PL182518B1 - Sposób i urządzenie do oczyszczania gazów odlotowych za pomocą napromieniania wiązką elektronów - Google Patents

Sposób i urządzenie do oczyszczania gazów odlotowych za pomocą napromieniania wiązką elektronów

Info

Publication number
PL182518B1
PL182518B1 PL95311779A PL31177995A PL182518B1 PL 182518 B1 PL182518 B1 PL 182518B1 PL 95311779 A PL95311779 A PL 95311779A PL 31177995 A PL31177995 A PL 31177995A PL 182518 B1 PL182518 B1 PL 182518B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
gas
ammonia
water
mixture
air
Prior art date
Application number
PL95311779A
Other languages
English (en)
Other versions
PL311779A1 (en
Inventor
Okihiro Tokunaga
Hideki Namba
Tadashi Tanaka
Yoshimi Ogura
Yoshitaka Doi
Masahiro Izutsu
Shinji Aoki
Original Assignee
Ebara Corp
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 Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Publication of PL311779A1 publication Critical patent/PL311779A1/xx
Publication of PL182518B1 publication Critical patent/PL182518B1/pl

Links

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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/60—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
    • 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • 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
    • B01D53/007—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 irradiation
    • 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
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/081—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing particle radiation or gamma-radiation
    • B01J19/085—Electron beams only
    • 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
    • B01D2259/812—Electrons
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S588/00—Hazardous or toxic waste destruction or containment
    • Y10S588/90—Apparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

1. Sposób oczyszczania gazów odlotowych za pomoca napromieniania wiazka elektronów, w któ- rym wprowadza sie gazy odlotowe zawierajace tlenki siarki i/lub tlenki azotu do reaktora, znamien- ny tym, ze najpierw poddaje sie mieszaniu amoniak z powietrzem do wytworzenia gazowej mieszaniny amoniaku 1 powietrza, nastepnie wytwarza sie jed- nolita mieszanine gazowo-cieczowa z tak wytwo- rzonej gazowej mieszaniny amoniaku 1 powietrza oraz wody, po czym rozpyla sie wytworzona mie- szanine gazowo-cieczowa w reaktorze i napromie niowuje sie te mieszanine wraz w gazami odloto- wymi wiazka elektronów. 4. Urzadzenie do oczyszczania gazów odloto- wych za pomoca napromieniania wiazka elektro- nów, zbudowane z reaktora z dysza oraz akcelerato- ra wiazki elektronów, znamienne tym, ze dysza (8) ma dwa kanaly doprowadzajace oddzielnie wode oraz oddzielnie gazowa mieszanine amoniaku i powietrza do komory (12) mieszania gazowej mie- szaniny amoniaku i powietrza z woda oraz wytwa- rzania jednorodnej mieszaniny gazowo-cieczowej rozpylanej w reaktorze (5) do napromieniania jej wiazka elektronów z akceleratora (9). Fig. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do oczyszczania gazów odlotowych za pomocą napromieniania wiązką elektronów·’.
Znany jest sposób oczyszczania gazów odlotowych, w którym dodaje się amoniak do gazów odlotowych, zawierających tlenki siarki (SOX) i/lub tlenki azotu (NOX), a następnie poddaje się gazy odlotowe napromienianiu wiązką elektronów dla usunięcia tlenków siarki i/lub tlenków azotu z gazów odlotowych. W znanym sposobie sprawność usuwania tlenków siarki, określana także jako procent odsiarczenia, ma tendencję wzrostową w miarę obniżania temperatury. Wykorzystuje się to zjawisko obniżając temperaturę gazów odlotowych w wieży chłodniczej z rozpylaną wodą przed skierowaniem gazów odlotowych do reaktora, przy czym na wejściu do reaktora dodawany jest amoniak. Następnie gazy odlotowe są poddawane oddziaływaniu wiązki elektronowej. Woda może być rozpylana nie tylko w wieży chłodniczej, umieszczonej przed reaktorem, ale także na wejściu reaktora, przy czym w tym drugim przypadku woda jest dostarczana innymi środkami niż gazowy amoniak.
Kolejnym problemem związanym ze znanym sposobem jest fakt, że sprawność usuwania tlenków siarki zależy od temperatury oczyszczanych gazów odlotowych i dla uzyskania wydajnego oczyszczania temperatura gazów odlotowych na wyjściu reaktora musi być obniżana niemal do punktu rosy, przy czym w tym przypadku nie wszystka rozpylona woda odpa182 518 rowuje, co prowadzi do tworzenia się zanieczyszczonej wody lub rosy na powierzchni kanału wychodzącego z reaktora.
W przypadku gdy gazy odlotowe, zawierające tlenki siarki, są oczyszczane najpierw poprzez dodanie amoniaku do gazu, a następnie poprzez poddanie gazów odlotowych oddziaływaniu wiązki elektronowej dla usunięcia tlenków siarki, tworzy się siarczan amonowy jako produkt uboczny. W znanym sposobie oczyszczania, amidosulfonian amonowy, który jest szkodliwy dla roślin, jest wytwarzany wraz z siarczanem amonowym w ilościach, które nie są pomijalnie małe i aby można było użyć siarczan amonowy jako nawóz, trzeba usuwać amidosulfonian.
