RU2691048C2 - Способ сокращения содержания аэрозольных частиц - Google Patents
Способ сокращения содержания аэрозольных частиц Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691048C2 RU2691048C2 RU2017102995A RU2017102995A RU2691048C2 RU 2691048 C2 RU2691048 C2 RU 2691048C2 RU 2017102995 A RU2017102995 A RU 2017102995A RU 2017102995 A RU2017102995 A RU 2017102995A RU 2691048 C2 RU2691048 C2 RU 2691048C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- flue gases
- water
- scrubber
- polyhydric alcohol
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 50
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 111
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 30
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 7
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 5
- -1 debris Substances 0.000 description 5
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 2
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 2
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010006458 Bronchitis chronic Diseases 0.000 description 1
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 1
- 206010057190 Respiratory tract infections Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000006673 asthma Diseases 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 206010006451 bronchitis Diseases 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 208000007451 chronic bronchitis Diseases 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000762 chronic effect Toxicity 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000008406 cosmetic ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000003090 exacerbative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 231100000024 genotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001738 genotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000028867 ischemia Diseases 0.000 description 1
- 230000001926 lymphatic effect Effects 0.000 description 1
- 210000001365 lymphatic vessel Anatomy 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 201000009240 nasopharyngitis Diseases 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- NOOLISFMXDJSKH-UHFFFAOYSA-N p-menthan-3-ol Chemical compound CC(C)C1CCC(C)CC1O NOOLISFMXDJSKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002110 toxicologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
- B01D47/10—Venturi scrubbers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2247/00—Details relating to the separation of dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
- B01D2247/10—Means for removing the washing fluid dispersed in the gas or vapours
- B01D2247/107—Means for removing the washing fluid dispersed in the gas or vapours using an unstructured demister, e.g. a wire mesh demister
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу сокращения количества аэрозольных частиц. Способ сокращения содержания аэрозольных частиц, содержащихся в топочных газах, выделяющихся в ходе процессов горения, включающий: пропускание указанных топочных газов через реактор, в котором указанные газы приводят в непосредственный контакт со смешивающимся с водой жидким многоатомным спиртом или со смесью указанного многоатомного спирта и воды, пропускание указанных топочных газов, выходящих из указанного реактора, через туманоуловитель перед введением указанных топочных газов в дополнительный реактор, пропускание указанных топочных газов через указанный дополнительный реактор, в котором указанные топочные газы приводят в непосредственный контакт с водой. Технический результат – сокращение количества аэрозольных частиц. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу модификации поверхностного заряда и сокращения количества аэрозольных частиц, образующихся в результате горения органических веществ, таких как шлам, биомасса, мусор, топливо от анаэробного сбраживания и твердое топливо.
Уровень техники
Аэрозольные частицы (АЧ) представляют собой множество очень мелких (твердых или жидких) частиц, которые диспергированы в атмосфере. Указанные частицы классифицируют на основании их характерных размеров: тонкие пыли, также называемые АЧ10 включают все частицы, размеры которых не превышают 10 мкм в диаметре, и АЧ2,5 включают все частицы с диаметром, не превышающим 2,5 мкм. Существуют также ультратонкие аэрозольные частицы (УАЧ) с диаметром менее 0,1 мкм, которые образуются, в основном, при горении отходов (АЧ0,1).
Выделяются «первичные» аэрозольные частицы, которые выпускают в атмосферу непосредственно источники, такие как транспортные средства, промышленные установки, строительные площадки и устройства для сжигания органических материалов.
«Вторичные» частицы образуются в процессах химического превращения и конденсации первичных газообразных веществ, и их составляют, в основном, сульфаты и нитраты, образующиеся в реакциях продуктов превращения диоксида серы и оксидов азота с аммиаком, и органические вещества (так называемый «вторичный органический компонент»).
Как правило, «крупнодисперсная» фракция АЧ10, имеющих размеры от 2,5 до 10 мкм, состоит, в основном, из первичных частиц, в то время как АЧ2,5 представляют собой, главным образом, вторичные частицы.
