BG66690B1 - Метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове - Google Patents
Метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове Download PDFInfo
- Publication number
- BG66690B1 BG66690B1 BG111341A BG11134112A BG66690B1 BG 66690 B1 BG66690 B1 BG 66690B1 BG 111341 A BG111341 A BG 111341A BG 11134112 A BG11134112 A BG 11134112A BG 66690 B1 BG66690 B1 BG 66690B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- anode
- reaction zone
- gas
- sulfur
- cathode
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 11
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 2
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005370 electroosmosis Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- B01D53/32—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 by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
- B03C3/016—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation by acoustic or electromagnetic energy, e.g. ultraviolet light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
- B03C3/40—Electrode constructions
- B03C3/45—Collecting-electrodes
- B03C3/53—Liquid, or liquid-film, electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0283—Flue gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
- B01D2259/816—Sonic or ultrasonic vibration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
- B01D2259/818—Employing electrical discharges or the generation of a plasma
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Изобретението се отнася до метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове от вредни примеси в газо-въздушна динамична среда, като в катодно-анодната реакционна зона се генерира широкодиапазонно акустично излъчване, потокът от димни газове, който може да съдържа и водни пари, се подава и насочва в реакционната зона успоредно на електронния поток, газовият поток и електронният поток се движат паралелно в реакционната зона до наближаване на зоната на разтоварване на образуваните продукти, газовият поток се отклонява при достигане на анода, където образуваните фини частици сяра и въглерод се улавят от течаща водна прослойка.@
Description
Област на техниката
Изобретението се отнася до метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове, който е приложим при всякакви устройства за възстановително и окислително очистване на димни газове от пепелни частици и оксидите на въглерода, сярата и азота.
Предшестващо състояние на техниката
Известен е метод и устройство (BG 51440 от 24.08.90), по който метод въздух, димни газове или подобни газови смеси преминават през пространството, в което един или повече корониращи електроди, излъчващи електрони, които като попадат на повърхностите на твърдите частици ги йонизират, в резултат на което те попадат на аноди, върху които се отлагат и откъдето те се измиват с вода. По този метод е невъзможно да се възбудят, разбият или йонизират молекулите на вредните газове, за да се трансформират в елементарни частици или в безвредни съединения.
В патент CN 101920167 А от 22.12.2010 е описана технологията за улавяне на серен диоксид при малки концентрации, като е използван метода на електроосмозата, реализиран в трикамерно устройство при озвучаване с ултразвук, който служи за очистване на перфорациите на прилаганите за сепарация мембрани. Използват се мембрани с фина перфорация, като отворите не могат да се очистват ефективно даже с ултразвук. Освен това, електроосмозата не може да се конкурира с електрохимичните газови технологии за очистване на вредни газови компоненти по производителност, ефективност и простота на съоръженията.
Известна е технология за комплексно очистване на димни газове от посочените вредни примеси в един реактор (Евроазийски патент 005264 от 2004.12.30). Технологията се базира на принципите на плазмената газова електрохимия, а именно, че при преминаването на газов поток през зона с емитирани електрони от иглест катод насочени към анод, то електроните, имащи достатъчна енергия, възбуждат и разбиват молекулите на вредните газови компоненти и съдържащата се в газа, водна пара на йони и радикали. Резултатът от това е, че пепелните частици се наелектризират отрицателно и както при електрофилтрите се улавят на анода, докато частиците на сярата и въглерода след наелектризиране се възстановяват и попаднали на анода заедно с пепелните частици се изнасят извън реакционната зона от водна прослойка, движеща се върху повърхността на анода, който е наклонен, така че да осигури плавно изтичане на водата с уловените компоненти. Съответно е наклонен и катода, за да бъде успореден на анода с цел осигуряване на еднакъв електрически градиент по цялата дължина на реакционната зона. Съгласно описания патент, димният газ се движи напречно на електронния поток, като посоката му на движение е отгоре-надолу или обратно.
В европейски патент 200800310 А1 от 29.12.2007 е описан метод за очистване на димни газове от вредните им газови компоненти, който по същество не се различава от описания метод в евроазийския патент 005264. Разликата единствено е в устройството за реализация на метода, което е с цилиндрична форма като и тук движението на електронния поток и газовете се реализира в нееднопосочно преместване.
Техническа същност на изобретението
Целта на изобретението е да се подобри ефективността на очистването на димни газове от различни котелни инсталации, чрез изменение на аеродинамиката на протичането на процеса в плазмени електрохимични очистващи устройства.
За постигане на тази цел е създаден метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове от вредни примеси в газо-въздушна динамична среда, като в катодно-анодната реакционна зона се генерира широкодиапазонно акустично излъчване и потокът от димни газове, който може да съдържа и водни пари, се подава и насочва в реакционната зона успоредно на електронния поток. Газовият поток и електронният поток се движат паралелно в реакционната зона до наближаване на зоната на разтоварване на образуваните продукти. Газовият поток се отклонява при достигане на анода, където образуваните фини частици сяра и въглерод се улавят от течаща водна прослойка.