W opisie patentowym nr 162 895 jest przedstawiony sposób usuwania kwaśnych zanieczyszczeń gazowych ze strumienia przemysłowych gazów odlotowych przez napromieniowanie, w którym strumień gazowego amoniaku lub rozpylona woda amoniakalna są dodawane do strumienia gazu odlotowego. Rozpylona woda amoniakalna jest wytwarzana w wyniku pierwszego mieszania amoniaku z wodą i następnie mieszania otrzymanego roztworu z wod^ przy czym amoniak i woda są dodawane do strumienia gazu, jednakże dodawanie amoniaku i wody jest wykonane oddzielnie, to jest do strumienia gazu jest dodawany amoniak, a potem do tego strumienia gazu jest dodawana woda.
Z kolei w japońskim opisie patentowym nr 61 174 924 jest przedstawiony sposób obróbki w reaktorze gazu odlotowego zawierającego tlenki siarki i tlenki azotu. W opisanym rozwiązaniu, gaz odlotowy jest wprowadzany do reaktora wraz z dodanym amoniakiem oraz jest poddany w reaktorze napromienianiu wiązką elektronową. Otrzymany w wyniku reakcji produkt jest zbierany i przesyłany do komory oczyszczania gazu. Amoniak jest dostarczony razem z rozrzedzonym powietrzem do komory oczyszczania gazu, przy czym zanieczyszczenia, które nie były poddane reakcji, oraz kwaśne zanieczyszczenia poddaje się reakcji.
Istotą sposobu oczyszczania gazów odlotowych za pomocą napromieniania wiązką elektronów, według wynalazku, w którym wprowadza się gazy odlotowe zawierające tlenki siarki i/lub tlenki azotu do reaktora, jest to, że najpierw poddaje się mieszaniu amoniak z powietrzem do wytworzenia gazowej mieszaniny amoniaku i powietrza, następnie wytwarza się jednolitą mieszaninę gazowo-cieczową z tak wytworzonej gazowej mieszaniny amoniaku i powietrza oraz wody, po czym rozpyla się wytworzoną mieszaninę gazowo-cieczową w reaktorze i napromieniowuje się tę mieszaninę wraz w gazami odlotowymi wiązką elektronów:
Korzystnie przyjmuje się stosunek wody do mieszaniny gazowej gazowego amoniaku i powietrza w zakresie od 0,1 do 20 1/m3, przy czym ilość amoniaku w mieszaninie gazowej utrzymuje się na poziomie potrzebnym do przekształcenia tlenków siarki i/lub tlenków azotu w mieszaninie gazowej odpowiednio na siarczan amonowy i/lub azotan amonowy, zaś ilość wody utrzymuje się na poziomie potrzebnym do uzyskania temperatury gazów odlotowych na wyjściu reaktora w zakresie od punktu rosy wody do nie więcej niż 100°C.
Korzystnie utrzymuje się temperaturę przewodu rurowego o wartości nie mniejszej niż 60°C w czasie od mieszania amoniaku z powietrzem do mieszania powstałej mieszaniny gazowej z wodą dla wytworzenia jednolitej mieszaniny gazowo-cieczowej.
Istotą urządzenia do oczyszczania gazów odlotowych za pomocą napromieniania wiązką elektronów, według wynalazku, zbudowanego z reaktora z dyszą oraz akceleratora wiązki elektronów, jest to, że dysza ma dwa kanały doprowadzające oddzielnie wodę oraz oddzielnie gazową mieszaninę amoniaku i powietrza do komory mieszania gazowej mieszaniny amoniaku i powietrza z wodą oraz wytwarzania jednorodnej mieszaniny gazowo-cieczowej rozpylanej w reaktorze do napromieniania jej wiązką elektronów z akceleratora.
Rozwiązanie według wynalazku zapewnia wydajne odsiarczanie gazów odlotowych nawet wówczas, gdy temperatura oczyszczanych gazów jest stosunkowo wysoka na wyjściu z reaktora. Ponadto, uzyskano zredukowanie koncentracji amidosulfonianu amonu w siarczanie amonowym, stanowiącym produkt uboczny.
Wynalazek w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat technologiczny dla sposobu według wynalazku do oczyszczania gazów odlotowych poprzez poddanie ich oddziaływaniu wiązki elektronowej, który obejmuje utworzenie jednorodnej mieszaniny gazowo-cieczowej z wody i mieszaniny gazowego amoniaku
182 518 i powietrza, a następnie rozpylenie jednorodnej mieszaniny w reaktorze, fig. 2 - schemat technologiczny dla znanego sposobu oczyszczania gazów odlotowych poprzez poddanie ich oddziaływaniu wiązki elektronowej, który obejmuje dodanie tylko gazowego amoniaku w reaktorze, fig. 3 A - dyszę na dwa płyny, fig. 3B - adapter do zastosowania z dyszą na dwa płyny, zaś fig. 4 - wykres pokazujący zależność między temperaturą gazów odlotowych na wyjściu z reaktora i procentowe odsiarczenie dla przykładu 1 i porównawczego przykładu 1.