В процессах горения образуются частицы, имеющие углеродсодержащую сердцевину, поверхность которой адсорбирует разнообразные несгоревшие вещества или продукты высокотемпературных реакций. Они включают сульфаты, нитраты, металлы, органические соединения, такие как углеводороды, и их производные. Размеры указанных частиц составляют широкий диапазон от нескольких нанометров до нескольких десятков микрометров. Что касается выхлопных газов автомобилей, аэрозольные частицы в выхлопных газах дизельных двигателей состоят, главным образом, из элементарного углерода, который адсорбирует органические вещества и следы соединений металлов, в то время как аэрозольные частицы в выхлопных газах бензиновых двигателей составляют, в основном, неорганические соединения, включающие соединения металлов, и небольшая органическая фракция.
Благодаря малым размерам частиц, мелкая пыль, особенно ее тонкодисперсная фракция, может проникать в более чувствительные части легких, т.е. альвеолы, и частично поступать в лимфатические и кровеносные сосуды.
Постоянное проникновение инородного вещества в альвеолы может повреждать слой клеток, обеспечивающих газообмен (прием кислорода и выделение диоксида углерода) и вызывать респираторные проблемы. Кроме того, указанные частицы являются токсичными и/или канцерогенными и могут приводить к серьезным заболеваниям с течением времени.
Опасную природу АЧ10 и особенно АЧ2,5 продемонстрировали многочисленные эпидемиологические исследования. По существу, АЧ2,5 представляет собой сложную смесь тысяч химических соединений, и некоторые их них являются чрезвычайно токсичными. Указанные токсичные соединения, представляют собой, в частности, полициклические ароматические углеводороды, канцерогенная природа которых была надежно доказана.
Вредное воздействие АЧ10 и АЧ2,5 пропорционально их концентрации, и (как уже объявила Всемирная организация здравоохранения) невозможно определить уровень, ниже которого АЧ10 или АЧ2,5 больше не создают риска для здоровья. Это воздействие может быть острым в те дни, когда концентрация загрязняющих веществ повышается, усиливая, например, острые респираторные инфекции, приступы астмы, проблемы кровообращения и ишемию и ухудшая респираторные и сердечные проблемы людей, склонных к таким состояниям. С другой стороны, присутствие загрязняющих веществ в воздухе в течение продолжительного периода времени вызывает хроническое воздействие: стойкий кашель и катар, хронический бронхит или уменьшение жизненной емкости легких.
Таким образом, было бы желательным сокращение до минимального возможного уровня выбросов аэрозольных частиц, в частности, АЧ10, АЧ2,5 и АЧ0,1 в связи с процессами, которые включают горение органического вещества.
В настоящем описании ниже особо отмечен способ модификации поверхностного заряда и сокращения числа аэрозольных частиц, образующихся в процессах горения шлама, биомассы, мусора, топлива от анаэробного сбраживания и твердого топлива, используемый в связи с установками для производства электрической и/или тепловой энергии из таких органических материалов, но этот способ можно также применять для сокращения числа аэрозольных частиц от процесса горения любого типа.
В связи с вышеупомянутыми процессами горения шлама и биомассы, для уменьшения выбросов аэрозольных частиц в атмосферу в настоящее время используют устройства, такие как циклоны, скрубберы, рукавные фильтры и электростатические пылеуловители.
Однако эффективность указанных устройств для сокращения числа аэрозольных частиц является не вполне удовлетворительной в отношении снижения уровней АЧ10, АЧ2,5 и АЧ0,1 в выбросах.
Указанные традиционные технологии не учитывают гидрофобные и электростатические свойства, поскольку частицы заряжаются в условиях одинаковой полярности и, таким образом, отталкиваются друг от друга.
Международная патентная заявка № WO 00/30733 А1 описывает способ обработки выделяющегося при горении потока, содержащего оксиды азота, в котором выделяющийся при горении поток обрабатывают жидкой композицией очищающих веществ, включающей карбамид, воду и кислородсодержащее органическое соединение, в присутствии катализатора. В частности, такая очищающая композиция может включать от 30 до 70 мас. % воды, от 20 до 40 мас. % карбамида и от 1 до 40 мас. % кислородсодержащего органического соединения, который может представлять собой, например, пропиленгликоль.
