опромінення електронним пучком. Основною задачею цього етапу, як в першому, так і в другому випадку є ефект збудження електронних оболонок молекул шкідливих сполук, що містяться в димових газах потоками іонізуючого випромінювання та спричиняють протікання хімічних реакцій, які значно спрощують видалення забруднюючих речовин. Після опромінення, швидкі електрони взаємодіють з газом, створюючи іони та радикали, вони беруть участь в різноманітних іонномолекулярних реакціях нейтралізації, димеризації. Основними шкідливими компонентами димових газів є сполуки N2, О2, Н2О і СО2. Енергія опромінення поглинається компонентами газу в пропорції до їх масової долі у суміші. Швидкі електрони сповільнюються та утворюють вторинні електрони, які грають важливу роль в загальній передачі енергії. Аналогічні процеси можуть також відбуватись при дії електромагнітного розряду в камері, де міститься газ. Таким чином, джерелом збудження електронних оболонок атомів можуть бути як потоки випромінювання, так і сильні електромагнітні поля. Утворені в реакційній камері солі сульфату, нітратні солі та аміак виходять у вигляді водного розчину. У трубопроводі форсунки для розпилювання води розташовані так, щоб можна було змити накопичення нітратів амонію та сульфатів у камері, що могли там залишитись. Останнім етапом очистки димових газів є електрофільтр. Між двома плоскими осадовими електродами розташований ряд коронуючих дротів. У проміжок між коронуючими та осадовими електродами надходить запилений газ. У полі коронного розряду, що виникає при подачі високої напруги на дроти, частки заряджаються і під дією поля рухаються до осадової площини, з якої вони періодично віддаляються. Після електрофільтра, потік, вже очищених, газів потрапляє до димоходу та в атмосферу. При цьому спосіб, що заявляється, є доступним у реалізації та у використанні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Спосіб деструкції сполук в димових газах, що включає проходження димового потоку через циклон (1) з метою очищення від крупних часток, після цього потік потрапляє до димоходу (2), де до нього додають повітряно-водну суміш від компресора в режимі інжекції (3), та азот з азотної станції (4), далі потік потрапляє до камери обробки (5) випромінюванням, від електронного джерела (6) або ультрафіолетового (7), останнім етапом обробки димових газів є проходження через поле коронного розряду (8), який відрізняється тим, що димові гази можуть спрямовуватись як в камеру ультрафіолетового опромінення, так і в камеру електронного опромінення, аміак утворюють в результаті деструкції опроміненням молекул повітряно-водяної суміші та їх взаємодії зі збудженими атомами азоту, після чого потік газів потрапляє в камеру додаткової обробки коронним розрядом. 2 UA 106002 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3