PL172964B1 - Sposób i urządzenie do usuwania niepożądanych składników z przemysłowych gazów odlotowych - Google Patents

Abstract

1 Sposób usuwania niepożądanych składników, zwłaszcza SO21 NOx z przemysłowych gazów odlotowych, przez napromienianie w komorze reakcyjnej przepływających gazów wiązką elektronów wzbudzającą wolne rodniki, które wiąże się chemicznie, a następnie odbiera w postaci produktu stałego lub ciekłego, znamienny tym, ze gazy odlotowe wprowadza się do pierścieniowej komory reakcyjnej ruchem wirowym po torze spiralnym dookoła rury odprowadzającej gazy usytuowanej współosiowo względem wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej następnienapromieniasięgazy co najmniej dwomawiązkami preyspieszonych elektronów pochodzącymi ze źródeł usytuowanych na zewnątrz pierścieniowej komory reakcyjnej, a po napromienieniu gazy kieruje się do komory wylotowej, przy czym zmienia się ich kierunek i wyprowadza się na zewnątrz poprzez rurę odprowadzającą gazy, natomiast część produktów reakcji wytrąconych w komorze wylotowej poprzez kraty stabilizujące kieruje się do leji, a stamtąd wydala się je przez odprowadzenia 4 Urządzenie do usuwania niepożądanych składników, zwłaszcza SO2 i NOx z przemysłowych gazów odlotowych, znamienne tym, ze stanowi pierścieniową komorę reakcyjną (3) ograniczoną z zewnętrznej strony płaszczem (3.1), a od wewnątrz ścianą rury odprowadzającej gazy (4.1) usytuowanej współosiowo względem wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej (3), przy czym z jednej strony pierścieniowa komora reakcyjna (3) zaopatrzonajest w przewód doprowadzający gazy (1) do komory wlotowej (1.1) oraz układ nadający gazom ruch wirowy (2), atakżekońcowy odcinek rury odprowadzającej gazy (4.1), natomiast z drugiej strony połączonajestz komorąwylotową (4), w której znajduje się początkowy odcinek rury odprowadzającej gazy (4.1), i kraty stabilizujące (7), oddzielające górny odcinek komory wylotowej (4) od leji (8) i odprowadzeń produktów stałych (8.1), natomiast w płaszczu (3.1) pierścieniowej komory reakcyjnej znajdują się co najmniej dwa okna (5) stanowiące wejście wiązek przyspieszonych elektronów pochodzących od źródeł (6) zainstalowanych na zewnątrz pierścieniowej komory reakcyjnej (3)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania niepożądanych składników z przemysłowych gazów odlotowych, a zwłaszcza usuwania SO2 i NOx z gazów spalinowych pochodzących z kotłów energetycznych z elektrowni i elektrociepłowni opalanych węglem i/lub ropą naftową lub ich pochodnymi oraz urządzenie do usuwania niepożądanych składników z gazów, przy zastosowaniu metod radiacyjnych.

Znane są różne sposoby usuwania t.zw. kwaśnych zanieczyszczeń z przemysłowych gazów odlotowych. Na ogół są to metody chemiczne, bądź metody radiacyjne.

Metody chemiczne ogólnie są tańsze od metod radiacyjnych, ale mają szereg wad szeroko omówionych w literaturze. W zasadzie pozwalają one jedynie na usuwanie związków siarki, pozostawiając w gazach trudniejsze do usunięcia tlenki azotu. W celu usunięcia tlenków azotu konieczna jest dalsza obróbka za pomocą procesów katalitycznych.