Цель данного способа представляет собой сокращение выбросов NO2, а не аэрозольных частиц, и его основу составляет применение карбамида и катализатора, в то время как применение кислородсодержащего органического соединения, как следует из примера 3, является необязательным.
Международная патентная заявка № WO 00/30733 А1 не описывает какое-либо устройство, подходящее для осуществления представленного в ней способа.
Патент США № US 3209519 относится к дегидратации влагосодержащего природного газа посредством абсорбции водяных паров жидким абсорбентом. В качестве жидких абсорбентов можно использовать растворы диэтиленгликоля и триэтиленгликоля, содержащие до 2% воды.
Патент США № US 691100 В1 описывает газовый скруббер для удаления аэрозольных частиц и нежелательных газов из газового потока, включающий контейнер 110 (фиг. 1), подходящий для введения газового потока в непосредственный контакт с текучей средой 113, которая может представлять собой воду или может содержать пропиленгликоль. Данный документ не описывает реактор, подходящий для введения газа, выходящего из вышеупомянутого контейнера, в непосредственный контакт с водой.
Международная заявка на патент № WO 00/56844 А1 описывает способ и устройство для высушивания природного газа, где природный газ, содержащий воду, поступает в турбулентный контактор 11 (фиг. 1), который может представлять собой трубку Вентури, куда также вводят триэтиленгликоль, чтобы абсорбировать воду, содержащуюся в газе, который затем поступает в газожидкостной сепаратор. Здесь не описан реактор, подходящий для введения газа, выходящего из вышеупомянутого контактора, в непосредственный контакт с водой.
Сущность изобретения
Таким образом, одна задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа модификации поверхностного заряда и сокращения содержания аэрозольных частиц в топочных газах, выделяющихся в течение процессов горения, который включает пропускание указанных топочных газов через реактор, в котором их вводят в непосредственный контакт со смешивающимся с водой жидким многоатомным спиртом или со смесью этого многоатомного спирта с водой.
Предпочтительно способ предусматривает последующую стадию пропускания топочных газов, выходящих из вышеупомянутого реактора, через дополнительный реактор, в котором вышеупомянутые газы вводят в непосредственный контакт с водой.
Предпочтительно способ согласно настоящему изобретению также включает стадию пропускания топочных газов, выходящих из вышеупомянутого реактора, через туманоуловитель (демистер) перед их введением в вышеупомянутый дополнительный реактор.
Предпочтительно вышеупомянутый реактор состоит из скруббера, в котором в качестве промывочной жидкости используют смешивающийся с водой жидкий многоатомный спирт или смесь вышеупомянутого многоатомного спирта и воды.
Предпочтительно вышеупомянутый дополнительный реактор состоит из скруббера, в котором в качестве промывочной жидкости используют воду.
Предпочтительно вышеупомянутый смешивающийся с водой жидкий многоатомный спирт представляет собой гликоль, и преимущественно он представляет собой пропиленгликоль или смесь пропиленгликоля и воды.
Предпочтительно вышеупомянутая смесь пропиленгликоля и воды содержит не более 60 мас. % воды и преимущественно от 5 до 20 мас. % воды по отношению к полной массе смеси.
Согласно одному своему аспекту, настоящее изобретение относится к установке для модификации поверхностного заряда и сокращения содержания аэрозольных частиц в топочных газах, выделяющихся в течение процессов горения, включающей реактор, подходящий для введения указанных топочных газов в непосредственный контакт со смешивающимся с водой жидким многоатомным спиртом или смесью вышеупомянутого многоатомного спирта и воды, и дополнительный реактор, подходящий для введения топочных газов, выходящих из вышеупомянутого реактора, в непосредственный контакт с водой.
Предпочтительно установка согласно настоящему изобретению также включает туманоуловитель, расположенный между вышеупомянутым реактором и вышеупомянутым дополнительным реактором.
