BG66749B1 - Метод и устройство за електрохимично плазмено очистване на димни газове - Google Patents

Метод и устройство за електрохимично плазмено очистване на димни газове Download PDF

Info

Publication number
BG66749B1
BG66749B1 BG111407A BG11140713A BG66749B1 BG 66749 B1 BG66749 B1 BG 66749B1 BG 111407 A BG111407 A BG 111407A BG 11140713 A BG11140713 A BG 11140713A BG 66749 B1 BG66749 B1 BG 66749B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
cathode
anode
flue gas
reaction zone
water
Prior art date
Application number
BG111407A
Other languages
English (en)
Other versions
BG111407A (bg
Inventor
Атанасов Ковачки Христо
Христов Ангелов Ангел
Митев Стоев Стойчо
Original Assignee
Атанасов Ковачки Христо
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Атанасов Ковачки Христо filed Critical Атанасов Ковачки Христо
Priority to BG111407A priority Critical patent/BG66749B1/bg
Priority to PCT/BG2013/000054 priority patent/WO2014127434A1/en
Publication of BG111407A publication Critical patent/BG111407A/bg
Publication of BG66749B1 publication Critical patent/BG66749B1/bg

Links

Classifications

    • 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
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/16—Plant or installations having external electricity supply wet type
    • 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
    • B01D53/323—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 by electrostatic effects or by high-voltage electric fields
    • 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
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • 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
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/304—Alkali metal compounds of sodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • 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
    • B01D2259/818—Employing electrical discharges or the generation of a plasma

Abstract

Метод и устройство за очистване на димни газове, при който димните газове се движат хоризонтално в реактор, представляващ хоризонтално разположена камера, горната повърхност на която представлява иглест катод, а по долната циркулира удебелен воден поток, представляващ анод, който се движи в противоположна на движението на газовете посока, като през това време следствие на подаденото високо напрежение на катода се излъчват от иглите електрони, които движейки се перпендикулярно на газовия и водния поток йонизират молекулите на газовете и водните пари в тях, при което протичат възстановителни и окислителни процеси, а образуваните окисни радикали и възстановени елементи попадат в течащия воден анод, който ги изнася извън реактора.