Metody radiacyjne, pozwalają na skuteczne eliminowanie zarówno SO2 jak i NOx w jednej instalacji. W metodach tych wykorzystuje się strumień przyspieszonych elektronów do wytwarzania wolnych rodników a tym samym do inicjowania procesu oczyszczania poprzez wiązanie kwaśnych zanieczyszczeń gazowych w produkty stałe, usuwane przy użyciu metod filtracji. Metody radiacyjne pozwalają wyeliminować w jednej instalacji 95% SO2 i do 80% NOx oraz około 60-70% zanieczyszczeń organicznych. Jak dotąd podjęto szereg prac dla zwiększenia wydajności instalacji radiacyjnych, w zależności od dawki, temperatury i składu chemicznego mieszaniny gazów. Zwiększenie wydajności osiąga się poprzez wstępne nawilżanie gazów odlotowych, gdyż w suchej mieszaninie nie zachodzi tworzenie się rodników utleniających. Ponadto stosuje się wtrysk przed napromienianiem określonej niższej niż stechiometryczne ilości amoniaku.

Obliczono stechiometryczną ilość amoniaku wynoszącą 2 mole NH3 na mol SO2 plus 1 mol NH3 na mol NOx. Dodawanie amoniaku pozwala uzyskać w wyniku zachodzących po napromienianiu reakcji produkty stałe, które mogą być wykorzystane jako nawozy sztuczne (azotan i siarczan amonu). Niedomiar amoniaku prowadzi do tworzenia się kwaśnego siarczanu amonu NH4HSO4 a także niepożądanej emisji amoniaku na zewnątrz instalacji.

Gazy odlotowe poddawane są napromienianiu w komorze reakcyjnej po uprzednim ich nawilżeniu i dodaniu amoniaku w ilościach określonych stechimetrią procesu 0,8 -1,2 przy czym korzystnie stosuje się wiązkę elektronów o energii 0,3 - 3 MeV a dawkę energii przekazywaną do strumienia gazu ustala się korzystnie w zakresie 2-20 kGy w zależności od własności fizyko-chemicznych gazu. Efektem obróbki radiacyjnej jest szereg procesów takich jak wzbudzenie i jonizacja molekół, powstawanie rodników, zjawiska dysocjacji i rekombinacji itp. W szczególności w trakcie napromieniania gazów odlotowych następuje formowanie rodników atomowych i cząsteczkowych, a także swobodnych elektronów, przy czym rodniki OH', O', H2O'

172 964 są odpowiedzialne za procesy utleniania SO2 i NOx do występujących w aerozolu związków H2SO4 i HNO3 oraz substancji organicznych do CO2 i H2O. Związki te w obecności amoniaku przechodzą w produkty stałe NH4NO3 i (NH4)2SO4 dające wykorzystać się jako nawozy sztuczne. Część tlenków azotu redukowana jest do azotu atmosferycznego, z substancji organicznych mogą być tworzone aerozole stałe (np. sadza). Procesy te zachodzą w temperaturze 65 - 100°C.

Stwierdzono, że optymalna wartość temperatury, stopnia nawilżenia i ilości dodawanego amoniaku zależą od składu i przepływu gazów i wpływają jedynie nieznacznie na efektywność usuwania kwaśnych zanieczyszczeń z gazów odlotowych.

We wszystkich przypadkach jako źródło przyspieszonych elektronów stosowano akceleratory emitujące ciągłe lub quasi ciągłe wiązki elektronów.

Ostatnio wysiłki wynalazców skierowane są na obniżenie kosztów prowadzenia procesu i optymalizację warunków roboczych.

I tak, w amerykańskim opisie patentowym nr 4 435 260 zaproponowano wieloetapowe napromienianie gazu poprzez kierowanie go przez kolejne etapy napromieniania, przy czym dawka napromieniania w ostatnim etapie określana jest stężeniem NOx i SOx w gazie wprowadzanym do tego etapu i pożądanym stopniem redukcji zanieczyszczeń, po czym gazy te odprowadzane są do kolektora aerozolu.

W amerykańskim opisie patentowym nr 4 882 020 opisano sposób napromieniania gazu odlotowego zawierającego tlenki siarki (SOx) i/lub tlenki azotu (NOx) w strefie napromieniania, dodanie amoniaku (NH3) do gazu przed, w trakcie lub po napromienianiu, odebranie otrzymanego siarczanu amonu i/lub azotanu amonu w kolektorze pyłu i odprowadzenie gazu odlotowego do atmosfery. Stopień odsiarczania i denitryfikacji poprawiano przez zastosowanie jako kolektora gazu filtra workowego samego lub wraz z elektrostatycznym urządzeniem do wytrącania.