Предпочтительно вышеупомянутый реактор состоит из скруббера, в котором в качестве промывочной жидкости используют смешивающийся с водой жидкий многоатомный спирт или смесь вышеупомянутого многоатомного спирта и воды.
Предпочтительно вышеупомянутый дополнительный реактор состоит из скруббера, в котором используют воду в качестве промывочной жидкости.
Вышеупомянутые скрубберы могут представлять собой скрубберы Вентури, инерциальные скрубберы, скрубберы, которые описаны в европейской патентной заявке № ЕР 0749772, или их сочетание.
Согласно своему следующему аспекту, настоящее изобретение относится к применению смешивающегося с водой жидкого многоатомного спирта или смеси этого многоатомного спирта с водой в качестве промывочной жидкости в скруббере.
Предпочтительно данный многоатомный спирт представляет собой гликоль, и преимущественно он представляет собой пропиленгликоль или смесь пропиленгликоля и воды.
Предпочтительно данная смесь пропиленгликоля и воды содержит не более чем 60 мас. % воды по отношению к полной массе смеси, и целесообразной является смесь, содержащая от 5 до 20 мас. % воды по отношению к полной массе смеси.
Неожиданно было обнаружено, что применение смешивающегося с водой жидкого многоатомного спирта или смеси вышеупомянутого многоатомного спирта и воды и, в частности, пропиленгликоля или смеси пропиленгликоля и воды, в частности, смеси, содержащей пропиленгликоль и не более 60 мас. % воды, в качестве промывочной жидкости внутри скруббера, через который пропускают топочные газы, образующиеся в процессах горения, приводит к почти полному устранению аэрозольных частиц с доведением практически до нуля содержания АЧ10 и АЧ2,5 и значительным сокращением содержания АЧ0,1 в топочных газах, выходящих из данного скруббера.
Последующее пропускание через второй скруббер, в котором воду используют в качестве промывочной жидкости, обеспечивает устранение пропиленгликоля или другого смешивающегося с водой жидкого многоатомного спирта, присутствующего в аэрозольной форме в топочных газах, выходящих из первого скруббера, и охлаждение топочных газов перед их выпуском в атмосферу.
Пропускание при необходимости через туманоуловитель топочных газов, выходящих из первого скруббера, выполняет функцию достижения первоначального устранения аэрозоля пропиленгликоля или другого многоатомного спирта, содержащегося в топочных газах, перед их введением во второй скруббер.
Не придерживаясь какой-либо конкретной теории, можно считать, что неожиданное сокращение содержания аэрозольных частиц, достигаемое посредством использования смешивающегося с водой жидкий многоатомного спирта, в частности, пропиленгликоля, или его смеси с водой в качестве промывочной жидкости внутри первого скруббера может быть обусловлено сродством многоатомного спирта, в частности, пропиленгликоля, к липофильным органическим соединениям (например, полициклическим ароматическим углеводородам), адсорбированным на углеродсодержащих частицах, из которых состоят аэрозольные частицы, образующиеся в процессах горения. Поскольку жидкий многоатомный спирт, например, пропиленгликоль, также растворяется в воде, последующее пропускание топочных газов, которые выходят из первого скруббера и содержат аэрозоль пропиленгликоля или другого смешивающегося с водой жидкого многоатомного спирта, через второй водяной скруббер обеспечивает устранение пропиленгликоля (или другого смешивающегося с водой жидкого многоатомного спирта), который образует аэрозоль, перед выпуском топочных газов в атмосферу.
Что касается смешивающегося с водой жидкого многоатомного спирта, который является особенно предпочтительным для целей настоящего изобретения, а именно, пропиленгликоля, следует отметить, что данное соединение имеет достаточно высокую температуру кипения (188,2°С) для полностью безопасного применения в обработке топочных газов.
Топочные газы, обрабатываемые на впуске скруббера с использованием пропиленгликоля, должны иметь менее высокую температуру, чем температура кипения последнего.
Кроме того, пропиленгликоль представляет собой вещество, которое является совершенно безопасным с токсикологической точки зрения, поскольку его отличает абсолютное отсутствие канцерогенных и генотоксических эффектов.
