Способ очистки дымовых газов от оксидов серы и/или азота при помощи электронного облучения

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 D 53/34, 53/32, B 01 J 19/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21) 4803046/26 (22) 16,03.90 (46) 15.12,92. Бюл. N 46 (71) Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.М.

Кржижановского (72) С.А,Фадеев, М.И.Сапаров, В.B.Eðìàков, Т.С. Герасимова, В,М, Белогривцев и

P.Н. Ризаханов (56) Патент ФРГ М 2952458, кл. В 01 О 53/32, 1979. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

ОТ ОКСИДОВ СЕРЫ И/ИЛИ АЗОТА ПРИ

ПОМОЩИ ЭЛЕКТРОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в энергетической и других отраслях промышленности при очистке дымовых газов бт оксидов серы и азота.

Известен способ обработки отходящих газов электронным облучением; заключающийся в воздействии электронного облучения на поток дымовых газов, регулировании частоты облучения до получения при минимуме подводимой энергии максимальной эффективности очистки.

Недостатком способа является низкая эффективность очистки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является метод обработки отходящих газов электронным облучением при добавлении аммиака, заключающийся в том, что температуру обработки поддерживают в диапазоне 50 — 80 С и регулируют подведением нагретого отходящего газа на вход реакционного сосуда и охлаждающей системой, в которой отходящий газ приводится в

„„5U 1780817 А1 (57) Сущность изобретения: способ включает облучение дымовых газов в реакционном сосуде. Облучение проводят при контакте газов с жидкостью, Контакт газов с жидкостью осуществляют путем распыления жидкости. Степень диспергирования жидкости увеличивают вдоль оси электронного пучка по направлеййю-движения газов. Поток дымовых газов закручивают. Пучок электронов вращают вокруг оси сосуда в том же направ= лении, В качестве жидкости используют воду или водные растворы неорганических электролитов. 2 з, и. флы, 3 ил. непосредственное соприкосновение с жйд- у костью.

Недостатком способа является низкая Сэффективность очйстки от окислов серы и инерционность при регулировании температуры в реакцйонном сосуде.

Целью изобретения является повышение эффектйвности очистки. Указанная цель достигается тем, что в споСобе обработки Q() дымовых газов, содержащих оксиды серы С) и/или азота электронным облучением в ре- р акционном сосуде, включающем контакт дымовых газов с жидкостью, поток дымовых газов вводят в реакционный сосуд при распылении в нем жидкости, причем степень диспергирования жидкости увеличивают вдоль оси электронного пучка; поток дымо.Ъ вых газов перед обработкой электронным облучением закручивают, а пучок электронов вращают вокруг оси реакционного сосуда в том же направлении, что и дымовые газы. при этом достигается равномерность облучения дымового газа, Способ обработки отходящих газов электронным облучением в реакционном

1780817

5.

15

30

50 сосуде реализуется, например, устройством, изображенным на фиг, 1; на фиг. 2— сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — источник излучения пучка электронов с осью симметрии, совпадающей с осью реакционного сосуда.

Устройство содержит газоход 1, по которому осуществляется подвод дымовых газов, очищенных от золы, в камеру 2 с установленным.в ней источником излучения

3, генерирующим электронный пучок 4, и реакционным сосудом 5.

В стенках реакционного сосуда 5 выполнены каналы 6 для введения в реакционный сосуд 5 диспергированной жидкости

Камера 2 может быть выполнена цилиндрической тангенциальным вводом газохода 1 длл обеспечения закрутки потока дымовых газов в полости цилиндрической камеры 2 и дальнейшего его поступления через входной торец реакционного сосуда 5 в полость облучения электронами и смешения с диспергированной жидкостью.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Дымовые газы поступают из гаэохода 1 в камеру 2, закручиваются и подаются в реакционный сосуд 5, где происходит их облучение вращающимся электронным пучком, формируемым источником излучения 3. Диспергированнал жидкость вводится в реакционный сосуд 5 с помощью форсунок 6.

