RU2656498C1 - Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов - Google Patents
Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656498C1 RU2656498C1 RU2017133156A RU2017133156A RU2656498C1 RU 2656498 C1 RU2656498 C1 RU 2656498C1 RU 2017133156 A RU2017133156 A RU 2017133156A RU 2017133156 A RU2017133156 A RU 2017133156A RU 2656498 C1 RU2656498 C1 RU 2656498C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cleaning
- chamber
- flue gases
- air
- vertical shaft
- Prior art date
Links
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000008262 pumice Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 claims description 6
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 10
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical class S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001535291 Analges Species 0.000 description 1
- 229910005965 SO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000008237 rinsing water Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей. Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов содержит транзитный газоход, вертикальную шахту – камеру очистки, внизу соединенную с поддоном и наклонным газоходом с вертикальной шахтой – камерой доочистки. Камера очистки разделена вертикальными перегородками на блоки очистки и утилизации. Каждый из блоки очистки состоит из воздухоподогревателя–абсорбера, в котором расположены сверху–вниз три ступени охлаждения дымовых газов. Воздухоподогреватели–абсорберы выполнены в виде стеклоблочных теплообменников, выполненных из термостойкого малощелочного стекла армированного металлической сеткой. Между теплообменниками устроены окислительная камера с распределителем озоновоздушной смеси и камера усреднения. Теплообменник третьей ступени снабжен осевым вентилятором. Вертикальная шахта снизу соединена с поддоном, соединенным с наклонным газоходом с вертикальной шахтой – камерой доочистки. Внутри камеры доочистки расположены секции доочистки, содержащие по несколько рядов трапецеидальных с перфорированными стенками контейнеров. Контейнеры поставлены на опорные уголки в шахматном порядке по высоте и образуют между собой зигзагообразные газовые каналы. При этом контейнеры заполнены гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм. Внутри камеры доочистки над каждой секцией установлены распределители промывочной воды, соединенные с коллектором промывочной воды. Изобретение обеспечивает повышение надежности, экологической и экономической эффективности коррозионноустойчивой шахтной мультиблочной установки.1 н.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей и утилизации их тепла.
Известна мультиблочная установка для одновременной очистки и утилизации дымовых газов, которая содержит зону обработки, размещенную в газоходе и состоящую из нескольких параллельных газоходов с входными и выходными шиберами (клапанами), соединенными с блоками очистки и утилизации, каждый из которых состоит из воздухоподогревателя–абсорбера с поддоном и экономайзера, выполненных в виде трубчатых теплообменников, трубы которых снабжены с наружной стороны ребрами, причем воздухоподогреватель–абсорбер состоит из абсорбционно–конденсационной секции, снабженной патрубком подачи озоновоздушной смеси с перфорированным насадком и сепарационно–конденсационной секции, снабженной осевым вентилятором, а поддон воздухоподогревателя–абсорбера соединен посредством трубопровода с анионитовым фильтром (узлом утилизации конденсата) [Патент РФ № 2373989, МПК В01 D53/60, 2009].
Основными недостатками известного устройства являются использование в составе установки дополнительного экономайзера, применение которого влечет за собой изменение режима работы основного оборудования теплогенератора (в частности, режима работы основного экономайзера), компоновка основных узлов, при которой происходит соприкосновение поверхности кислого конденсата с горячими дымовыми газами на входе в воздухоподогреватель-абсорбер, вызывающее его повторное испарение и влекущее за собой повышенный расход охлаждающего воздуха, размещение патрубка подачи озоновоздушной смеси в поддоне непосредственно над поверхностью кислого конденсата, что влечет за собой опасность проскока озона в очищенные дымовые газы через гидрозатвор, неравномерное распределение озоновоздушной смеси в объеме дымовых газов, повышенный унос капель конденсата в транзитный газоход, размещение трубчатых теплообменников каждого блока очистки и утилизации в разных газоходах, вызывающее при движении дымовых газов вверх образование отложений на внутренней поверхности теплообменных труб, необходимость сооружения отводных и параллельного газоходов, что требует дополнительных производственных площадей, повышает экономические затраты на строительство и монтаж известного устройства, снижая, в конечном счете, экологическую и экономическую эффективность его работы.
Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является мультиблочная шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации газообразных выбросов теплогенераторов, содержащая транзитный газоход с отсечным клапаном, соединенную с ним через окно в его днище зону обработки, представляющую собой вертикальную шахту, разделенную вертикальными перегородками на параллельные газоходы с входными и выходными клапанами, в которых устроены блоки очистки и утилизации, каждый из которых состоит из воздухоподогревателя–абсорбера, в котором размещены сверху–вниз три ступени охлаждения дымовых газов, причем между первой и второй ступенями охлаждения устроена окислительная камера, с помещенной в ней трубой подачи озоновоздушной смеси, снабженной насадком (распределителем), снаружи закрыта съемной крышкой между второй и третьей ступенями охлаждения помещена камера усреднения, первая и вторая ступени охлаждения соединены между собой по воздуху переточной камерой, третья ступень снабжена осевым вентилятором, все три ступени охлаждения дымовых газов выполнены в виде вертикальных трубчатых теплообменников с оребренными с наружной стороны трубами, шахта снизу соединена с поддоном, состоящим из газового коллектора и конического днища с конденсатным патрубком, соединенного с сепарационной камерой, состоящей из наклонного газохода, угол наклона днища α которого больше или равен углу естественного откоса воды, соединенного с вертикальным газоходом, вверху которого устроена сепарационная решетка, соединенного, в свою очередь, с магистральным газоходом [Патент РФ № 2448761, МПК В01 D53/60, 2012].
Основными недостатками известного устройства являются низкая коррозионная устойчивость кожухотрубчатых теплообменников всех трех ступеней охлаждения (выполняемых, как правило, из стали), работающих при температуре ниже точки росы дымовых газов в присутствии сильнейших окислителей (озона и азотной кислоты), создающих чрезвычайно агрессивную среду, а также значительный расход электроэнергии на работу озонатора для выработки количества озона, достаточного для требуемой степени окисления монооксида азота до диоксида, опасность проскока озона из зоны обработки в транзитный газоход, что снижает надежность, экологическую и экономическую эффективность устройства.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение является повышение надежности, экологической и экономической эффективности коррозионноустойчивой шахтной мультиблочной установки.
Технический результат достигается тем, что предлагаемая коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов содержит транзитный газоход с отсечным клапаном, соединенную с ним через окно в его днище камеру очистки, представляющую собой вертикальную шахту, разделенную вертикальными перегородками на параллельные газоходы с входными и выходными клапанами, в которых устроены блоки очистки и утилизации, каждый из которых состоит из воздухоподогревателя–абсорбера, в котором расположены сверху–вниз три ступени охлаждения дымовых газов, выполненные в виде стеклоблочных теплообменников, между первой и второй ступенями охлаждения устроена окислительная камера, с помещенной в ней трубой подачи озоновоздушной смеси, снабженной распределителем, между второй и третьей ступенями охлаждения расположена камера усреднения, теплообменники первой и второй ступени соединены с прямым и обратным воздуховодами дутьевого воздуха, а между собой по воздуху переточной камерой, теплообменник третьей ступени снабжен осевым вентилятором, вертикальная шахта снизу соединена с поддоном, состоящим из газового коллектора и конического днища, снабженного конденсатным патрубком и соединенного наклонным газоходом, угол наклона днища α которого больше или равен углу естественного откоса воды, с вертикальной шахтой, образующей камеру доочистки, соединенную сверху с магистральным газоходом, внутри которой расположены секции доочистки, причем каждый из стеклоблочных теплообменников состоит из стеклоблоков, выполненных из термостойкого малощелочного стекла армированного металлической сеткой, имеет воздушные каналы с шероховатой поверхностью и газовые каналы с гладкой поверхностью, размещенные перпендикулярно относительно друг друга, вышеупомянутые стеклоблоки уложены многорядной системой перевязки по длине и ширине теплообменника, с упругими прокладками между ними и наружной прокладкой, с образованием зазоров между ними по длине, образующих также газовые каналы, а каждая секция камеры доочистки содержит несколько рядов трапецеидальных с перфорированными стенками контейнеров, поставленных на опорные уголки в шахматном порядке по ее высоте, образующих между собой зигзагообразные газовые каналы и закрыта с наружной боковой стороны съемной крышкой, при этом вышеупомянутые контейнеры заполнены гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм, внутри камеры доочистки над каждой секцией установлены распределители промывочной воды, представляющие собой перфорированные снизу трубы, соединенные с коллектором промывочной воды.