По этой причине его в настоящее время используют в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности (экспертная группа по обзорной проверке косметических ингредиентов (ПКИ) считает пропиленгликоль безопасным для косметического применения в концентрации вплоть до 50%).
Таким образом, способ согласно настоящему изобретению позволяет удалять аэрозольные частицы, присутствующие в топочных газах, производимых в процессах горения, в полностью безопасных условиях для обслуживающего персонала и при полной защите окружающей среды.
Далее настоящее изобретение будет описано в отношении его варианта реализации, представленного исключительно в качестве неограничительного примера, а также со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет в полностью схематической форме установку для осуществления способа согласно варианту реализации настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет схематическое поперечное сечение скруббера, который может быть использован в способе согласно настоящему изобретению.
Подробное описание предпочтительного варианта реализации
Фиг. 1 представляет в полностью схематической форме установку для осуществления способа согласно настоящего изобретения, которая включает реактор 1, обычно состоящий из скруббера, туманоуловитель 2 и дополнительный реактор 3, также обычно состоящий из скруббера.
Как показано на данном чертеже, способ согласно настоящему изобретению предусматривает введение топочных газов, производимых в процессе горения, в реактор 1. Внутри реактора 1 топочные газы вступают в непосредственный контакт с потоком жидкости, состоящей из смешивающегося с водой многоатомного спирта, в частности, гликоля и предпочтительно пропиленгликоля, или смеси этого многоатомного спирта с водой, предпочтительно смеси пропиленгликоля и воды, которая удаляет из указанных топочных газов содержащиеся в них твердые частицы. Жидкий поток, выходящий из реактора 1, выводят на стадию очистки (посредством фильтрования или центрифугирования), и после очистки его можно повторно вводить в реактор 1.
Топочные газы, выходящие из реактора 1, направляют в туманоуловитель 2, который может, например, относиться к типу решетки или металлического поддона, чтобы удалять многоатомный спирт, в частности, пропиленгликоль, который увлекают в форме аэрозоля топочные газы, выходящие из реактора 1.
Топочные газы, выходящие из туманоуловителя 2, затем направляют в дополнительный реактор 3, где они вступают в контакт с потоком воды, которая экстрагирует из топочных газов остаточные капли многоатомного спирта, например, пропиленгликоля, которые не были удалены внутри туманоуловителя 2. Таким образом, реактор 3 выпускает поток воды, содержащей в растворенной форме вышеупомянутый многоатомный спирт, например, пропиленгликоль, не удаленный внутри туманоуловителя 2, и поток топочных газов, практически очищенных от аэрозольных частиц, при температуре, которая является подходящей для непосредственного выпуска в атмосферу.
Воду, выходящую из реактора 3, направляют на подходящие стадии для очистки (посредством мембранных фильтров) и, таким образом, освобождают от многоатомного спирта, например, пропиленгликоля, и остаточных аэрозольных частиц.
Реакторы 1 и 3, как указано выше, обычно представляют собой скрубберы, причем могут присутствовать традиционные скрубберы Вентури или инерциальные скрубберы или такие скрубберы, которые описаны в европейской патентной заявке № ЕР 0749772 и схематически проиллюстрированы на фиг. 2. Вышеупомянутый скруббер включает:
- трубчатый корпус 11 с цилиндрической внутренней стенкой, который оборудован охлаждающей рубашкой 14, закрывается с противоположных концов торцевыми пластинами 12, 13 и имеет впускное отверстие 15 для приема топочных газов и по меньшей мере одно выпускное отверстие 16;
- коаксиальный вал 17, проходящий в продольном направлении и имеющий возможность вращения на опоре внутри трубчатого корпуса 11;
- по меньшей мере одну группу лопастей 18, фиксированных в радиальном направлении на вышеупомянутом валу 17;
- по меньшей мере один вращающийся корпус 19, имеющий полностью коническую форму и фиксированный на вышеупомянутом валу 17 коаксиально с ним, причем основание данного корпуса обращено к выпускному отверстию и имеет диаметр, приблизительно равный диаметру внутренней стенки цилиндрического трубчатого корпуса 11, с которой оно образует кольцевой канал;
- устройство 10 для впуска жидкости в трубчатый корпус 11 выше по потоку относительно по меньшей мере одного вышеупомянутого вращающегося корпуса с полностью конической формой, и
- необязательно одно или несколько сопел 20 на внутренней стенке цилиндрического трубчатого корпуса 11, для подачи распыленной жидкости.