Диспергированная жидкость, распыленная в полости реакционной камеры, позволяет значительно увеличить эффективность улавливания из дымовых газов оксидов серы и азота вследствие увеличения межфазной поверхности газ-жидкость, диффузии непрореагировавших в газовой фазе оксидов в капли жидкости и протекания дополнительных радиационно-химических реакций в каплях жидкости и на поверхности раздела фаз, приводящих к образованию продуктов. В качестве жидкости, распыляемой в реакционном сосуде (диспергированной), можно использовать воду, водные растворы неорганических электролитов. Тонкое распыление жидкости осуществляется форсуночными элементами, устанавливаемыми заподлицо с внутренней стенкой реакционного сосуда и на внешних стенках источника 3 излучения.

Для интенсификации радиационно-химических реакций ввод диспергированной жидкости осуществляют через форсунки, размещенные по длине реакционной камеры в ее стенках. Причем, на большей глубине от источника облучения размещают форсунки, формирующие капли жидкости меньшего диаметра, Это позволяет реализовать задачу исключения испарения капель жидкости в реакционном сосуде, Например, капли жидкости размерами от 5 до 20 мкм возможно вводить на длине реакционного сосуда до 3 м.

Вращение пучка электронов в одном и том же направлении, что и закручивание потока газа обеспечивает равномерность облучения газа.

Пример 1. В газоходе расход дымовых газов 5 х 10 м /ч, влажность 8%, концентрация SOz = 5 г/м, NO = 0,8 г/мз.

Количество вводимой диспергированной воды 7% (об.) с размером капель 5 — 10 мкм.

Массовая доля капель со средним диаметром 9 — 10 мкм 60%, со средним диаметром

7 — 8 мкм 30%, со средним диаметром

5 — 6 мкм 10%. Суммарный расход воды в обрабатываемых газах 28,1 х 10 кг/ч, Степень очистки газов от SOz u NOx 95% при поглощенной дозе 10 кГр (10 кДж/кг), Уловленный вторичный продукт представляет собой водный раствор, содержащий 12,95%

H>S04 и 2 8% HNOÇ.

В прототипе при исходных концентрациях ЯО2 = 5 г/м, NO = 0,52 г/м, использоз з вании в качестве реагента газообразного аммиака и поглощенной дозе 18 кГр степень очистки газов от SO2 — 70%, от NO — 80%.

Пример 2. Условия примера 1. Степень очистки газов без введения диспергированной воды от ЯО2 и NOx — 80%. При введении диспергированной - воды 7% степень очистки газов составила 90 /,.

Массовая доля капель со средним диаметром 9-10 мкм 60%, со средним диаметром

7 — 8 мкм 30%, со средним диаметром

5 — 6 мкм 10%. 12 форсунок для распыливания воды (или водных растворов) pGcfloëîжены по 4 в каждом из трех сечений реакционного .сосуда, отстоящих друг от друга на 0,5 м, Пример 3. Условия примеров 1,2, Без вращения пучка электронов степень очистки газов от S02 и КОх — 85%. При частоте вращения пучка электронов 50 Гц степень очистки составила 95 .

Пример 4. Расход дымовых газов 5 х х10 м /ч, влажность 8%, концентрация

302 = 5 г/м, ИО = 0,7 г!м, Расход диспергированного 18% водного раствора КОН—

28,1 х 10 кг/ч. Условия диспергирования— з как в примерах 1, 2, Степень очистки газов от SOp u NOx — 97% при поглощенной дозе

10 кГр. Уловленный продукт представляет собой водный раствор, содержащий 24,5%

K2S04 и 4,8% ККОз

1780817

А-А

Фиг.2 фиг.3

Составитель Т, Герасимов

Техред М,Моргентал Корректор Э. Лончакова

Редактор

Заказ 4232 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Способ очистки дымовых газов от оксидов серы и/или азота при помощи электронного облучения в реакционном сосуде, включающий контакт потока дымовых газов 5 с жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки дымовых газов от оксидов серы и/или азота за счет обеспечения условий протекания радиационно-окислительных реакций в жид- 10 кой фазе, контакт дымовых газов с жидкостью осуществляют путем распыления в их потоке жидкости, при этом степень диспергирования жидкости увеличивают вдоль оси электронного пучка по направлению движения потока дымовых газов, 2. Способ по и, 1, отл и ч а ю щи и с я тем. что поток дымовых газов закручивают, а пучок электронов вращают вокруг оси сосуда, в одном и том же направлении.

3. Спосо.б по пп.1 и 2, отл ича юшийся тем, что в качестве жидкости используют воду или водные растворы неорганических электролитов.