Zgodnie z przedmiotem wynalazku, oczyszczanie gazów odlotowych uzyskuje się poprzez zmieszanie amoniaku z powietrzem, następnie utworzenie jednorodnej mieszaniny gazowo-cieczowej z mieszaniny gazowej amoniaku i powietrza z wodą i rozpylenie jednorodnej mieszaniny w reaktorze dla napromieniania jej i gazów odlotowych wiązką elektronów.
Stosunek wody do mieszaniny gazowego amoniaku i powietrza zależy od różnych czynników, takich jak konstrukcja zastosowanej dyszy na dwa płyny, ciśnienie dodawanych gazów i ciśnienie rozpylanej wody. Korzystne jest zastosowanie proporcji powyższych płynów z zakresu 0,1 do 20 1/m3. Jeśli stosunek wody do gazowej mieszaniny amoniaku i powietrza jest mniejszy niż 0,1 1/m3, prawdopodobnie nie uda się uzyskać wydajnego odsiarczenia, a przy tym zwiększy się wytwarzanie amidosulfonianu amoniaku. Z drugiej strony, jeśli stosunek przewyższy 20 1/m3, nie cała rozpylona woda odparuje, w wyniku czego utworzy się zanieczyszczona woda lub rosa na powierzchni kanału wychodzącego z reaktora.
Amoniak powinien być użyty w ilościach, które są określone głównie jako ilości potrzebne do przekształcenia tlenków siarki i/lub tlenków azotu odpowiednio na siarczan amonu i/lub azotan amonu, przy czym dla określenia dokładnej ilości zużywanego amoniaku powinny być brane pod uwagę również inne czynniki, takie jak wymagany procent odazotowania i koncentracja rozproszonego amoniaku, zgodnie z poniższym wyrażeniem:
NH η TVO 17
NHAkglΛ) = Q02.SOx-x- + NOx-x-+c NH,]xl(T6 x+ S n l 3 100 3 100 ]J 22A gdzie: Q: ilość spalin w m N/h;
Skx: koncentracja Skx w ppm;
Nkx: koncentracja Nkx w ppm;
CNH 3: koncentracja rozproszonego amoniaku w ppm: nSkx: wymagane procentowe odsiarczenie, zaś ηΝΌχ: wymagane procentowe odazotowanie.
Woda powinna być użyta w ilości, która jest potrzebna dla uzyskania temperatury gazów odlotowych na wyjściu z reaktora, w zakresie od punktu rosy dla wody do nie więcej niż 100°C. W procesie oczyszczania gazy odlotowe, do których dodawany jest gazowy amoniak, są poddawane oddziaływaniu wiązki elektronowej tak, że Skx jest przekształcany w siarczan amonowy, zaś Nkx w azotan amonu, przy czym wytwarzane jest ciepło w reakcjach wyrażonych przez następujące zapisy, podwyższając temperaturę oczyszczanych gazów odlotowych:
Sk2 + 2NH3 + H2O + 1/2O -» (NHąjiSką + 131,0 kcal/mol SO3 + 2NH3 + H20 -> (NHthSką + 107,5 kcal/mol
Nk + NH3 + 1/2H2k + 3/4k2 -> NH4NO3+ 68,9 kcal/mol
Dawka napromieniania wiązką elektronowąjest dobierana odpowiednio do koncentracji Skx i Nkx w gazach odlotowych i stopnia, w jakim powinny zostać usunięte. Energia elektronów może zostać również przekształcona w ciepło, co podniesie temperaturę oczyszczanych gazów odlotowych.
Ilość ciepła wytwarzana przez wiązkę elektronową w kcal = masa gazów spalinowych w kg x zaabsorbowana dawka w kGy
4,1855 gdzie 4,1855 jest mechanicznym równoważnikiem ciepła w kJ/kcal.
182 518
Przy oczyszczaniu gazów odlotowych powstałych w wyniku spalania takich paliw jak węgiel i produkty ropopochodne lub powstałych przy spiekaniu żelaza lub stali, potrzebna jest woda w ilościach wynikających z powyższych zależności.
Ilość zużywanego powietrza jest określona przez różne czynniki, takie jak ilość wody, jaka ma być rozpylona, wymagana wielkość kropel wody oraz ciśnienie wody i powietrza, ale można przyjąć, że leży w podanej powyżej proporcji między wodą a mieszaniną gazową, to jest od 0,1 do 201 /m3.