С применением такого устройства в представленном ниже примере способ согласно настоящему изобретению был использован в отношении топочных газов из установки, производящей электроэнергию посредством сжигания биомассы.
ПРИМЕР
Топочные газы из установки для производства электроэнергии посредством сжигания биомассы (лигнифицированный материал/сельскохозяйственные и промышленные отходы) непрерывно поступали в скруббер Вентури 1, в котором использовали пропиленгликоль в качестве промывочной жидкости.
Поток топочных газов, которые подвергали промыванию пропиленгликолем, и поток пропиленгликоля, непрерывно выпускали из скруббера 1. Топочные газы, выходящие из скруббера 1, непрерывно направляли в туманоуловитель 2 типа решетки для удаления основной части пропиленгликоля, увлекаемого в форме аэрозоля топочными газами.
Поток топочных газов и поток пропиленгликоля непрерывно выпускали из туманоуловителя. Пропиленгликоль объединяли с пропиленгликолем, выходящим из скруббера 1, и направляли на стадию очистки путем центрифугирования.
Топочные газы, выходящие из туманоуловителя, направляли в скруббер Вентури 3, в котором воду использовали в качестве промывочной жидкости.
Поток воды, содержащей остаточный пропиленгликоль, не удаленный туманоуловителем, и поток топочных газов, практически очищенных от аэрозольных частиц, непрерывно выпускали из скруббера 3.
В частности, измеренное содержание АЧ10 в указанных топочных газах составляло менее чем 0,2 мкг/м3, а измеренное содержание АЧ2,5 составляло менее чем 0,1 мкг/м3 (содержание АЧ0,1 составляло менее 0,05 мкг/м3).
Воду, выпускаемую из скруббера 3, направляли на мембранный фильтр для очистки воды.
Claims (14)
1. Способ сокращения содержания аэрозольных частиц, содержащихся в топочных газах, выделяющихся в ходе процессов горения, включающий:
пропускание указанных топочных газов через реактор (1), в котором указанные газы приводят в непосредственный контакт со смешивающимся с водой жидким многоатомным спиртом или со смесью указанного многоатомного спирта и воды, пропускание указанных топочных газов, выходящих из указанного реактора (1), через туманоуловитель (2) перед введением указанных топочных газов в дополнительный реактор (3), пропускание указанных топочных газов через указанный дополнительный реактор (3), в котором указанные топочные газы приводят в непосредственный контакт с водой.
2. Способ по п. 1, в котором указанный смешивающийся с водой жидкий многоатомный спирт представляет собой гликоль, предпочтительно пропиленгликоль.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором указанный реактор (1) представляет собой скруббер, предпочтительно скруббер Вентури или инерциальный скруббер.
4. Способ по п. 1 или 2, в котором указанный дополнительный реактор (2) представляет собой скруббер, предпочтительно скруббер Вентури или инерциальный скруббер.
5. Установка для сокращения содержания аэрозольных частиц, содержащихся в топочных газах, выделяющихся в ходе процессов горения, содержащая реактор (1) для приведения указанных топочных газов в непосредственный контакт со смешивающимся с водой жидким многоатомным спиртом или смесью указанного многоатомного спирта и воды, дополнительный реактор (3) для приведения топочных газов, выходящих из указанного реактора (1), в непосредственный контакт с водой и туманоуловитель (2), расположенный между указанным реактором (1) и указанным дополнительным реактором (3).
6. Установка по п. 5, в которой указанный реактор (1) и указанный дополнительный реактор (3) состоят из скрубберов.
