HUT76027A - Device for simultaneous removal of so2 and nox by high frequency discharge with tesla coil or other hight voltage and high frequency generator - Google Patents

Abstract

A találmány -tárgya berendezés^véggázok SO2 és NOX tar talmának egyidejű eltávolítására Tesla-tekerccsel létrehozott nagyfrekvenciás kisülés alkalmazásával, mely berendezés egy Tesla-tekercsből!és egy vele elektromos kapcsolatban álló kam rábólpil. A kamraikor, négyzet, téglalap, vagy más tetsző- leges keresztmetszetű cső, melyben egy vagy több, Tesla-te- CL kercshez csatlakozó elektródyvan elhelyezve. A berendezés kam rájában adott esetben mágneses mezőt hoznak létre. A találmány szerinti berendezés alkalmazható egyéb szennyező gázok, így CO és CO2 levegőből történő eltávolítására is. 81112-4264 TEL

Description

A találmány fosszilis tüzelőanyag égetésekor vagy fémkohászati eljárásoknál keletkező véggázok SO2 és N0_x tartalmának kiszűrésére vagy eltávolítására vonatkozik. A találmány, általános esetben, SO2 és N0_x tartalmú gázok kiszűrésére, valamint a levegő egyéb szennyező anyagainak kiszűrésére hasznosítható.

Az iparban számos helyen megoldandó műszaki probléma az SO2 és az N0_x eltávolítása különböző eredetű gázokból, valamint a levegő egyéb szennyezőinek eltávolítása.

A fosszilis tüzelőanyagok felhasználása az ipari termelés növekedésével együtt növekszik. Az égetés során jelentős mennyiségű szennyező anyag kerül az atmoszférába. Ezek között különleges helyet foglal el az SO2 és az N0_x.

Az atmoszféra szennyezésének megakadályozására különböző módszereket fejlesztettek ki az égetési véggázok és más mérgező ipari gázok tisztítására, többek között az SO2 és az N0_x eltávolítására.

A technika állásában véggázok SO2 és N0_x mentesítésére ismert módszerek kémiai módszerek, melyek lehetnek száraz vagy nedves eljárások. Az ilyen gáztisztítási eljárás eredménye vagy terméke nagyon kis kereskedelmi értékű gipsz. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy egyfajta szennyező anyagot egy másik fajta szennyező anyaggá alakítanak, mely kevésbé káros. Hátrányos, hogy ilyen esetben hasznos területet használnak (áldoznak) fel a kiszűrt termékek tárolására, és többnyire a talajvizet is szennyezik.

Az említett technológia hatékonysága körülbelül 50% a SC>2-re nézve és a technológiai lépések között feltétlenül szerepel a létesítmény telítődése miatt szükségessé váló felújítás. Hátrányos az is, hogy különleges technológia felhasználására van szükség az N0_x eltávolítására.

Egy másik módszer szerint a véggázt ammóniumionok jelenlétében (sztöchiometriai mennyiségben) elektron sugárral sugározzák be. A módszer hatásfoka nagy. SO2~re nézve majdnem 100%, NO_x-re pedig körülbelül 80-90%, és telítődés nem következik be.

Az eljárás során egy fontos mellékterméket, műtrágyát (ammónium-szulfátot és ammónium-nitrátot) kapnak, melynek kereskedelmi értéke van. Mivel az ily módon előállított műtrágyát a mezőgazdaság hasznosítja, tárolási probléma nem jelentkezik.

Mindazonáltal hátrányos jellemzője a módszernek, hogy igen drága gyorsítókra van szükség, melyek teljesítményigénye nagy, körülbelül 100 kW vagy még ennél is több.

Az említett módszert az Amerikai Egyesült Államokban, Japánban, Németországban és 1991. óta Lengyelországban gyakorlati körülmények között üzemekben is alkalmazzák.

Az impulzus korona kisülésen alapszik egy másik módszer, mely alkalmas a véggázok szűrésére. Noha a szűrőkamra viszonylag egyszerű, a nagyteljesítményű impulzus forrás, mely ns-ok alatt létrehozza és 300 Hz-es frekvenciával ismétli a kisülést, nagyon költséges. A módszer hatásfoka körülbelül 50-60%, és ma még a módszer fejlesztés alatt áll.

Azokat a módszereket, amelyek a véggázokból az SŰ2-t és NO_x-t a véggáz és elektronok kölcsönhatása révén, ammónia jelenlétében, a kémiai módszerektől eltérő módon, távolítják • · · · · · el elektronikus módszereknek, vagy elektronikus szűrésnek nevezik. Az említett módszereken alapuló szűrők igen ígéretes eszközök a véggázok SO2 és N0_x tartalmának eltávolítására.

A jelen találmány lényege egy különlegesen kialakított elektródhoz (vagy elektródokhoz) csatlakozó Tesla-tekercs alkalmazása nagyfeszültségű és nagyfrekvenciás generátorként, ügy, hogy a véggázzal teli kamrában gerjesztett elektronok oszcilláljanak. A nagy energiájú elektronok gerjesztik, ionizálják és disszociálják a véggáz molekuláit, ami ammónia jelenlétében kémiai reakcióra vezet. A reakció végeredménye az SO2 és az N0_x ammónium-sókká alakulása és eltávozása a véggázból. Más szavakkal, ezzel a módszerrel egyszerűbben és lényegesen olcsóbban valósítható meg a véggázok elektronikus szűrése.

A találmányunk szerinti berendezéssel és módszerrel a véggázok kiszűrésekor keletkező termékek az ammónium-szulfát és az ammónium-nitrát, azaz műtrágyák. Az élért hatás tehát kettős: tiszta levegőt és kereskedelmi értékkel bíró műtrágyát kapunk.