Przy oczyszczaniu gazów odlotowych zawierających tlenki siarki poprzez dodawanie amoniaku, a następnie poddawanie gazu oddziaływaniu wiązki elektronowej tak, aby usunąć tlenki siarki z gazu, przyjmuje się, że zachodzi reakcja z amoniakiem na jeden z dwóch sposobów: SO2 i SO3 zawarte w gazach spalinowych reagują bezpośrednio z amoniakiem według równań (1) i (2) przedstawionych poniżej lub, alternatywnie, SO2 jest utleniany do SO3 przez takie rodniki jak O' i OH', które są wytwarzane pod wpływem oddziaływania wiązki elektronowej, po czym SO3 reaguje z amoniakiem według równania (2). Jak widać, w obu równaniach (1) i (2) występują NH3 i H2O po lewej stronie równań. Zatem każda reakcja będzie przebiegała wydajnie przy podwyższonej koncentracji amoniaku i wody, ale przy obniżonej temperaturze oczyszczania gazów odlotowych:
502 + 2NH3 + H2O + 1/2O2 -> -NH4)2SO4 (1)
503 + 2NH3 + H2O -> (NH4)2SO4 (2)
Z drugiej strony, amidosulfonian amonu powstaje, kiedy zgodnie z przedstawionym poniżej równaniem (3) SO2 reaguje z amoniakiem i rodnikiem OH', który został wytworzony pod wpływem oddziaływania wiązki elektronowej. Prawa strona równania (3) zawiera H2O, zatem reakcja jest odpowiedzialna za wzrost koncentracji wody w oczyszczanych gazach odlotowych:
SO2 + 2OH + 2NH 3 -> NH2SO3NH4 + H2O (3)
Według wynalazku woda jest rozpylana po zmieszaniu z już przygotowaną mieszaniną amoniaku i powietrza, zatem temperatura na powierzchni powstałych maleńkich kropelek uwodnionego amoniaku jest dużo mniejsza niż temperatura otaczającego gazu w wyniku odparowania wody i wilgotność jest niemal w stanie nasyconym. Dodatkowo, uwodniony amoniak odparowuje równocześnie z wodą na powierzchniach kropelek amoniaku, przyspieszając znacznie reakcje według równań (1) i (2). Z drugiej strony, reakcje według równań (3) są hamowane w wyniku dużej koncentracji wody.
W efekcie, wydajne odsiarczanie może być uzyskane nawet wówczas, gdy oczyszczane gazy odlotowe mają stosunkowo wysoką temperaturę i co więcej, może być zahamowane powstawanie amidosulfonianu amonu.
W przypadku rozpylania mieszaniny wody oraz gazowej mieszaniny amoniaku z powietrzem, może być rozpylana wcześniej wytworzona mieszanina gazowo-cieczowa amoniaku, powietrza i wody, ale w tym przypadku trudno jest regulować ilość wprowadzanej wody i ilość amoniaku niezależnie jedno od drugiego oraz odpowiednio do temperatury oczyszczanych gazów odlotowych i koncentracji tlenków siarki w gazach odlotowych. Ponadto, występuje dodatkowy problem, gdyż potrzebny jest duży zbiornik dla przechowywania amoniaku w formie roztworu wodnego. Problemy takie nie występują, jeśli amoniak jest najpierw zmieszany z powietrzem, zaś powstała mieszanina gazowa jest potem mieszana z wodą w komorze mieszania tej mieszaniny gazowej z cieczą w dyszy na dwa płyny przed ostatecznym rozpyleniem w reaktorze.
Kiedy amoniak jest zmieszany z powietrzem, dwutlenek węgla i woda w powietrzu reagują z amoniakiem, tworząc wodorowęglan amonowy lub węglan amonowy, który może zatykać przewód rurowy. Związki te mają postać ciał stałych, albo absorbują wilgoć, przekształcając się w bardzo lepką ciecz, która gromadzi się w przewodzie rurowym i w końcu powoduje jego zatkanie. W wyniku różnych testów, przeprowadzonych przy użyciu zwykłego powietrza, stwierdzono, że problem zatykania przewodu może być rozwiązany przy temperaturze 60°C i powyżej, utrzymywanej w czasie od mieszania amoniaku z powietrzem, aż do
182 518 zmieszania powstałej mieszaniny gazowej z wodą dla wytworzenia mieszaniny gazowocieczowej. Dla uzyskania tej temperatury może być zastosowana para, grzejnik elektryczny lub inne odpowiednie do tego celu źródło ciepła.
Ciśnienie gazu (mieszaniny gazowej powietrza i amoniaku) w dyszy na dwa płyny jest typowo ustalone na 1-10 kG/cm2, korzystnie 3,5 kG/cm2. Przed zmieszaniem amoniaku z powietrzem przewód rurowy doprowadzający amoniak jest ogrzewany przez źródło ciepła tak, że przepływający przez przewód amoniak nie będzie skraplał się w niskiej temperaturze i będzie utrzymany w stanie gazowym.
Temperaturę przewodu rurowego doprowadzającego amoniak należy dobierać zgodnie z poniższymi wskazówkami, gdyż przy wyższych ciśnieniach amoniak ma tendencję do skraplania się nawet przy wysokich temperaturach:
Ciśnienie (kG/cm2) Temperatura (°C)
1 > około -35
2 > około -10
5 > około 3
10 > około 23
Dla lepszego przedstawienia wynalazku przedstawiono poniższe przykłady.