7. Установка по п. 6, в которой указанные скрубберы состоят из скрубберов Вентури, или инерциальных скрубберов, или скрубберов, включающих:
- трубчатый корпус (11), имеющий цилиндрическую внутреннюю стенку (11a), причем трубчатый корпус оборудован охлаждающей рубашкой (14), закрывается на своих противоположных концах торцевыми пластинами (12, 13) и имеет по меньшей мере одно впускное отверстие (15) для приема топочных газов и по меньшей мере одно выпускное отверстие (16),
- коаксиальный вал (17), проходящий в продольном направлении и имеющий возможность вращения на опоре внутри трубчатого корпуса (11),
- по меньшей мере одну группу лопастей (18), фиксированных в радиальном направлении на вышеупомянутом валу (17),
- по меньшей мере один вращающийся корпус (19), имеющий полностью коническую форму и фиксированный на указанном валу (17) коаксиально с ним, причем основание корпуса обращено к выпускному отверстию и имеет диаметр, приблизительно равный диаметру внутренней стенки цилиндрического трубчатого корпуса (11), с которой оно образует кольцевой канал,
- устройство (10) для впуска жидкости в трубчатый корпус (11) выше по потоку относительно по меньшей мере одного вращающегося корпуса (19) с полностью конической формой и
- необязательно одно или несколько сопел (20) на внутренней стенке цилиндрического трубчатого корпуса (11) для подачи распыленной жидкости.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ITMI2014A001356(102014902282120) | 2014-07-25 | ||
ITMI20141356 | 2014-07-25 | ||
ITMI2014A001356 | 2014-07-25 | ||
PCT/EP2015/066848 WO2016012532A1 (en) | 2014-07-25 | 2015-07-23 | Process for the modification of the surface charge |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017102995A RU2017102995A (ru) | 2018-08-27 |
RU2017102995A3 RU2017102995A3 (ru) | 2019-01-28 |
RU2691048C2 true RU2691048C2 (ru) | 2019-06-07 |
Family
ID=51589395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017102995A RU2691048C2 (ru) | 2014-07-25 | 2015-07-23 | Способ сокращения содержания аэрозольных частиц |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3171963B1 (ru) |
CN (1) | CN106659961B (ru) |
RU (1) | RU2691048C2 (ru) |
WO (1) | WO2016012532A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3640444B1 (en) * | 2018-10-15 | 2021-04-14 | Alfa Laval Corporate AB | Exhaust gas cleaning system and method for cleaning exhaust gas |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4938787A (en) * | 1986-10-31 | 1990-07-03 | Simmerlein Erlbacher E W | Filter device and filter apparatus comprising such filter devices |
RU2016632C1 (ru) * | 1990-07-23 | 1994-07-30 | Ульянов Владимир Михайлович | Скруббер для очистки газов |
EP0749772A1 (en) * | 1995-06-20 | 1996-12-27 | VOMM IMPIANTI E PROCESSI S.r.L. | Scrubber for gas and vapour streams from industrial processes |
US6391100B1 (en) * | 2001-07-06 | 2002-05-21 | J. S. Hogan | Method and apparatus for cleaning a gas |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3209519A (en) | 1960-12-23 | 1965-10-05 | Richfield Oil Corp | Absorption process and apparatus |
US3615165A (en) * | 1968-12-10 | 1971-10-26 | Babcock & Wilcox Co | Gaseous sulfur dioxide absorption system |
US3976456A (en) * | 1975-04-07 | 1976-08-24 | Dresser Industries, Inc. | Gas scrubber |