Description

(54) МЕТОД И УСТРОЙСТВО ЗА ЕЛЕКТРОХИМИЧНО ПЛАЗМЕНО ОЧИСТВАНЕ НА ДИМНИ ГАЗОВЕ
Област на приложение
Изобретението се отнася до очистване на димни газове от различни котелни инсталации, за да се постигне приемлива екологична обстановка.
Предшестващо състояние на техниката
Известна е технология за комплексно очистване на газовете, описана в евроазиатски патент 005264, издаден на 30.12.2004 г. Тази технология е предназначена за възстановително очистване на димните газове от вредните оксиди и се базира на принципите на плазмената газова електрохимия, а именно на факта, че газовите потоци преминават през зона с устремени излизащи електрони от иглест катод и насочени към анод. Електроните с достатъчна енергия възбуждат и разбиват молекулите на вредните газови компоненти и съдържащата се в газовия поток водна пара на йони и радикали, в резултат на което включените в газовите оксиди на сярата, въглерода и азота се възстановяват, като образувания молекулярен азот напуска-реактора с изходящите очистени газове, а сярата и въглерода се възстановяват до неутрални елементи, попадат на анода и се изнасят от реактора с водна течаща прослойка. Реакторът, в който се осъществяват тези процеси, има реакционна зона, образувана между два пресечни конуса вертикално обърнати с основите нагоре. Във вътрешността на единия по-голям конус е вмъкнат по-малкия и представлява иглест катод, а външният изпълнява функцията на анод по вътрешната повърхност, на който тече водната прослойка. Обработваните газове преминават през реакционна зона, образувана между отместените по височина конуси, където се третират с електронния поток.
Известно е изобретение ЕА 0052626/В1 от 2004.01.26, отличаващо се от горепосоченото само по това, че пояснява действието на атомарния водород, необходим за възстановителния химически процес.
В изобретение Ей 200800310/А1/ от 2007.12.29 е описан метод за очистване на димни газове от вредните им компоненти, което изобретение по същество не се отличава от предшестващите две изобретения. Разликата единствено е в устройството за реализация на метода, което устройство е оформено като цилиндър разположен вертикално.
Известна е заявка за изобретение В 110813/А/, при което очистването на димните газове от вредните компонентни газове се базира на чисти химически процеси без участие на електронно облъчване.
В описанието към изобретение ЕР 0697235 А1 от 16.08.1995 се излагат възможностите за подаване единствено на амоняк приложим само за реализация на окислителни процеси, при което електронен поток се насочва към димния газ само в част от реакционна камера. Електронният поток вероятно е от електронна пушка, понеже не се упоменава за наличието на катод и анод, необходими за оформяне на електрично поле. Технологията се реализира в сух обем, поради което са предвидени прахоуловители за събиране на образуваните съединения.
Техническа същност на изобретението
Настоящото изобретение се отнася до метод за електрохимично плазмено очистване на димни газове от оксидни примесни газове, като димните газове се движат хоризонтално в катодно-анодна реакционна зона в посока, която е противоположна на движението на хоризонтален воден поток, представляващ воден анод. При подаване на високо напрежение от горната катодна повърхност на реакционната зона се излъчват електрони, които движейки си перпендикулярно на газовия поток и на воден аноден поток, йонизират молекулите на газовете и на водните пари в тях. Продуктите от протичащите електрохимични реакции попадат в течащия воден слой, който ги изнася извън реакционната зона.
Чрез електрохимическото захранване на катода се осъществява и окислително очистване на димните газове, като във водния слой се създават условия за окисляване на серния диоксид, въглеродния диоксид и азотните оксиди. Във водата те образуват киселинна смес, в която след излизането й от реакционната зона се подава амоняк или натриева основа. Така се получава комплексен продукт, който съдържа натриев нитрат, азотен нитрат, амониев сулфат и амониев карбонат.
Амонякът и разтворът на натриева основа могат да се подават и директно в реакционната зона. Чрез
Описания на издадени патенти за изобретения № 11.2/30.11.2018 следваща кристализация извън реактора се получава твърд продукт. Полученият комплексен продукт в реакционната зона или извън нея, съдържащ натриев нитрат, азотен нитрат, амониев сулфат и амониев карбонат, може да намери приложение в растениевъдството като тор.
Трансформациите на молекулите на вредните газове и съдържащите се в димните газове водни пари във възбудени молекули, наелектризирани радикали и атоми, йони и възстановени елементи се осъществяват между иглест катод, разположен хоризонтално и хоризонтален воден поток /анод/, като между тях се движат димните газове в посока противоположна на движението на водния поток. Хоризонталният или почти хоризонтален воден поток позволява да бъде с каквато и да е дебелина и да се движи спокойно, което елиминира всякаква възможност от изхвърляне на капки и водни пръски в реакционното пространство, довеждащо до нежелани искрови образувания и къси съединения. Освен това по-голямата дебелина на потока създава по-голям обемен капацитет за продуктите от протичащите електрохимични реакции, от което пък следва възможност за пропускане на по-големи обеми, даже силно концентрирани с вредни примеси, димни газове.
Устройството за очистване на димни газове, съгласно метода, представлява хоризонтална реакционна камера. Горната страна на камерата представлява иглест катод, а над долната тече воден поток, която изпълнява функцията на анод. Дебелината на водния поток се променя с помощта на шибърен регулатор. Водата постъпва в реакционната камера по възходящата тръба. От същата страна на камерата е разположен изходът за очистените газове. На противоположната страна на реакционната камера е оформена газоразпределителна решетка с отвори. Димните газове се подават по входяща тръба в куха наклонена призма, монтирана пред газоразпределителната решетка, като кухата наклонена призма от другата страна е свързана с шибърен регулатор на ниво с работна пластина за регулиране на водния поток.
Такива устройства могат лесно да се произвеждат с различен обемен капацитет по газове, като просто се правят с различна дължина и ширина за получаване на желания обем реакционна зона. При газове, създаващи натрупвания на реакционни продукти върху остриетата на катодните игли, тези натрупвания могат лесно да се отстраняват, като по дъното на зоната за високо напрежение се направят перфорации, през които успоредно на иглите се подават струйки сгъстен въздух, свличащи натрупванията по иглите. В зависимост от схемата за електрично захранване на катода /постоянно, импулсно или смесено напрежение/ възможно е и окислителното очистване на димните газове.
С настоящото изобретение са отстранени следните технологични затруднения:
- трудностите в направата на конусите и монтажа на многобройните игли върху конусна или цилиндрична повърхност;
- оформянето на реакционна зона между два обърнати вертикално конуса, което принуждава водната прослойка, течаща върху твърдата повърхност на конуса, да се поддържа сравнително тънка, за да се избегне образуването на вълнения, от които могат да се образуват капки и пръски, предизвикващи къси електросъединения;
- образуването на реакционна зона между двата конуса също води до постепенно удебеляване на водната прослойка отгоре надолу, което също е съпроводено с възможни водни вълнисти образувания с последствия от къси електросъединения;
- тънката водна прослойка налага да се работи със сравнително намалена производителност, поради бързото насищане с реакционните продукти.
Едно примерно изпълнение на предлаганото устройство е показано на приложената фигура със следните позиции:
- хоризонтална реакционна камера
- вход на водата
- иглест катод
- шибърен регулатор на ниво
- вход на димните газове
- куха наклонена призма
- газоразпределителна решетка
- водно ниво
Описания на издадени патенти за изобретения № 11.2/30.11.2018
- изход на очистените димни газове.
Входният димен газов поток през захранваща камера се подава върху разпределителна перфорирана пластина, която равномерно го разпределя по сечението на реакционната зона, образувана между повърхността на водния поток и иглестия катод, разположен в дъното на зоната за високо напрежение. Насрещното движение на газовия поток и водата имат предимството, че първоначално газовете се движат над водата, вече наситена с продукти от реакционните процеси, а в края над водата с малка концентрация на такива продукти, което помага за бързо изземване на тези продукти от водата, където те се диспергират по обема й. Както е показано, дебелината на водния поток може да се променя в зависимост от концентрацията на вредните газови примеси, като за целта се използва шибърен регулатор, работната пластина на който може да се променя по височина.