Przykład 1
Doświadczenie z oczyszczaniem gazów odlotowych poprzez poddanie ich oddziaływaniu wiązki elektronowej zostało przeprowadzone zgodnie ze sposobem według wynalazku, którego schemat technologiczny przedstawia fig. 1, który obejmuje najpierw przygotowanie gazowej mieszaniny amoniaku i powietrza, następnie zmieszanie jej z wodą dla wytworzenia mieszaniny gazowo-cieczowej i rozpylenie tej ostatniej w reaktorze.
Gazy odlotowe (12 500 m3N/h) ze zbiornika 1, które zawierały 800 ppm tlenków siarki i 200 ppm tlenków azotu, zostały ochłodzone do 110°C przy pomocy urządzenia 2 do wstępnego grzania powietrza oraz urządzenia do grzania powietrza 3, następnie ochłodzone do 60°C w wieży chłodniczej 4 z rozpyloną wodą i skierowane do reaktora 5. W oddzielnym etapie, równoważnik 0,92 gazowego amoniaku (20 m3N/h), dostarczany ze źródła 6 amoniaku, jest mieszany z powietrzem (1000 m3N/h) w komorze mieszającej 7, powstała gazowa mieszanina jest następnie mieszana z wodą w komorze mieszania gazu z wodą w dyszy 8 na dwa płyny, a powstała mieszanina gazowo-cieczowa jest rozpylana na wejściu reaktora 5 i poddawana oddziaływaniu wiązki elektronowej (12 kGy) z akceleratora 9 wiązki elektronowej. W doświadczeniu woda była dostarczana w różnych ilościach od 50 kg/h do 200 kg/h dla uzyskania zmian temperatury na wyjściu reaktora 5, która, jak stwierdzono, wpływa na wydajność odsiarczania, jak pokazano linią ciągłą na fig. 4. Koncentracja amidosulfonianu amonowego wynosiła około 0,05%, co nie stanowiło problemu, kiedy produkt uboczny był stosowany jako nawóz.
Przedstawiona na fig. 3A dysza 8 na dwa płyny zawiera wylot 10, rdzeń 11 oraz komorę mieszania 12 mieszaniny gazowej amoniaku i powietrza z wodą. Z kolei fig. 3B przedstawia adapter do zastosowania z dyszą 8 na dwa płyny zawierający przewód rurowy 13 z płaszczem wodnym. Dysza 8, która ma, jak to przedstawiono na fig. 3, dwa kanały doprowadzające oddzielnie wodę oraz oddzielnie gazową mieszaninę amoniaku i powietrza do komory 12 mieszania, jest dyszą na dwa płyny z mieszaniem wewnętrznym, przy czym jest oczywiste stosowanie w rozwiązaniu według wynalazku dyszy na dwa płyny z mieszaniem zewnętrznym.
Przykład porównawczy 1
Mieszanina gazowo-cieczowa użyta w przykładzie 1, która składała się z amoniaku, powietrza i wody, została zastąpiona przez gazowy amoniak i doświadczenie z oczyszczaniem gazów odlotowych poprzez poddanie ich oddziaływaniu wiązki elektronowej było przeprowadzone zgodnie z przebiegiem dla znanego sposobu, przedstawionego na fig. 2.
Gazy wytwarzane w komorze 1 były przepuszczane przez urządzenie 2 do wstępnego ogrzewania powietrza oraz urządzenie 3 do ogrzewania powietrza dla uzyskania takich
182 518 samych wartości temperatury i koncentracji, jak w przykładzie 1. Następnie gazy odlotowe były chłodzone w wieży 4 z rozpylaną wodą. Ilość rozpylanej wody w wieży 4 była zmieniana dla uzyskania odpowiedniej temperatury na wyjściu reaktora 5. Amoniak (20 m3N/h) dostarczany ze źródła 6 amoniaku był wprowadzany do gazu w reaktorze 5. Gazy spalinowe wprowadzane do reaktora 5 były poddane oddziaływaniu wiązki elektronowej (12 kGy) z akceleratora 7 wiązki elektronowej. Zależność między temperaturą na wyjściu z reaktora 5 i wydajnością odsiarczania jest przedstawiona na fig. 4 linią przerywaną. Koncentracja amidosulfonianu amonu w produkcie ubocznym (siarczanie amonowym) była równa około 2,0%, co było zbyt dużą wartością aby możliwe było bezpośrednie użycie produktu ubocznego jako nawozu.
Przykład 2
Powtórzono procedurę z przykładu 1 poza tym, że temperatura przewodu rurowego łączącego komorę mieszania gazowego amoniaku z powietrzem i komorę mieszania gazowej mieszaniny z wodą dla utworzenia, mieszaniny gazowo-cieczowej była ustawiana na wartości 60°C, 70°C, 80°C i 100°C. Zestaw doświadczalny pracował przy każdej z wymienionych temperatur przez kilka tygodni bez zauważalnego zatykania przewodu rurowego.