AU2156000A (en) | 1998-11-23 | 2000-06-13 | Mobil Oil Corporation | Liquid urea exhaust gas treatment additive |
GB9906717D0 (en) | 1999-03-23 | 1999-05-19 | Norske Stats Oljeselskap | Method and apparatus for drying of natural gas |
DE102010050435A1 (de) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Gasgemischen |
CN103721501B (zh) * | 2013-12-26 | 2016-04-06 | 北京布鲁斯盖环保科技发展有限公司 | 一种用于烟气pm2.5治理的气动捕集装置 |
-
2015
- 2015-07-23 RU RU2017102995A patent/RU2691048C2/ru active
- 2015-07-23 EP EP15752935.5A patent/EP3171963B1/en active Active
- 2015-07-23 WO PCT/EP2015/066848 patent/WO2016012532A1/en active Application Filing
- 2015-07-23 CN CN201580040006.4A patent/CN106659961B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4938787A (en) * | 1986-10-31 | 1990-07-03 | Simmerlein Erlbacher E W | Filter device and filter apparatus comprising such filter devices |
RU2016632C1 (ru) * | 1990-07-23 | 1994-07-30 | Ульянов Владимир Михайлович | Скруббер для очистки газов |
EP0749772A1 (en) * | 1995-06-20 | 1996-12-27 | VOMM IMPIANTI E PROCESSI S.r.L. | Scrubber for gas and vapour streams from industrial processes |
US6391100B1 (en) * | 2001-07-06 | 2002-05-21 | J. S. Hogan | Method and apparatus for cleaning a gas |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106659961A (zh) | 2017-05-10 |
EP3171963A1 (en) | 2017-05-31 |
RU2017102995A3 (ru) | 2019-01-28 |
EP3171963C0 (en) | 2023-08-30 |
WO2016012532A1 (en) | 2016-01-28 |
EP3171963B1 (en) | 2023-08-30 |
CN106659961B (zh) | 2021-07-20 |
RU2017102995A (ru) | 2018-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2016208969B2 (en) | Method for waste gas dedusting and dedusting agent | |
RU2678278C1 (ru) | Способы и системы для удаления материала частиц из потока технологических отработанных газов | |
WO2015169125A1 (zh) | 一种脱除烟气中尘埃的方法 | |
CN105695754A (zh) | 用于含铅废气脱除nox、sox、二恶英、重金属和回收铅粉尘的方法及装置 | |
CN107469580A (zh) | 一种湿法烟气脱硫脱汞除尘一体化装置及工艺 | |
CN114259852A (zh) | 一种污泥碳化废气处理工艺 | |
Chiu et al. | Simultaneous control of elemental mercury/sulfur dioxide/nitrogen monoxide from coal-fired flue gases with metal oxide-impregnated activated carbon | |
Zhao et al. | Impact of individual flue gas components on mercury oxidation over a V 2 O 5–MoO 3/TiO 2 catalyst | |
RU2691048C2 (ru) | Способ сокращения содержания аэрозольных частиц | |
CN209714765U (zh) | 一种工业烟气高温脱硫脱硝除尘*** | |
CN103263832A (zh) | 锅炉完全燃烧脱炭和烟气脱硫脱硝除尘的方法和*** | |
US10307710B2 (en) | Systems and methods for post combustion mercury control using sorbent injection and wet scrubbing | |
CN102985517B (zh) | 气溶胶的液体基清除 | |
Kuroki et al. | Nanoparticle removal and exhaust gas cleaning using gas-liquid interfacial nonthermal plasma | |
CN105771575B (zh) | 一种烟气多组分污染物一体化干式净化方法及*** | |
CN102553416A (zh) | 一种电厂烟气脱硝的方法及其所用的吸收液 | |
CN205549946U (zh) | 组合式喷涂废气净化*** | |
CN108421397A (zh) | 除尘、脱硫、脱硝一体化烟气净化装置 | |
CN108159859A (zh) | 一种烟气脱硫脱硝装置及工艺 | |
CN107413181A (zh) | 一种催化裂化再生烟气干式脱硫脱硝除尘*** | |
CN206473999U (zh) | 一种催化裂化再生烟气的干式脱硫脱硝除尘*** | |
Liu et al. | Synergistic Effect of Multi-field Force on Condensable Particulate Matter Properties and Behavior in Flue Gas: A Case Study in a Municipal Solid Waste Incineration Plant | |
TWM578359U (zh) | Dangerous business waste incineration waste gas with a ceramic fiber filter | |
CN205672767U (zh) | 一种基于双氧水的烟气处理*** | |
CN205672720U (zh) | 污泥制陶粒烟气处理*** |