Claims (5)

  1. Патентни претенции
    1. Метод за електрохимично плазмено очистване на димни газове, характеризиращ се с това, че поток от димни газове се движи хоризонтално в катодно-анодна реакционна зона в посока, която е противоположна на движението на хоризонтален воден поток, представляващ воден аноден анод, при подаване на високо напрежение, като от горната катодна повърхност се излъчват електрони, които се движат перпендикулярно на потока от димни газове и на водния аноден поток, които електрони предизвикват протичане на електрохимични реакции, включващи възбуждане, разбиване и йонизиране молекулите на димните газове и водните пари в тях, като продуктите от протичащите електрохимични реакции се улавят от водния поток, който ги извежда извън катодно-анодната реакционна зона.
  2. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че чрез електрическото захранване на катода протича окислително очистване на димните газове като в катодно-анодната реакционна зона се създават условия за окисляване на присъстващите в потока от димни газове серен диоксид, въглероден диоксид и азотни оксиди, които във водния аноден поток образуват киселинна смес, към която след напускане на катодно-анодната реакционна зона се подава амоняк или натриев хидроксид, което води до получаване на комплексен продукт, съдържащ натриев нитрат, амониев нитрат, амониев сулфат и амониев карбонат.
  3. 3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че амоняк или натриевият хидроксид се подават директно в катодно-анодната реакционна зона, при което се получава комплексен продукт в разтвор, от който след извеждане от реакционната зона, чрез кристализация се получават твърди продукти.
  4. 4. Устройство за очистване на димни газове съгласно метода от всяка от предходните претенции, характеризиращо се с това, че представлява хоризонтална реакционна камера (1) с форма на паралелепипед, включваща зона за високо напрежение с дъно, горната страна на която представлява иглест катод (3), като на едната основа на реакционната камера (1) е монтирана възходяща тръба (2), над нея до иглестия катод е разположен изходящ отвор (9) за очистените газове, при което от противоположната страна на хоризонталната реакционна камера (1) е монтирана решетка (7), пред която е монтирана куха наклонена призма (6), с входяща тръба (5) за димни газове, като наклонената призма (6) е закрепена към шибърен регулатор на ниво (4) за регулиране на нивото на хоризонталния воден поток.
  5. 5. Устройство съгласно претенция 4, характеризиращо се с това, че дъното на зоната за високо напрежение е с перфорации.
BG111407A 2013-02-21 2013-02-21 Метод и устройство за електрохимично плазмено очистване на димни газове BG66749B1 (bg)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111407A BG66749B1 (bg) 2013-02-21 2013-02-21 Метод и устройство за електрохимично плазмено очистване на димни газове
PCT/BG2013/000054 WO2014127434A1 (en) 2013-02-21 2013-12-10 Method and device for electrochemical-plasma purification of flue gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111407A BG66749B1 (bg) 2013-02-21 2013-02-21 Метод и устройство за електрохимично плазмено очистване на димни газове