Przykład porównawczy 2
Powtórzono procedurę z przykładu 2 poza tym, że temperatura przewodu rurowego łączącego komorę mieszania amoniaku z powietrzem i komorę mieszania gazowej mieszaniny z wodą dla wytworzenia mieszaniny gazowo-cieczowej była utrzymywana na wartości 40°C, lub na wartości temperatury otoczenia (około 20°C). Przewód rurowy uległ zatkaniu po kilku dniach pracy.
Efektywne odsiarczanie może być zrealizowane nawet w przypadku, gdy temperatura oczyszczanych gazów odlotowych jest stosunkowo wysoka na wyjściu reaktora i możliwe jest zredukowanie koncentracji amidosulfonianu amonowego w siarczanie amonowym, będącym produktem ubocznym procesu oczyszczania.
182 518
182 518
Fig. 3 b
PROCENT ODSIARCZANIA
POWIETRZE H2O
(°C)
182 518
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób oczyszczania gazów odlotowych za pomocą napromieniania wiązką elektronów, w którym wprowadza się gazy odlotowe zawierające tlenki siarki i/lub tlenki azotu do reaktora, znamienny tym, że najpierw poddaje się mieszaniu amoniak z powietrzem do wytworzenia gazowej mieszaniny amoniaku i powietrza, następnie wytwarza się jednolitą mieszaninę gazowo-cieczową z tak wytworzonej gazowej mieszaniny amoniaku i powietrza oraz wody, po czym rozpyla się wytworzoną mieszaninę gazowo-cieczową w reaktorze i napromieniowuje się tę mieszaninę wraz w gazami odlotowymi wiązką elektronów.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przyjmuje się stosunek wody do gazowej mieszaniny gazowej gazowego amoniaku i powietrza w zakresie od 0,1 do 20 1/m3, przy czym ilość amoniaku w mieszaninie gazowej utrzymuje się na poziomie potrzebnym do przekształcenia tlenków siarki i/lub tlenków azotu w mieszaninie gazowej odpowiednio na siarczan amonowy i/lub azotan amonowy, zaś ilość wody utrzymuje się na poziomie potrzebnym do uzyskania temperatury gazów odlotowych na wyjściu reaktora w zakresie od punktu rosy wody do nie więcej niż 100°C.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że utrzymuje się temperaturę przewodu rurowego o wartości nie mniejszej niż 60°C w czasie od mieszania amoniaku z powietrzem do mieszania powstałej mieszaniny gazowej z wodą dla wytworzenia jednolitej mieszaniny gazowo-cieczowej.
4. Urządzenie do oczyszczania gazów odlotowych za pomocą napromieniania wiązką elektronów, zbudowane z reaktora z dyszą oraz akceleratora wiązki elektronów, znamienne tym, że dysza (8) ma dwa kanały doprowadzające oddzielnie wodę oraz oddzielnie gazową mieszaninę amoniaku i powietrza do komory (12) mieszania gazowej mieszaniny amoniaku i powietrza z wodą oraz wytwarzania jednorodnej mieszaniny gazowo-cieczowej rozpylanej w reaktorze (5) do napromieniania jej wiązką elektronów z akceleratora (9).
PL95311779A 1994-12-12 1995-12-11 Sposób i urządzenie do oczyszczania gazów odlotowych za pomocą napromieniania wiązką elektronów PL182518B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30797794A JP3361200B2 (ja) 1994-12-12 1994-12-12 電子ビーム照射排ガス処理法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL311779A1 PL311779A1 (en) 1996-06-24
PL182518B1 true PL182518B1 (pl) 2002-01-31

Family

ID=17975432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL95311779A PL182518B1 (pl) 1994-12-12 1995-12-11 Sposób i urządzenie do oczyszczania gazów odlotowych za pomocą napromieniania wiązką elektronów

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5834722A (pl)
EP (1) EP0716873B1 (pl)
JP (1) JP3361200B2 (pl)
KR (1) KR100378695B1 (pl)
CN (1) CN1087964C (pl)
BR (1) BR9505734A (pl)
CZ (1) CZ291552B6 (pl)
DE (1) DE69523421T2 (pl)
PL (1) PL182518B1 (pl)
RU (1) RU2153922C2 (pl)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL185093B1 (pl) * 1996-03-01 2003-02-28 Ebara Corp Sposób odsiarczania gazów i urządzenie odsiarczające
PL187298B1 (pl) * 1996-07-25 2004-06-30 Ebara Corp Sposób i urządzenie do oczyszczania gazów techniką napromieniania wiązką elektronową
DE19639808C1 (de) * 1996-09-27 1997-12-04 Thomas Waescher Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Gasen