W amerykańskim opisie patentowym nr 4 882 020 opisano sposób zapobiegania osadzaniu się w przewodach produktów reakcji po napromienianiu przez zwiększenie szybkości przepływającego gazu w przewodach, jednak do szybkości nie większej niż 10 m/sek.

W polskim opisie patentowym nr (P. 284 996) opisano zastosowanie elektrofiltra kondensacyjnego do odbioru produktów reakcji otrzymanych w postaci aerozolu po napromienianiu. Elektrofiltr ten wykonany jest z materiału nieprzewodzącego pokrytego przewodzącą warstwą wykropionego produktu.

W amerykańskim opisie patentowym nr 4 969 984 opisano sposób traktowania gazu odlotowego, w którym gaz odlotowy najpierw napromieniano w obecności amoniaku z utworzeniem materiału drobnoziarnistego, który oddzielano w elektrostatycznym urządzeniu do wytrącania, a następnie w filtrze mechanicznym, skąd odbierano wytrącony produkt a oczyszczone gazy odprowadzano do atmosfery.

W sposobie i urządzeniu według wynalazku proponuje się zwiększenie drogi przepływu gazu w strefie napromienia poprzez nadanie mu ruchu wirowego i wymuszając tym sposobem kilkakrotne przejście gazu przez obszar napromieniania.

Według wynalazku sposób usuwania niepożądanych składników, zwłaszcza SO2 i NOx z przemysłowych gazów odlotowych, przez napromienianie w komorze reakcyjnej przepływających gazów wiązką elektronów wzbudzającą wolne rodniki, które wiąże się chemicznie a następnie odbiera w postaci produktu stałego lub ciekłego polega na tym, że gazy odlotowe wprowadza się do pierścieniowej komory reakcyjnej ruchem wirowym po torze spiralnym dookoła rury odprowadzającej gazy, usytuowanej współosiowo w stosunku do wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej, wymuszając kilkakrotne przejście gazów przez obszar napromieniany wiązkami przyspieszonych elektronów z co najmniej dwóch źródeł usytuowanych na zewnątrz pierścieniowej komory reakcyjnej. Przepływającym gazom ruch wirowy nadaje się za pomocą co najmniej trzech łopatek kierujących umieszczonych na wejściu do pierścieniowej komory reakcyjnej i/lub co najmniej jednego kanału usytuowanego stycznie do zewnętrznej ściany bocznej pierścieniowej komory reakcyjnej.

172 964

Na wejściu do komory wylotowej zmienia się kierunek przepływającego gazu, przez co wytrąca się powstałe produkty reakcji i pyły, które poprzez kraty stabilizujące kieruje się do leji zsypowych, a następnie wydala się na zewnątrz. Wstępnie oczyszczony gaz z komory wylotowej kieruje się do rury odprowadzającej.

Sposób według wynalazku realizuje się w urządzeniu do usuwania niepożądanych składników, zwłaszcza SO2 i NOx z przemysłowych gazów odlotowych, które stanowi komorę reakcyjną w kształcie pierścienia utworzonego pomiędzy ścianą zewnętrzną stanowiącą płaszcz komory, a ścianą rury odprowadzającej gazy usytuowaną współosiowo do wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej, przy czym pierścieniowa komora reakcyjna zaopatrzona jest przy jednym końcu w przewód doprowadzania gazu i komorę wlotową oraz układ nadający ruch wirowy gazom doprowadzanym do pierścieniowej komory reakcyjnej oraz przy tym samym końcu w odlotową część rury odprowadzającej gazy. Na przeciwnym końcu pierścieniowej komory reakcyjnej znajduje się komora wylotowa, w której następuje zmiana kierunku przepływu gazu przepływającego z części pierścieniowej do rury odprowadzającej gazy.