Tesla-tekercs helyett bármilyen nagyfrekvenciás generátor alkalmazható. Hogy leírásunk a továbbiakban tömör és egyszerű legyen a továbbiakban a Tesla-tekercs kifejezés alatt tetszőleges, más típusú nagyfeszültségű és nagyfrekvenciás generátort is értünk, mely folyamatos vagy impulzus üzemmódban működtethető.

A véggázok egyidejű SO2 és N0_x mentesítésére alkalmas berendezést, melyben a tisztítás Tesla-tekerccsel létrehozott nagyfrekvenciás kisülések által valósul meg, vázlatosan az • · • · · · · ·

1. ábrán mutatjuk be.

A berendezés 1 Tesla-tekercsből és 2 szűrőkamrából áll, melybe benyűlik a különlegesen kialakított 3 elektród, mely a kamra falán át 4 kivezetéssel a Tesla-tekercs egyik oldalához csatlakozik. Az 1. ábra az egyszerűség kedvéért egyszerre jelképezi az egy és a több elektródos megoldásokat. Az eljárás részleteit az alábbiakban ismertetjük.

A véggáz 5 jelű oldalon lép be 2 szűrőkamrába. A véggázhoz 6 nyíláson át tápláljuk a sztöchiometrikus mennyiségű ammóniát, ily módon a véggáz és az ammónia elegye halad át a nagyfrekvenciás mezőt létrehozó elektródok rendszerén, és lép ki 7 nyíláson. A gázt továbbszállítjuk egy csővezetéken egy szűrőhöz az elektronikus szűrés termékeinek, a műtrágyáknak az eltávolítására, és ezt követően kerül az SO2- és NO_x-mentes gáz a környezetbe.

A 2 szűrőkamra különböző keresztmetszetű cső lehet, lehet, igy kór, négyzet, téglalap vagy egyéb keresztmetszetű.

elektród alakja is többféle lehet. Néhány alakját egyszerűsített rajzzal a 2. ábrán mutatjuk be. Állhat egyetlen 31 huzalból, 32 párhuzamos huzalokból, lehet 33 körszéllel ellátott háló, 34 hegyes végződésekkel határolt háló, 35 szöges háló, stb. Az elektródok bármelyikét használhatjuk külön is vagy más elektródokkal együtt, illetőleg 2 szűrőkamra különböző kialakításai mellett vagy különféle alakú elektródok vagy szűrőkamrák alkalmazása mellett, abból a célból, hogy a véggázok elektronikus szűrésének hatásfoka maximális legyen. Ugyanakkor az ammónia betápláló rendszert úgy állítjuk be, hogy a betáplálás (közel) sztöchiometrikus maradjon.

Amennyiben a szűrőkamrában mágneses mezőt is létrehozunk, ez növeli a véggáz gerjesztésének és ionizálásának hatékonyságát, ezáltal az elektronikus szűrő hatásfokát.

A 3a ábrán egyszerűsítve mutatjuk be azt az esetet, amikor a Bu mágneses mezőt a kamrára párhuzamosan alkalmazzuk a 3b ábrán pedig, amikor B± mágneses mezőt merőlegesen alkalmazzuk. Megjegyezzük, hogy a mágneses mező létrehozásának a módja, mely történhet permanens mágnessel vagy elektromágnessel, az eljárás szempontjából nem lényeges. A második esetben megfelelő elektromos tápegységre van szükség.

A leírásban értelemszerűen benne foglaltatik, hogy a kivezetések, melyekhez az elektród csatlakozik, és a kamra egymástól elektromosan el vannak szigetelve. A kamrát földeléssel is ellátjuk.

A találmány szerinti berendezés gázok egyéb káros anyag tartalmának kiszűrésére, például CO, CO2, különböző szénhidrogének, stb. eltávolítására is alkalmazható. Ilyenkor nincs szükség ammónia—betáplálására. A kisülés jellemzőinek a frekvenciának, az elektromos és a mágneses térerősségnek, valamint az elektródok térbeli elrendezésének beállításával lehet elérni, hogy a szűrés hatékonysága maximális legyen.

Claims (4)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Berendezés véggázok SO2 és N0_x tartalmának egyidejű eltávolítására Tesla-tekerccsel létrehozott nagyfrekvenciás kisülés alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy a berendezés egy Tesla-tekercsből és egy vele elektromos kapcsolatban álló kamrából áll.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés véggázok SO2 és N0_x tartalmának egyidejű eltávolítására Tesla-tekerccsel létrehozott nagyfrekvenciás kisülés alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy a kamra kór, négyzet, téglalap, vagy más tetszőleges keresztmetszetű cső, melyben egy vagy több, Tesla-tekercshez csatlakozó elektród van elhelyezve.
3. 3. Az 1-2. igénypontok szerinti berendezés véggázok SO2 és N0_x tartalmának egyidejű eltávolítására Tesla-tekerccsel létrehozott nagyfrekvenciás kisülés alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy az elektród lehet egy huzal, huzalok együttese, háló, több háló, hegyes végződésekkel határolt háló, hegyes végződések együttese, vagy egy vagy több tetszőleges alakú elektród.
4. 4. Az 1-3. igénypontok szerinti berendezés véggázok SO2 és N0_x tartalmának egyidejű eltávolítására Tesla-tekerccsel létrehozott nagyfrekvenciás kisülés alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy a berendezés kamrájával párhuzamos vagy a kamrára merőleges irányú mágneses mező hatásának van kitéve.