Предлагаемая коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов (КУШМБ) изображена на фиг.1–7 (фиг. 1–общий вид КУШМБ; фиг. 2, 3 – разрезы КУШМБ; фиг. 4 – теплообменник ступеней охлаждения; фиг. 5–7 – общий вид, разрез и узел секции камеры доочистки).
Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов содержит транзитный газоход 1 с отсечным клапаном 2, соединенную с ним через окно 3 в его днище камеру очистки, представляющую собой вертикальную шахту 4, разделенную вертикальными перегородками 5 на параллельные газоходы 6 с входными и выходными клапанами 7 и 8, в которых устроены блоки очистки и утилизации, каждый из которых состоит из воздухоподогревателя–абсорбера 9, в которой расположены сверху–вниз три ступени охлаждения дымовых газов, выполненные в виде стеклоблочных теплообменников 10, 11, 12, между первой и второй ступенями охлаждения устроена окислительная камера 13, с помещенной в ней трубой подачи озоновоздушной смеси 14, снабженной распределителем15, между второй и третьей ступенями охлаждения расположена камера усреднения 16, первая и вторая ступени (теплообменники 10 и 11) соединены с прямым и обратным воздуховодами дутьевого воздуха (на фиг. 1–7 не показаны), а между собой по воздуху переточной камерой 17, третья ступень (теплообменник 12) снабжена осевым вентилятором 18, шахта 4 снизу соединена с поддоном 19, состоящим из газового коллектора 20 и конического днища 21, снабженного конденсатным патрубком 22 и соединенного наклонным газоходом 23, угол наклона днища α которого больше или равен углу естественного откоса воды, с вертикальной шахтой 24, образующей камеру доочистки 25, соединенную, в свою очередь, с магистральным газоходом 1, внутри которой расположены секции доочистки 26, причем каждый из стеклоблочных теплообменников 10,11,12 состоит из стеклоблоков 27с воздушными каналами 28 с шероховатой поверхностью и газовыми каналами 29 с гладкой поверхностью, выполненными из термостойкого малощелочного стекла армированного металлической сеткой, размещенными перпендикулярно относительно друг друга, с упругими прокладками между всеми стеклоблоками и наружной прокладкой (на фиг. 1–7 не показаны), вышеупомянутые стеклоблоки 27 уложены с образованием зазоров между ними по длине, которые образуют газовые каналы 30 с многорядной системой перевязки по длине и ширине теплообменников 10, 11, 12, а каждая секция 26 камеры доочистки 25 содержит несколько рядов трапецеидальных с перфорированными стенками контейнеров 31, поставленных на опорные уголки 32 в шахматном порядке по ее высоте, образующих между собой зигзагообразные газовые каналы 33 и с наружной боковой стороны закрыта съемной крышкой 34, при этом контейнеры 31 заполнены гранулами пемзы 35, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм, внутри камеры доочистки 25 над каждой секцией 26 установлены распределители промывочной воды 36, представляющие собой перфорированные снизу трубы, соединенные с коллектором промывочной воды 37.