W urządzeniu według wynalazku ruch wirowy gazu uzyskuje się za pomocą łopatek kierowniczych usytuowanych na wlocie do pierścieniowej komory reakcyjnej pod kątem w stosunku do płaszczyzny poprzecznej przekroju pierścieniowej komory reakcyjnej.

Alternatywnie układ nadający ruch wirowy stanowi co najmniej jeden kanał wlotowy usytuowany stycznie do zewnętrznej ściany pierścieniowej komory reakcyjnej, pod różnymi kątami względem płaszczyzny prostopadłej do osi wzdłużnej pierścieniowej komory reakcyjnej, przy czym mogą być zastosowane równocześnie kanał i łopatki.

W dolnej części, komora wylotowa zaopatrzona jest w kraty stabilizujące oddzielające ją od leji zsypowych, z których poprzez odprowadzenia odbiera się wytrącone produkty reakcji i pyty.

Współosiowe usytuowanie rury odprowadzającej gazy we wnętrzu pierścieniowej komory reakcyjnej, powoduje, że konstrukcja urządzenia jest bardziej zwarta. Istnieje możliwość zastosowania jednej komory reakcyjnej (jednego ciągu) do oczyszczania bardzo dużych ilości spalin produkowanych przez kotły parowe o wydajności 300 i więcej MW.

Ruch wirowy gazów w pierścieniowej komorze reakcyjnej jest lepiej uformowany, przez co gazy dłużej przebywają w obszarze oddziaływania przyspieszonych elektronów, powodując większą równomierność napromieniania, a to daje w rezultacie zwiększenie skuteczności procesu oczyszczania, bowiem zwiększa się ilość wiązań kwaśnych zanieczyszczeń w produkty stałe usuwane następnie przy użyciu metod filtracji.

Urządzenie według wynalazku zaopatrzone jest w okna, przez które wchodzą wiązki przyspieszonych elektronów pochodzące ze źródeł usytuowanych na zewnątrz komory reakcyjnej. Źródła te mogą być rozmieszczone w jednym, dwóch lub więcej rzędach, przy czym liczba ich w każdym rzędzie może być różna i mogą być one ustawione pod różnymi kątami α, β w stosunku do osi wzdłużnej komory reakcyjnej oraz pod kątem δ między sobą i kątem p, pomiędzy osią głowic przyspieszających elektrony, a prostopadłą do promienia krzywizny pierścieniowej komory reakcyjnej w punkcie wlotu wiązki. Natomiast kąt Zjest kątem przestawienia osi głowic przyspieszających elektrony pierwszego rzędu względem osi głowic drugiego rzędu w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do osi wzdłużnej pierścieniowej komory reakcyjnej.

Urządzenie według wynalazku przedstawione jest w przykładzie wykonania na załączonych rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny pierścieniowej komory reakcyjnej z komorami wlotową i wylotową, rurą odprowadzającą gazy, a także ze źródłami przyspieszonych elektronów umieszczonych w dwóch rzędach, pod kątami α i β, fig. 2 pokazuje przekroje poprzeczne przez pierścieniową komorę reakcyjną na wysokości pierwszego i drugiego rzędu źródeł wiązek przyspieszonych elektronów rozmieszczonych promieniowo na zewnątrz pierścieniowej komory reakcyjnej. Figura 3 i figura 4 pokazują sposób doprowadzenia gazu do komory wlotowej za pomocą kanałów wlotowych usytuowanych stycznie do ściany zewnętrznej pierścieniowej komory reakcyjnej. Figura 5 pokazuje końcowy fragment komory reakcyjnej usytuowanej pod kątem 90° w stosunku do wzdłużnej osi komory wylotowej, a fig. 6 przedstawia widok przekroju dolnej części komory wylotowej wraz z kratami stabilizującymi i lejami.