EP0953554A4 (en) 1996-11-25 2004-12-29 Ebara Corp METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING FERTILIZERS FROM GAS CONTAINING SULFUR OXIDE
KR100451690B1 (ko) * 1997-01-06 2004-11-20 인천광역시 전자선조사에의한배기가스중의유해화합물제거방법및장치
KR19990018050A (ko) * 1997-08-26 1999-03-15 김징완 전자선 조사에 의한 배가스 처리공정에서의 중화제 주입방법및 그 장치
EP1043057A4 (en) * 1997-12-01 2001-10-24 Ebara Corp METHOD AND DEVICE FOR DESULFURING EXHAUST GAS
KR20000009579A (ko) 1998-07-27 2000-02-15 박진규 기체 레이저와 전자빔을 이용한 유해 가스 정화방법 및 장치
US6593195B1 (en) 1999-02-01 2003-07-15 Agere Systems Inc Stable memory device that utilizes ion positioning to control state of the memory device
EP1206960A4 (en) 1999-08-12 2006-06-07 Ebara Corp METHOD AND DEVICE FOR TREATING EXHAUST GASES
CN1114465C (zh) * 1999-12-29 2003-07-16 宝山钢铁股份有限公司 电子束处理烟气中硫氧化物和氮氧化物的方法和装置
US6447437B1 (en) * 2000-03-31 2002-09-10 Ut-Battelle, Llc Method for reducing CO2, CO, NOX, and SOx emissions
US6623705B2 (en) * 2000-06-20 2003-09-23 Advanced Electron Beams, Inc. Gas conversion system
US6623706B2 (en) 2000-06-20 2003-09-23 Advanced Electron Beams, Inc. Air sterilizing system
US7189978B2 (en) * 2000-06-20 2007-03-13 Advanced Electron Beams, Inc. Air sterilizing system
AU2001269429A1 (en) * 2000-06-30 2002-01-14 Ebara Corporation Water-ammonia mixture sprayer and exhaust gas desulfurizer using the same
US20070148060A1 (en) * 2003-09-04 2007-06-28 Scantech Holdings, Llc Stack gas decontamination system
DE102004060884A1 (de) * 2004-12-17 2006-06-29 Clyde Bergemann Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Verbrennungsrückständen mit unterschiedlichen Reinigungsmedien
EP2339320B1 (en) 2005-01-25 2012-06-20 Oscillogy LLC Temperature controller for small fluid samples having different heat capacities
DE102007022678A1 (de) 2007-05-11 2008-11-13 Hydraulik-Ring Gmbh Abgasnachbehandlungseinheit auf Ammoniakbasis und Verfahren zur Reinigung stickoxidhaltiger Abgase von Verbrennungskraftmaschinen
EP2448662B1 (en) * 2009-06-03 2016-04-06 Ixys Corporation Methods and apparatuses for converting carbon dioxide and treating waste material
FR3006602B1 (fr) 2013-06-10 2016-01-29 Vivirad Dispositif de traitement d'au moins un flux d'effluents gazeux
CN103933835B (zh) * 2014-04-16 2016-08-24 常州纺织服装职业技术学院 酸碱废气电子束辐照智能处理系统
CN104258702B (zh) * 2014-10-16 2016-02-17 厦门大学 一种电子束烟气脱硫脱硝的方法及装置
CN107551757A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 中冶长天国际工程有限责任公司 一种烟气脱硫脱硝方法和装置
KR102390209B1 (ko) * 2018-01-11 2022-04-25 한국원자력연구원 질소산화물 제거 효율이 우수한 가스상 오염물질 처리방법
CN108295621B (zh) * 2018-01-29 2019-07-12 中冶长天国际工程有限责任公司 一种多工序烟气净化系统及其控制方法
CN108371872B (zh) * 2018-04-08 2023-07-25 中冶长天国际工程有限责任公司 高效脱硝的脱硫脱硝装置
CN108452661A (zh) * 2018-06-08 2018-08-28 国家能源投资集团有限责任公司 锅炉烟气的脱硫装置和脱硫方法
CN109200727B (zh) * 2018-10-31 2020-11-13 山东蓝清环境工程有限公司 一种煤电厂用可过滤除尘的烟气脱硫脱硝装置
KR102310007B1 (ko) * 2019-04-29 2021-10-07 서경덕 엑스선 모듈을 구비하는 유체 처리 장치
CN110155280B (zh) * 2019-06-26 2020-07-10 北京机械设备研究所 一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温系统
KR102262914B1 (ko) * 2020-01-22 2021-06-09 주식회사 피제이피테크 배기가스 처리 장치 및 방법
CN112915755B (zh) * 2021-02-08 2022-01-04 上海交通大学 联合回收烟气中二氧化硫并脱除氮氧化物的系统及方法
KR102678157B1 (ko) * 2023-04-27 2024-06-24 김선숙 냉기 유출 방지 보완재

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58884B2 (ja) * 1978-12-29 1983-01-08 株式会社荏原製作所 放射線照射による排ガス処理方法
JPS5940051B2 (ja) * 1979-07-11 1984-09-27 株式会社荏原製作所 電子線照射排ガス処理装置
JPS5940052B2 (ja) * 1980-06-16 1984-09-27 株式会社荏原製作所 電子ビ−ム多段照射式排ガス脱硫脱硝法および装置
JPS61174924A (ja) * 1985-01-31 1986-08-06 Ebara Corp アンモニア添加排ガス処理副生物の処理方法及びその装置
DE3625720A1 (de) * 1986-07-30 1988-02-11 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Reinigung so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)- und no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-haltiger rauchgase
DE3769931D1 (de) * 1986-11-26 1991-06-13 Ebara Corp Verfahren zur behandlung eines nebenproduktes bei der bestrahlung eines abgases, dem ammoniak zugesetzt wurde.