Описания на издадени патенти за изобретения № 07.2/31.07.2018
С метода, съгласно настоящото изобретение, са осигурени фактори, интензифициращи процеса на газоочистването, които облекчават очистването на емитиращите електронни игли от натрупани по тях продукти на реакциите, създават в реакционната зона условия за уедряване на фините частици на новообразуваните вещества, с което се намалява изнасянето им от изходящите газове и се облекчава задържането им от анода. Тези фактори са:
- Подаване на газовия поток успоредно на електронния поток. В този случай газът просто „обмива“ тялото и острието на иглите и изхвърля натрупванията към анода и понеже тези натрупвания са от възстановени елементи намалява загубите на полезни вещества. Изхвърлянето на натрупванията отстранява екранировката на остриетата на иглите и те продължават да функционират по предназначение, което допринася за по-високата ефективност на очистването.
- При обработка на газове с малко съдържание на водни пари, които са полезни за процеса на очистването, те също така могат да се подават успоредно на електронния поток в реакционната зона. Полезността на водните пари се заключава в това, че в реакционната зона от тях се образува възстановен, т.е. атомарен водород, който е много реактивоспособен и е получил названието „насцентен водород“, т.е. силно реактивен.
Генериране на широкодиапазонно акустично излъчване с параметри от 20 до 30 000 Hz в реакционната зона съвместно с паралелно подаване на газа, при което образуваните фини частици на сярата и въглерода се уедряват и по-облекчено достигат анода и се улавят от водната прослойка. Полезността на акустичното излъчване е в създаването на стоящи акустични вълни във възлите, на които частиците се натрупват и уедряват.
По-специално методът, съгласно настоящото изобретение представлява метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове от вредни примеси, включително фини частици сяра и въглерод в газо-въздушна среда, провеждащ се при следните етапи:
- в осигурена катодно-анодна реакционна зона се генерира акустично излъчване и плазмен електронен поток;
- успоредно на електронния поток в катодно-анодната реакционна зона в посока от катод към анод се подава поток от онечистени димни газове, при което под въздействието на акустичното излъчване се уедряват фините частици сяра и въглерод и при достигане на анода газовият поток се отклонява към предвидена зона за разтоварване, а частиците сяра и въглерод се улавят от осигурен течащ при анода в перпендикулярна посока, воден поток.
С метода, съгласно настоящото изобретение се преодоляват следните съществуващи технологични затруднения:
• Затрудненото очистване на иглите и особено на техните върхове, поради това, че газовият поток, движейки се перпендикулярно на иглите, натиска върху натрупванията по тях и фактически даже заздравява връзката между натрупванията и телата на иглите, докато натрупванията на обратната страна на иглите въобще не се подлагат на очистващо въздействие, понеже са прикрити от телата на иглите.
• Възможните загуби на елементите сяра и въглерод, понеже са с много малки размери и следователно лесно отклоними от движението си към анода и изнесени от изходящия поток. Това особено важи за частиците, намиращи се в централните части на реакционната зона, защото там скоростите на елементарните потоци са многократно по-големи от скоростта на газа покрай анода.
Пример 1.
• Фигура 1 илюстрира метода, съгласно изобретението, при който електронен поток се движи паралелно с газов поток, образуван като следствие от перфорацията в катода. Газовият поток се отклонява към изхода при достигане на анода, където скоростните градиенти са малки и частиците набрали кинетична енергия, дължаща се на това, че газът в движението си ги е ускорявал, когато достигнат водната прослойка по-лесно преодоляват повърхностното напрежение на водата и се задържат в нея.
• Принципите на изобретението се поясняват от скиците на приложената фигура 1, които илюстрират известното положение на подаване на димния газ напречно на електронния поток емитиран от катода и тук предлаганото нововъведение на електронен поток, движещ се паралелно с газовия поток.
Описания на издадени патенти за изобретения № 07.2/31.07.2018
Claims (3)
- Патентни претенции1. Метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове от вредни примеси, включително фини частици сяра и въглерод в газо-въздушна динамична среда, характеризиращ се е това, че се провежда при следните етапи:- в осигурена катодно-анодна реакционна зона се генерира акустично излъчване и плазмен електронен поток;- успоредно на електронния поток в катодно-анодната реакционна зона в посока от катода към анода се подава поток от онечистени димни газове, при което под въздействието на акустичното излъчване се уедряват фините частици сяра и въглерод и при достигане на анода газовият поток се отклонява към предвидена зона за разтоварване, а частиците сяра и въглерод се улавят от осигурен течащ при анода в перпендикулярна посока, воден поток.