172 964

Urządzenie składa się z rury doprowadzającej gaz 1 do komory wlotowej 1.1. skąd poprzez układ nadający ruch wirowy 2 za pomocą łopatek 2.1 lub co najmniej jeden styczny kanał wlotowy 2.2. gaz odprowadzany jest do pierścieniowej komory reakcyjnej 3. Pierścieniowa komora reakcyjna 3 ograniczona jest z jednej strony płaszczem 3 1 a od wnętrza ścianą rury odprowadzającej gazy 4.1. która usytuowana jest współosiowo względem wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej (3). Rura odprowadzająca gazy 4.1, w dolnej części wchodzi do komory wylotowej 4, do której wpada wirujący gaz z pierścieniowej komory reakcyjnej 3. Komora wylotowa 4 wyposażona jest w kraty stabilizujące 7, przez które wytrącone z gazu produkty reakcji przedostają się do leji 8, a stamtąd poprzez odprowadzenia 8.1. wydalane są na zewnątrz. Pierścieniowa komora reakcyjna 3 może być usytuowana pod różnymi kątami względem komory wylotowej 4, która zawsze ustawionajest pionowo. W płaszczu komory reakcyjnej 3.1 stanowiącym ścianę boczną pierścieniowej komory reakcyjnej znajdują się okna 5, przez które wchodzą do wnętrza wiązki przyspieszonych elektronów ze źródeł 6 usytuowanych na zewnątrz komory.

Źródła przyspieszonych elektronów mogą być ustawione pod różnymi kątami w stosunku do osi komory reakcyjnej. Jak pokazano na rysunkach fig. 1 fig. 2 źródła przyspieszonych elektronów usytuowane w dwóch rzędach I i II na różnych poziomach ustawione są w pierwszym rzędzie pod kątem α względem osi wzdłużnej komory reakcyjnej, zaś w drugim rzędzie pod kątem β. Kąt δ jest kątem przestawienia względem siebie źródeł przyspieszonych elektronów w danym rzędzie, a kąt ρ jest kątem pomiędzy osią wiązki elektronów, a osią poprzeczną komory 3.

Umieszczenie kilku źródeł 6 przyspieszonych elektronów promieniowo w stosunku do osi wzdłużnej pierścieniowej komory reakcyjnej, w jednym, dwóch, trzech lub więcej rzędach, powoduje lepsze wykorzystanie energii emitowanej przez poszczególne akceleratory oraz przyczynia się do zredukowania wymiarów geometrycznych komory.

Przykład

Instalacjajest przewidziana do oczyszczania gazów przemysłowych, głównie z SO2 i NO_X. Kocioł o wydajności 120 Gcal/h emituje strumień gazów o przepływie 280 000 Nm³/h. Kocioł jest opalany węglem o następującej charakterystyce (paliwo gwarantowane/graniczne):

- wartość opałowa 4700/4200 kcal/kg

- zawartość poniołu

16//9’

- wilgotność całkowita

- zawartość siarki 11^/^,^*%

Zużycie węgla w procesie wytwarzania energii cieplnej przez kocioł wodny wynosi 2/ 32 t/h. Ilość zanieczyszczeń w gazach odlotowych przedstawia się następująco:

0,1 - 1,2 g/Nm³ (420ppmv)

0,2 - 0,55 gNfm 2250 pppnv)

- SO2

- NO_X

- popiół przed elektrofiltrem 25 gNfm³

- popiół za elektrofiltrem 0,02 - 0,25 gNłm³

Rysunek 7 przedstawia uproszczony schemat instalacji, w której zrealizowano przykład z zastosowaniem komory pierścieniowej. Instalacja składa się z kotła 9, filtra elektrostatycznego 10, wieży chłodzącej i nawilżającej sj^al11, instalacjipodawania amoniaku 12, pierścieniowej komory reakcyjnej 3, zespołu akceleratorów 6, komory wylotowej 4, filtra końcowego 13, wentylatora 14 oraz komina 15.