CA1324782C (en) * 1987-05-30 1993-11-30 Akihiko Maezawa Process for treating effluent gas
US4969984A (en) * 1987-06-01 1990-11-13 Ebara Corporation Exhaust gas treatment process using irradiation
JPH01115440A (ja) * 1987-10-30 1989-05-08 Ebara Corp 電子線照射排ガス処理における副生物のダクト内付着防止方法
JPH0640945B2 (ja) * 1987-12-10 1994-06-01 株式会社荏原製作所 放射線照射排ガス処理法
JPH02503764A (ja) * 1988-02-26 1990-11-08 フユーエル　テク，インコーポレイテツド 排ガス中の汚染物質濃度の減少のための方法と注入装置
PL288355A1 (en) * 1989-12-22 1991-09-23 Ebara Corp Method of desulfurizing and denitrogenizing outlet gases by multi-step exposure to an electron beam and apparatus therefor
JPH04122416A (ja) * 1990-09-11 1992-04-22 Babcock Hitachi Kk 脱硝装置へのアンモニア供給方法およびその装置
WO1993009837A1 (en) * 1991-11-12 1993-05-27 Professional Medical, Inc. Remote display of patient monitored data
DK171982B1 (da) * 1992-03-27 1997-09-08 Smidth & Co As F L Fremgangsmåde og anlæg til selektiv reduktion af NO-indholdet i røggas fra et ovnanlæg
JP2689069B2 (ja) * 1993-07-26 1997-12-10 株式会社荏原製作所 脱硝・脱硫副生物の付着防止方法
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

Also Published As

Publication number Publication date
CN1087964C (zh) 2002-07-24
CN1133749A (zh) 1996-10-23
JPH08164324A (ja) 1996-06-25
CZ326295A3 (en) 1996-09-11
PL311779A1 (en) 1996-06-24
DE69523421D1 (de) 2001-11-29
EP0716873A1 (en) 1996-06-19
EP0716873B1 (en) 2001-10-24
CZ291552B6 (cs) 2003-04-16
RU2153922C2 (ru) 2000-08-10
KR100378695B1 (ko) 2003-05-23
US5834722A (en) 1998-11-10
BR9505734A (pt) 1997-12-23
JP3361200B2 (ja) 2003-01-07
DE69523421T2 (de) 2002-06-20
KR960021112A (ko) 1996-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL182518B1 (pl) Sposób i urządzenie do oczyszczania gazów odlotowych za pomocą napromieniania wiązką elektronów
AU768213B2 (en) Process for removing NOx and SOx from exhaust gas
US4400355A (en) Apparatus for desulfurizing combustion gases
US20190224616A1 (en) SYSTEM FOR SIMULTANEOUSLY REMOVING NITROGEN OXIDES (NOx) AND SULFUR OXIDES (SOx) FROM EXHAUST GAS
KR102586253B1 (ko) 농도 정밀제어 가능한 다공성 구조체 삽입형 희석 요소수 분무장치
US9764281B2 (en) Process for the removal of contaminants from flue gas streams
CN103316573B (zh) 资源回收型膜法烟气同时脱硫脱硝装置及其工艺
JP2016540626A (ja) 排煙から二酸化炭素を除去する方法および装置
CS67489A3 (en) Process for nitrogen oxides reducing with the aid of a two-stage spraying into a combustion apparatus and apparatus for making the same
KR102164623B1 (ko) 배기가스의 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx) 동시제거 장치
RU2698835C2 (ru) Способ и устройство для частичного удаления загрязнений из технологического газового потока
CN103100294A (zh) 臭氧氧化法脱除烟气中氮氧化合物的方法
CN107321149A (zh) 煤焦化中低温脱硫脱硝系统
US5348715A (en) Processes to remove acid forming gases from exhaust gases
PL185093B1 (pl) Sposób odsiarczania gazów i urządzenie odsiarczające
CN105381699A (zh) 一种双氧水氧化联合氨基湿法脱硫脱硝方法及其装置
KR20190106001A (ko) 배기가스의 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx) 동시제거 장치
CN217068332U (zh) 一种脱硫脱硝系统
JPH01135519A (ja) 排ガス処理法
KR101097442B1 (ko) 소각로 배출가스 처리시설의 건식공정장치
KR100197517B1 (ko) 발전소 배가스 중 유해성분 제거방법과 그 장치
JPH0442054B2 (pl)
JPS60212210A (ja) 排ガス処理装置における排液の処理方法
JPH0474512A (ja) 炉内同時脱硫脱硝方法
KR20090022806A (ko) 배가스의 질소산화물을 포함한 산성가스 제거 장치와산성가스 제거 반응기

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20091211