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG111407A BG111407A (bg) 2014-08-29
BG66749B1 true BG66749B1 (bg) 2018-10-31

Family

ID=50030016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG111407A BG66749B1 (bg) 2013-02-21 2013-02-21 Метод и устройство за електрохимично плазмено очистване на димни газове

Country Status (2)

Country Link
BG (1) BG66749B1 (bg)
WO (1) WO2014127434A1 (bg)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3917470A (en) * 1970-09-28 1975-11-04 Pavel Xmris Electrostatic precipitator
IL109265A (en) * 1994-04-08 1998-04-05 Technion Res & Dev Foundation Electrostatic device and method for separating particles from liquid stream
JP3431731B2 (ja) 1994-08-16 2003-07-28 株式会社荏原製作所 電子線照射排ガス処理装置
US6027616A (en) * 1998-05-01 2000-02-22 Mse Technology Applications, Inc. Extraction of contaminants from a gas
AR032932A1 (es) 2001-03-05 2003-12-03 Shell Int Research Procedimiento para preparar un aceite de base lubricante y un gas oil
EA005264B1 (ru) 2003-11-17 2004-12-30 Александр Васильевич Борисенко Устройство для очистки газов
US20060174763A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Mainstream Engineering Corporation Self cleaning electrostatic air cleaning system
EA200800310A1 (ru) 2007-11-23 2008-10-30 Александр Васильевич Борисенко Способ очистки газов и установка для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
BG111407A (bg) 2014-08-29
WO2014127434A1 (en) 2014-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ma et al. Research progress of pollutants removal from coal-fired flue gas using non-thermal plasma
KR101553587B1 (ko) 공기 정화 장치 및 방법
CN107398144B (zh) 一种气体放电协同溶液吸收去除有害气体的方法和装置
WO2011057486A1 (zh) 用于电晕放电烟气治理的自由基喷射电离装置
CN110508113B (zh) 微纳米氧气泡协同铁离子处理有机废气的系统及工艺
CN101337152A (zh) 资源化同时脱除烟气中二氧化硫、氮氧化物的臭氧氧化干法
CN105435604A (zh) 一种锅炉烟气处理方法
CN105435603A (zh) 一种高效燃煤烟气处理方法及装置
CN104492231B (zh) 组合式等离子设备
CN105344216A (zh) 一种燃煤烟气处理方法
Lin et al. Removal of NOx with radical injection caused by corona discharge
KR101740614B1 (ko) 온실가스 제거 효율이 향상된 연도 가스 처리 장치
CN109529586A (zh) 一种废气净化设备
CN113680194A (zh) 一种半干法脱硫脱硝的烟气处理系统及烟气处理方法
CN104353335B (zh) 一种等离子体脱硫脱硝及除尘装置
BG66749B1 (bg) Метод и устройство за електрохимично плазмено очистване на димни газове
CN106268217B (zh) NaOH协同气-液两相滑动弧放电脱除SO2的方法
JP6157763B2 (ja) 水処理装置および水処理方法
CN103657359A (zh) 一种具有旋转电极的大气压辉光放电等离子反应器
CN209378775U (zh) 一种废气净化设备
Hashim et al. Discharge based processing systems for nitric oxide remediation
CN206542620U (zh) 一种低温等离子体发生器
CN203663673U (zh) 烟气污染物处理装置
RU2730340C2 (ru) Способ и устройство окисления примесей в отходящих газах "Плазменный барьер"
CN102872705B (zh) 一种液相法电芬顿氧化hcn的装置及其方法