Gazy odlotowe powstające w procesie spalania są transportowane systemem rurociągów do filtru elektrostatycznego 10 celem ograniczenia zawartości popiołu. Następnie gazy odlotowe podawane są na wieżę chłodniczą 11 gdzie poprzez odparowanie doprowadzanej wody uzyskuje się obniżenie temperatury do /5 - 85°C, przy czym jednocześnie wzrasta zawartość pary wodnej w spalinach do 8 - 12%. Dalej gazy odlotowe podawane są za pomocą układu nadającego ruch wirowy do pierścieniowej komory reakcyjnej 3, przed osiągnięciem której do gazu dodawany jest amoniak z instalacji 12 w ilości 150 kg/h, odpowiednio do aktualnego poziomu przepływu gazu.

172 964

Gazy odlotowe w pierścieniowej komorze reakcyjnej 3 są napromieniane sześcioma strumieniami przyspieszonych elektronów ze źródeł 6 o mocy wiązki 200 kW każdy. Sumaryczna moc wiązki wynosi 1200 kW. Energia przyspieszonych elektronów mieści się w przedziale 0,7 - 1,2 MeV. Instalacja akceleratorowa składa się z dwóch zasilaczy o mocy 800 kW każdy. Do zasilaczy dołączone są przy pomocy kabla wysokonapięciowego po trzy głowice przyspieszające elektrony. Głowice przyspieszające umieszczone są w dwóch rzędach. W każdym rzędzie umieszczone są trzy głowice rozstawione pod kątem δ = 120° licząc po obwodzie komory reakcyjnej. Kąt przestawienia osi głowic przyspieszających elektrony pierwszego rzędu względem osi głowic drugiego rzędu w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do osi wzdłużnej komory reakcyjnej wynosi λ = 45°.

Pierścieniowa komora reakcyjna jest zainstalowana pionowo, dzięki czemu zmniejszono o około 1/3 powierzchnię zabudowy. Średnica zewnętrzna pierścieniowej komory reakcyjnej wynosi 6,5 m zaś średnica rury odprowadzającej gazu wynosi 2,6 m. Kąt nachylenia osi wiązki do stycznej po obwodzie komory reakcyjnej wynosi ρ = 45°. Przy czym wiązka przyspieszonych elektronów jest przemiatana w płaszczyźnie równoległej do osi pierścieniowej komory reakcyjnej. Kąt nachylenia osi wiązki w stosunku do powierzchni pierścieniowej komory reakcyjnej, mierzony w płaszczyźnie przemiatania wynosi α = β = 80°. W wyniku ruchu wirowego nadanego przez dwa styczne kanały wlotowe nachylone pod kątem ψ = 70°, znajdujące się w części początkowej pierścieniowej komory reakcyjnej 3 osiąga się do 4 - 5 obrotów strumienia gazów na całej długości pierścieniowej komory reakcyjnej. Dzięki temu, oraz z uwagi na przedstawione wyżej rozmieszczenie głowic przyspieszających elektrony uzyskuje się z jednej strony efekt wielostopniowego napromieniania strumienia gazów zaś z drugiej równomierne napromienienie całej objętości gazu. Dawka promieniowania jonizującego jest rzędu 8-12 kGy zależnie od założonego poziomu oczyszczania gazu odlotowego. Poddane napromienianiu gazy przechodzą przez komorę wylotową 4, gdzie dokonuje się wstępnej filtracji i następnie odbiera się do 150 kg/h produktu, a następnie przechodzą do filtra końcowego 13, gdzie odbierana jest pozostała część produktu do 3500 kg/h. Temperatura gazu między wyjściem komory reakcyjnej 3 i wyjściem filtra końcowego 13 nie powinna spadać poniżej 70°C. Po filtrze końcowym 13 gaz odlotowy jest kierowany przy pomocy wentylatora 14 do komina 15.