В основе работы предлагаемой КУШМБ лежит использование активного окислителя – озона для предварительного окислении вредных компонентов выхлопных газов – оксидов азота, диоксидов серы и оксидов углерода (NOx, SOx, СОх) до NO2, SO3, СО2, у которых кислые свойства более высокие, чем у оксидов [Ежов В.С. Механизм процессов окисления оксидов азота при синхронной очистке и утилизации газообразных выбросов теплогенерирующих установок. Энергосбережение и водоподготовка. №3, 2008.–С. 48–58]. Для уменьшения расхода озона и, соответственно, уменьшения расхода электроэнергии в предлагаемом устройстве используется процесс адсорбции, в котором в качестве адсорбента для вредных компонентов дымовых газов используется гранулированная шлаковая пемза. Шлаковая пемза, изготовленная из основных металлургических шлаков, представляет собой материал с высокопористой механически прочной структурой (прочность на сдавливание до 2,7 МПа), состоящий из оксида кальция, оксида кремния, оксида алюминия и частично из оксида магния (CaO, SiO2, Al2O3, MnO) c модулем основности М>1 [Строительные материалы. Справочник. Под ред. Болдырева А. С. и др. –М.: Стройизд.,1989, с. 423; Домокеев А. К. Строительные материалы. – М.: Высш. школа, 1989, с. 163]. Высокое значение модуля основности придает гранулам шлаковой пемзы основные свойства, позволяющие сорбировать на их поверхности вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся и вредные примеси, которые присутствуют в отработавших газах (NOx, SOx , СО), а высокая пористость их структуры позволяет использовать гранулы шлаковой пемзы в качестве эффективного звукопоглощающего материала [В. Н. Богословский и др. Отопление и вентиляция, Ч. II.–М.; Стройиздат, 1978, с. 391]. Кроме того, исходя из своего состава, гранулы шлаковой пемзы устойчивы к коррозионному воздействию кислых компонентов выхлопных газов, широко доступны и дешевы.
КУШМБ работает следующим образом. Дымовые газы из транзитного газохода 1 направляются в зону обработки путем открытия входных клапанов 7, 8 и закрытия отсечного клапана 2, где поступают в газовые каналы 29, 30 стеклоблочного теплообменника первой ступени охлаждения дымовых газов 10 воздухоподогревателя–абсорбера 9, шероховатую наружную поверхность которого охлаждают дутьевым воздухом, поступающим из переточной камеры 17, где они частично охлаждаются. На выходе из первой ступени 10 частично охлажденные дымовые газы поступают в окислительную камеру 13, смешиваются с озоновоздушной смесью, подаваемой из патрубка 14, снабженным насадком 15, устройство которого обеспечивает полное смешение ее с дымовыми газами, что обеспечивает более полное протекание реакции окисления NO до NO2. Из окислительной камеры 13 дымовые газы поступают в газовые каналы 29,30 стеклоблочного теплообменника второй ступени охлаждения 11, шероховатую наружную поверхность которых охлаждают дутьевым воздухом, подаваемым дутьевым вентилятором (на фиг. 1–7 не показан), где охлаждаются до более низкой температуры (70–80°С) с конденсацией части водяных паров. Из второй ступени охлаждения 11 дымовые газы поступают в камеру усреднения 16, где происходит усреднение концентраций реагирующих компонентов по всему объему, после чего дымовые газы поступают в газовые каналы 29,30 теплообменника третьей ступени охлаждения, шероховатую наружную поверхность труб которых охлаждают наружным воздухом, подаваемым осевым вентилятором 18, где охлаждаются до конечной температуры (40–50°С) с конденсацией большей части водяных паров (дальнейшее охлаждение ограничено величиной температурного напора, обусловленного начальной температурой наружного воздуха). При этом, процессы охлаждения и конденсации протекают со значительной скоростью, обусловленной высокой скоростью движения газа в газовых каналах 29, 30 (15–25 м/с) и шероховатой поверхностью теплообмена со стороны воздуха. Так как температура дымовых газов значительно меньше 100°С и в них присутствуют озон и кислород, то в ступенях охлаждения 11 и 12 воздухоподогревателя–абсорбера 9 происходит быстрая реакция окисления