- 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се е това, че потокът от онечистени димни газове съдържа водни пари.
- 3. Метод съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се е това, че акустичното излъчване е е параметри от 20 - 30 000 Hz.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG111341A BG66690B1 (bg) | 2012-11-12 | 2012-11-12 | Метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове |
| PCT/BG2013/000049 WO2014071468A1 (en) | 2012-11-12 | 2013-10-31 | Electrochemical purification of flue gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG111341A BG66690B1 (bg) | 2012-11-12 | 2012-11-12 | Метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG111341A BG111341A (bg) | 2014-05-30 |
| BG66690B1 true BG66690B1 (bg) | 2018-06-29 |
Family
ID=49911068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG111341A BG66690B1 (bg) | 2012-11-12 | 2012-11-12 | Метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG66690B1 (bg) |
| WO (1) | WO2014071468A1 (bg) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107930332B (zh) * | 2017-12-25 | 2023-02-07 | 河北工业大学 | 一种强化燃煤锅炉中超细颗粒物脱除的装置及方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT390739B (de) * | 1988-11-03 | 1990-06-25 | Ewald Dipl Ing Dr Benes | Verfahren und einrichtung zur separation von teilchen, welche in einem dispersionsmittel dispergiert sind |
| US5733360A (en) * | 1996-04-05 | 1998-03-31 | Environmental Elements Corp. | Corona discharge reactor and method of chemically activating constituents thereby |
| EA005264B1 (ru) * | 2003-11-17 | 2004-12-30 | Александр Васильевич Борисенко | Устройство для очистки газов |
| GB2468865B (en) * | 2009-03-24 | 2014-04-16 | Tri Air Developments Ltd | Improved air decontamination device |
| US8889079B2 (en) * | 2010-01-13 | 2014-11-18 | Efb, Inc. | Apparatus for removal of particles and VOC from an airstream |
-
2012
- 2012-11-12 BG BG111341A patent/BG66690B1/bg unknown
-
2013
- 2013-10-31 WO PCT/BG2013/000049 patent/WO2014071468A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG111341A (bg) | 2014-05-30 |
| WO2014071468A1 (en) | 2014-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ma et al. | Research progress of pollutants removal from coal-fired flue gas using non-thermal plasma | |
| Fei et al. | Simultaneous oxidation of NO, SO2 and Hg0 from flue gas by pulsed corona discharge | |
| CY1122890T1 (el) | Μεθοδος καθαρισμου αερα απο ανεπιθυμητα συστατικα και για περιορισμο τετοιων συστατικων και χρηση της εν λογω μεθοδου | |
| KR101373720B1 (ko) | 활성탄 섬유필터를 이용하는 전기집진기 | |
| KR20100073304A (ko) | 대기정화장치 및 그의 대기정화방법 | |
| US10792611B2 (en) | Air purification device and process | |
| WO2011057486A1 (zh) | 用于电晕放电烟气治理的自由基喷射电离装置 | |
| JP4825846B2 (ja) | カーボンナノチューブ作製装置 | |
| Chen et al. | Removal of H2S in a novel dielectric barrier discharge reactor with photocatalytic electrode and activated carbon fiber | |
| CN104801159B (zh) | 一种等离子烟气脱硫脱硝除尘脱汞一体化装置 | |
| KR100876141B1 (ko) | 전기집진기용 방전판 | |
| JP2008006371A (ja) | 集塵装置 | |
| BG66690B1 (bg) | Метод за плазмено електрохимично очистване на димни газове | |
| US20130284024A1 (en) | Electrostatic collecting system for suspended particles in a gaseous medium | |
| KR101321113B1 (ko) | 유해성 가스 처리용 와이어-실린더형 플라즈마 반응기 | |
| WO2014071469A2 (en) | Method and device for plasma-electrochemical purification of flue gases | |
| Zhao et al. | Influence of power supply on the generation of ozone and degradation of phenol in a surface discharge reactor | |
| JP5099375B2 (ja) | 電子線照射による排ガス処理方法 | |
| JP2005246353A (ja) | 気体改質装置 | |
| Hashim et al. | Electron beam accelerator: A new tool for environmental preservation in Malaysia | |
| CN207237660U (zh) | 一种新型高密度等离子体臭气净化装置 | |
| Bystrov et al. | The method of processing the droplet-air flow by non-equilibrium plasma | |
| BG66749B1 (bg) | Метод и устройство за електрохимично плазмено очистване на димни газове | |
| Xie et al. | A NOVEL PLASMA REACTOR FOR TOLUENE DECOMPOSITION IN CONTAMINATED AIR FLOW. | |
| Kang et al. | Improvement of the sensitivity of carbon nanotube sensors by benzene functionalization for detecting dissociated SF 6 species |