Sposób i urządzenie według wynalazku zastosowane w przedstawionym przykładzie oczyszczania gazów odlotowych pozwoliły na usunięcie SO2 w 95% i NO_X w 80% przy równoczesnym zmniejszeniu dawki o 30%. Usytuowanie rury odprowadzającej gazy wewnątrz pionowo zainstalowanej komory reakcyjnej zmniejsza powierzchnię potrzebną do ustawienia instalacji, jak również zmniejszajej gabaryty i masę urządzeń, co prowadzi do obniżenia kosztów inwestycji. Poza tym rozwiązanie to umożliwia oczyszczanie dużej ilości gazów w jednej komorze reakcyjnej i w znacznej mierze zmniejsza koszty eksploatacji urządzenia.

Prostota i łatwość eksploatacji, mała wrażliwość na zawartość popiołu, suchy proces technologiczny i możliwość wykorzystania produktu reakcji jako nawozów dla rolnictwa są dodatkowymi atutami rozwiązania.

172 964

PIERŚCIENIOWA KOMORA REAKCYJNA

1. Rura doprowadzaj ąca gazy

1.1. Komora wlotowa

2. Układ nadający ruch wirowy

2.1. Łopatki kierownicze

2.2. Styczny kanał wlotowy

3. Pierścieniowa komora reakcyjna

3.1. Płaszcz komory reakcyjnej

4. Komora wylotowa

4.1. Rura odprowadzająca gazy

5. Okno wlotowe

6. Źródła przyspieszonych elektronów, akceleratory

7. Kraty stabilizujące

8. Leje

8.1. Odprowadzenie produktu z leja

Oznaczenia kątów ψ - kąt usytuowania stycznego kanału wlotowego względem płaszczyzny prostopadłej do osi wzdłużnej pierścieniowej do komory reakcyjnej φ - kąt usytuowania łopatek kierowniczych względem płaszczyzny prostopadłej do osi wzdłużnej komory reakcyjnej α - kąt nachylenia osi akceleratora pierwszego rzędu względem wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej β - kąt nachylenia osi akceleratora drugiego rzędu względem wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej δ - kąt rozstawienia akceleratorów tego samego rzędu w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do osi pierścieniowej komory reakcyjnej λ - kąt przestawienia osi głowic przyspieszających elektrony jednego rzędu względem osi głowic przyspieszających elektrony drugiego rzędu w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do osi wzdłużnej pierścieniowej komory reakcyjnej ρ - kąt pomiędzy osią głowic przyspieszających elektrony, a prostopadłą do promienia krzywizny pierścieniowej komory reakcyjnej w punkcie wlotu wiązki elektronów do pierścieniowej komory reakcyjnej.