труднорастворимого монооксида азота (NO) в легкорастворимый диоксид азота (NO2), соединяющийся с водой с образованием азотной кислоты (HNO3). Кроме того, в условиях конденсации скорость кислотообразования возрастает по сравнению с обычной абсорбцией окислов азота в 10 раз, а так как в третьей ступени 12 воздухоподогревателя–абсорбера 9 дымовые газы охлаждаются наружным воздухом (имеющим значительно более низкую температуру, чем дутьевой воздух) до температуры (40-50)°С, то скорости реакций окисления оксидов азота и абсорбции их водой дополнительно значительно возрастают, что обеспечивает более полное удаление оксидов азота из дымовых газов [Производство азотной кислоты в агрегатах большой единичной мощности / под. ред. В. М. Олевского – М.: Химия, 1985, с.42–50]. Образуюшийся конденсат стекает по стенкам газовых каналов 29,30 теплообменников ступеней охлаждения 11 и 12 в виде пленки, контактируя с дымовыми газами в прямотоке, что обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление аппарата [А. Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии – М.: Химия, 1974, с.484], с образованием диоксида азота (NO2), серного ангидрида (SO3), их абсорбцией с образованием азотной и серной кислот (HNO3 и H2SO4), насыщается кислотными компонентами, после чего кислый конденсат (смесь разбавленной азотной и серной кислот), при выходе дымовых газов в газовый коллектор 20 за счет силы тяжести, осаждается в коническом днище 21 поддона 19, откуда через конденсатный патрубок 22 в количестве равном сконденсировавшимся водяным парам в воздухоподогревателе–абсорбере 9 подается на утилизацию кислотных компонентов с получение очищенного конденсата. Частично очищенные дымовые газы из газового коллектора 20 через наклонный газоход 23 поступают в шахту 24 камеры доочистки 25. где последовательно проходят секции доочистки 26. В секциях 26 газы поступают в зигзагообразные газовые каналы 33, где они двигаются также зигзагообразно, что значительно турбулизирует их потоки и позволяет проникать через отверстия в стенках трапецеидальных перфорированных контейнеров 33, заполненных гранулами 36 шлаковой пемзы диаметром от 5 до 10 мм, изготовленной из основных металлургических шлаков. Дымовые газы через отверстия в трапецеидальных перфорированных контейнерах 31 заполняют свободное пространство между гранулами шлаковой пемзы 35, находящиеся в газовой смеси NOx, SOx, СОх контактируют с гранулами 33, адсорбируясь на поверхности их пор, причем NO2, SO3, СО2 адсорбируются значительно быстрее, чем NO, SO2, СО, ввиду указанных выше обстоятельств. Поток выхлопных газов, проходя зигзагообразные газовые каналы 33 и многократно попадая на поверхность гранул 35 и вовнутрь их, очищается от вредных примесей (NOx, SOx, СОх), которые сорбируются на поверхности и внутри гранул 35. Адсорбированные из отработавших газов оксиды азота, диоксиды серы, оксиды углерода в порах гранул 35 обладают повышенной реакционной способностью, обусловленной их взаимодействием с поверхностью адсорбента – гранул 36 шлаковой пемзы [Неницеску К. Общая химия – М.: Мир, 1968, с. 298], поэтому окисляются кислородом (кислород присутствует в отработавших газах в результате избытка воздуха, подаваемого на сжигание топлива) со скоростью большей, чем в газовой фазе с образованием легкорастворимых в воде NO2 и SО3. Так как в дымовых газах присутствуют остатки озона, поступающего с ними из воздухоподогревателя–абсорбера 9, он также интенсифицирует процесс окисления вышеуказанных вредных компонентов и в камере доочистки 25. Адсорбированные NO2, SO3, СО2, в свою очередь, взаимодействуют с частицами воды образующейся в порах гранул 35 в результате капиллярной конденсации паров воды, находящихся в дымовых газах, с образованием соответствующих кислот HNO3, H2SO4 и H2СO3. Кроме того, на поверхности и в порах гранул 36 оседают мелкодисперсные частицы (сажа и пр.). После прохождения самой верхней секции 26 камеры доочистки 25 очищенные до требуемой степени дымовые газы поступают в транзитный газоход 1 и выбрасываются в атмосферу.