172 964

fig.7

172 964

fig.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób usuwania niepożądanych składników, zwłaszcza SO2 i NOx z przemysłowych gazów odlotowych, przez napromienianie w komorze reakcyjnej przepływających gazów wiązką elektronów wzbudzającą wolne rodniki, które wiąże się chemicznie, a następnie odbiera w postaci produktu stałego lub ciekłego, znamienny tym, że gazy odlotowe wprowadza się do pierścieniowej komory reakcyjnej ruchem wirowym po torze spiralnym dookoła rury odprowadzającej gazy usytuowanej współosiowo względem wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej następnie napromienia się gazy co najmniej dwoma wiązkami przyspieszonych elektronów pochodzącymi ze źródeł usytuowanych na zewnątrz pierścieniowej komory reakcyjnej, a po napromienieniu gazy kieruje się do komory wylotowej, przy czym zmienia się ich kierunek i wyprowadza się na zewnątrz poprzez rurę odprowadzającą gazy, natomiast część produktów reakcji wytrąconych w komorze wylotowej poprzez kraty stabilizujące kieruje się do leji, a stamtąd wydala się je przez odprowadzenia.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przepływającym przez pierścieniową komorę reakcyjną gazom nadaje się ruch wirowy za pomocą układu składającego się z co najmniej trzech łopatek kierowniczych usytuowanych na wlocie do pierścieniowej komory reakcyjnej i/lub co najmniej jednego kanału wlotowego usytuowanego stycznie do zewnętrznej bocznej ściany pierścieniowej komory reakcyjnej.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że napromienianie prowadzi się z dwóch lub większej liczby źródeł przyspieszonych elektronów usytuowanych na zewnątrz pierścieniowej komory reakcyjnej w kilku rzędach, pod różnymi kątami i w różnych płaszczyznach.
4. 4. Urządzenie do usuwania niepożądanych składników, zwłaszcza SO2 i NOx z przemysłowych gazów odlotowych, znamienne tym, że stanowi pierścieniową komorę reakcyjną (3) ograniczoną z zewnętrznej strony płaszczem (3.1), a od wewnątrz ścianą rury odprowadzającej gazy (4.1) usytuowanej współosiowo względem wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej (3), przy czym z jednej strony pierścieniowa komora reakcyjna (3) zaopatrzona jest w przewód doprowadzający gazy (1) do komory wlotowej (1.1) oraz układ nadający gazom ruch wirowy (2), a także końcowy odcinek rury odprowadzającej gazy (4.1), natomiast z drugiej strony połączona jest z komorą wylotową (4), w której znajduje się początkowy odcinek rury odprowadzającej gazy (4.1), i kraty stabilizujące (7), oddzielające górny odcinek komory wylotowej (4) od leji (8) i odprowadzeń produktów stałych (8.1), natomiast w płaszczu (3.1) pierścieniowej komory reakcyjnej znajdują się co najmniej dwa okna (5) stanowiące wejście wiązek przyspieszonych elektronów pochodzących od źródeł (6) zainstalowanych na zewnątrz pierścieniowej komory reakcyjnej (3).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że układ nadający ruch wirowy gazom (2) stanowią co najmniej trzy łopatki kierownicze (2.1) usytuowane na wlocie do pierścieniowej komory reakcyjnej (3) pod kątem φ w zakresie 15-85° w stosunku do płaszczyzny prostopadłej do wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej (3).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że układ nadający ruch wirowy gazom (2) stanowi co najmniej jeden kanał wlotowy (2.2) usytuowany stycznie do zewnętrznej ściany pierścieniowej komory reakcyjnej (3) pod kątem ψ w zakresie 0-90° w stosunku do płaszczyzny prostopadłej do wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej (3).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że układ nadający ruch wirowy gazom (2) wprowadzanym do pierścieniowej komory reakcyjnej (3) składa się jednocześnie z co najmniej trzech łopatek kierowniczych (2.1) oraz co najmniej jednego stycznego kanału wlotowego (2.2).

   172 964
8. 8. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że na zewnątrz pierścieniowej komory reakcyjnej (3) posiada źródła przyspieszonych elektronów (6) usytuowane w jednym, dwóch lub więcej rzędach pod kątami α, β do wzdłużnej osi pierścieniowej komory reakcyjnej (3) oraz kątem p będącym kątem pomiędzy osią głowic przyspieszających elektrony, a prostopadłą do promienia krzywizny pierścieniowej komory reakcyjnej (3) w punkcie wlotu wiązki przyspieszonych elektronów do pierścieniowej komory reakcyjnej (3), oraz kątek δ będącym kątem rozstawienia akceleratorów tego samego rzędu w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do osi pierścieniowej komory reakcyjnej (3) i kątem λ będącym kątem przestawienia osi głowic przyspieszających elektrony jednego rzędu względem osi głowic przyspieszających elektrony drugiego rzędu w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do osi wzdłużnej pierścieniowej komory reakcyjnej (3), przy czym w każdym rzędzie zainstalowane jest jedno lub więcej źródeł przyspieszonych elektronów (6).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że korzystne jest gdy kąt α zawarty jest pomiędzy 0-90°, kąt β zawarty jest pomiędzy 0-90°, kąt ρ zawarty jest pomiędzy 20-70°, kąt δ zawarty jest pomiędzy 45-180°, a kąt λ zawarty jest pomiędzy 0-90°.