При падении активности гранул 35 их подвергают регенерации. Процесс регенерации заключается в очистке поверхности и пор гранул шлаковой пемзы 35 от мелкодисперсных частиц и абсорбированных молекул вредных примесей и осуществляется путем промывки гранул 35 из распределителей 36 водой (например, очищенным конденсатом), подаваемой из коллектора 37, которая по днищу наклонного газохода 23 стекает в поддон 19. Регенерацию загрузки проводят без остановки процесса очистки. Замену адсорбента (гранул 35) на свежий производят путем снятия боковых крышек 34.
При этом, однонаправленное движение сверху–вниз дымовых газов и пленки конденсата в газовых каналах 29,30 теплообменников ступеней охлаждения 10, 11, 12 в воздухоподогревателе–абсорбере 9 предотвращает образование на внутренней поверхности труб 10, 11, 12 отложений (частиц сажи, золы и т. д.), так как они уносятся потоком дымовых газов и конденсата в поддон 19, где осаждаются вместе с кислым конденсатом в днище 21 Кроме того, использование стеклоблочных теплообменников 10,11,12 ввиду их высокой коррозионной устойчивости позволяет существенно увеличить продолжительность их эксплуатации и снизить температуру охлаждения дымовых газов, что обеспечивает более высокую степень их очистки, а применение в камере доочистки 26 адсорбции вредных примесей гранулированным шлаком 36 – уменьшение расхода озона в воздухоподогревателе–абсорбере 9 и, соответственно, значительное снижение расхода электроэнергии на получение озона и проведение обработки дымовых газов.
Размеры воздухоподогревателя–абсорбера 9 КУШМБ и, соответственно стеклоблочных теплообменников 10, 11, 12 , число секций 26 в камере доочистки 25, расход озона, суммарный объем гранул шлаковой пемзы 35, число перфорированных контейнеров 31, их длина, высота и ширина, ширина газовых каналов 33, расход промывочной воды определяются в зависимости от мощности котельной установки, типа топлива и требуемых степени очистки.
В случае отказа какого-либо элемента КУШМБ, для ее очистки или ремонта открывают отсечный клапан 2 магистрального газохода 1, закрывают входной и выходной клапаны 7 и 8 соответствующего блока утилизации и очистки, не нарушая режима работы теплоэнергетического агрегата в целом. В случае изменения тепловой нагрузки ТЭС (котельной) и соответственно изменения расхода дымовых газов изменение нагрузки установки регулируют также включением и отключением отдельных блоков.
Таким образом, использование стеклоблочных теплообменников в блоках очистки и утилизации позволяет существенно увеличить продолжительность их эксплуатации и снизить температуру охлаждения дымовых газов, устройство камеры доочистки для адсорбции оставшихся вредных примесей гранулированным шлаком обеспечивает снижение концентраций вредных примесей, опасность проскока озона и унос капель кислого конденсата в очищенных дымовых газах, уменьшает расход озона в воздухоподогревателе–абсорбере и, соответственно, обеспечивает значительное снижение расхода электроэнергии на получение озона, что, в конечном итоге, увеличивает надежность, экологическую и экономическую эффективность предлагаемой коррозионноустойчивой шахтной мультиблочной установки.
Claims (1)
- Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов, содержащая транзитный газоход с отсечным клапаном, соединенную с ним через окно в его днище камеру очистки, представляющую собой вертикальную шахту, разделенную вертикальными перегородками на параллельные газоходы с входными и выходными клапанами, в которых устроены блоки очистки и утилизации, каждый из которых состоит из воздухоподогревателя–абсорбера, в котором расположены сверху–вниз три ступени охлаждения дымовых газов, выполненные в виде теплообменников, между первой и второй ступенями охлаждения устроена окислительная камера с помещенной в ней трубой подачи озоновоздушной смеси, снабженной распределителем, между второй и третьей ступенями охлаждения расположена камера усреднения, теплообменники первой и второй ступени соединены с прямым и обратным воздуховодами дутьевого воздуха, а между собой по воздуху переточной камерой, теплообменник третьей ступени снабжен осевым вентилятором, вертикальная шахта снизу соединена с поддоном, состоящим из газового коллектора и конического днища, снабженного конденсатным патрубком и наклонным газоходом, угол наклона днища α которого больше или равен углу естественного откоса воды, соединенного со второй вертикальной шахтой, соединенной сверху с магистральным газоходом, отличающаяся тем, что каждый теплообменник – стеклоблочный и состоит из стеклоблоков, выполненных из термостойкого малощелочного стекла, армированного металлической сеткой, имеет воздушные каналы с шероховатой поверхностью и газовые каналы с гладкой поверхностью, размещенные перпендикулярно относительно друг друга, вышеупомянутые стеклоблоки уложены многорядной системой перевязки по длине и ширине теплообменника с упругими прокладками между ними и наружной прокладкой с образованием зазоров между ними по длине, образующих также газовые каналы, во второй вертикальной шахте устроена камера доочистки, в которой расположены секции доочистки, закрытые с наружной боковой стороны съемными крышками, в каждой секции установлены горизонтальные ряды трапецеидальных с перфорированными стенками контейнеров, поставленные на опорные уголки в шахматном порядке по ее высоте, образующие между собой зигзагообразные газовые каналы, при этом вышеупомянутые контейнеры заполнены гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм, а над каждой секцией доочистки установлены распределители промывочной воды, представляющие собой перфорированные снизу трубы, соединенные с коллектором промывочной воды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017133156A RU2656498C1 (ru) | 2017-09-23 | 2017-09-23 | Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017133156A RU2656498C1 (ru) | 2017-09-23 | 2017-09-23 | Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656498C1 true RU2656498C1 (ru) | 2018-06-05 |
Family
ID=62560698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017133156A RU2656498C1 (ru) | 2017-09-23 | 2017-09-23 | Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656498C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109012108A (zh) * | 2018-09-27 | 2018-12-18 | 高根树 | 基于气-气氧化反应的废气处理方法 |
| RU2762927C1 (ru) * | 2021-02-15 | 2021-12-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ) (RU) | Комплексный шахтный воздухоподогреватель |
| RU2797799C1 (ru) * | 2022-07-26 | 2023-06-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Комплексный горизонтальный многоступенчатый адсорбер |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1318074A (en) * | 1969-08-16 | 1973-05-23 | Messer Griesheim Gmbh | Process for obtaining sulphur from hydrogen sulphide-containing gases |
| SU596272A1 (ru) * | 1975-03-14 | 1978-03-05 | Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Химикотехнологический Институт Им. Д.И. Менделееева | Способ очистки газов от двуокиси серы |
| SU1792341A3 (ru) * | 1990-09-12 | 1993-01-30 | Hийгep Фeдop Bacильebич | Способ очистки дымовых газов от вредных примесей |
| US5736117A (en) * | 1995-09-29 | 1998-04-07 | Marathon Oil Company | Sulfur debonding agent enhancing sulfur recovery from a hydrogen sulfide conversion process |
| RU2275326C1 (ru) * | 2004-08-17 | 2006-04-27 | Открытое акционерное общество "ВНИПИгаздобыча" | Способ очистки газа, содержащего сероводород, и устройство для его осуществления |
| RU2292939C1 (ru) * | 2005-07-18 | 2007-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина | Способ очистки отходящих дымовых газов от токсичных оксидов |
| RU2448761C1 (ru) * | 2010-09-10 | 2012-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | Шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации газообразных выбросов теплогенераторов |
-
2017
- 2017-09-23 RU RU2017133156A patent/RU2656498C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1318074A (en) * | 1969-08-16 | 1973-05-23 | Messer Griesheim Gmbh | Process for obtaining sulphur from hydrogen sulphide-containing gases |
| SU596272A1 (ru) * | 1975-03-14 | 1978-03-05 | Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Химикотехнологический Институт Им. Д.И. Менделееева | Способ очистки газов от двуокиси серы |
| SU1792341A3 (ru) * | 1990-09-12 | 1993-01-30 | Hийгep Фeдop Bacильebич | Способ очистки дымовых газов от вредных примесей |
| US5736117A (en) * | 1995-09-29 | 1998-04-07 | Marathon Oil Company | Sulfur debonding agent enhancing sulfur recovery from a hydrogen sulfide conversion process |
| RU2275326C1 (ru) * | 2004-08-17 | 2006-04-27 | Открытое акционерное общество "ВНИПИгаздобыча" | Способ очистки газа, содержащего сероводород, и устройство для его осуществления |
| RU2292939C1 (ru) * | 2005-07-18 | 2007-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина | Способ очистки отходящих дымовых газов от токсичных оксидов |
| RU2448761C1 (ru) * | 2010-09-10 | 2012-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | Шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации газообразных выбросов теплогенераторов |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109012108A (zh) * | 2018-09-27 | 2018-12-18 | 高根树 | 基于气-气氧化反应的废气处理方法 |
| RU2762927C1 (ru) * | 2021-02-15 | 2021-12-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ) (RU) | Комплексный шахтный воздухоподогреватель |
| RU2797799C1 (ru) * | 2022-07-26 | 2023-06-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Комплексный горизонтальный многоступенчатый адсорбер |
| RU227716U1 (ru) * | 2024-04-17 | 2024-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Горизонтальный многоступенчатый адсорбер |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105080332B (zh) | 烧结球团烟气资源化***及工艺方法 | |
| TWI444224B (zh) | 用以自一製程氣體中移除氮氧化物及三氧化硫之方法及裝置 | |
| CN105090997A (zh) | 一种高浓含盐废水、废渣低成本处理方法及其装置 | |
| CN109432936A (zh) | 烧结烟气处理方法及处理*** | |
| KR20170124106A (ko) | 폐수를 증발시키고 산성 가스 배출을 감소시키기 위한 장치 및 방법 | |
| CN109364742A (zh) | 一种烧结烟气scr脱硝协同脱白装置及工艺 | |
| WO2006114052A1 (fr) | Épurateur compact servant au dépoussiérage, à la désulfuration et à la dénitruration du gaz de combustion de chaudière à charbon. | |
| CN103776042B (zh) | 一种具有防尘脱硝功能的co锅炉 | |
| RU2500867C2 (ru) | Энергосберегающее устройство для очистки дымовых газов группы теплогенераторов систем квартирного отопления | |
| CN209138324U (zh) | 一种高效烟气顺流除尘脱硫消白装置 | |
| CN201680393U (zh) | 高效节能烟囱 | |
| RU2656498C1 (ru) | Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов | |
| MX2011012818A (es) | Torre depuradora y dispositivo de purificacion de gases de combustion asociado. | |
| CN111888925B (zh) | 干法脱硫组件、脱硫除尘单元、一体化设备、*** | |
| RU2581072C2 (ru) | Устройство для очистки и утилизации тепла дымовых газов группы теплогенераторов систем квартирного отопления | |
| CN204853508U (zh) | 一种高浓含盐废水、废渣低成本处理装置 | |
| RU2627808C1 (ru) | Устройство для очистки и утилизации дымовых газов крышной котельной | |
| RU2595289C1 (ru) | Комплексный воздухоподогреватель | |
| RU2448761C1 (ru) | Шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации газообразных выбросов теплогенераторов | |
| RU2559241C1 (ru) | Санитарно-утилизационная приставка для теплогенератора крышной котельной | |
| RU2702043C1 (ru) | Санитарная приставка для теплогенераторов систем автономного теплоснабжения | |
| RU2797799C1 (ru) | Комплексный горизонтальный многоступенчатый адсорбер | |
| RU2464072C2 (ru) | Насадка для дымовой трубы | |
| RU2477648C2 (ru) | Способ и устройство для полной утилизации дымовых газов | |
| RU2331462C1 (ru) | Комплексный способ и устройство для обработки дутьевого воздуха и дымовых газов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190924 |