RU2006268C1 - Method of purifying gases from sulfur- and nitrogen-oxides - Google Patents

Method of purifying gases from sulfur- and nitrogen-oxides Download PDF

Info

Publication number
RU2006268C1
RU2006268C1 SU915006917A SU5006917A RU2006268C1 RU 2006268 C1 RU2006268 C1 RU 2006268C1 SU 915006917 A SU915006917 A SU 915006917A SU 5006917 A SU5006917 A SU 5006917A RU 2006268 C1 RU2006268 C1 RU 2006268C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
irradiated
flow
salts
stream
Prior art date
Application number
SU915006917A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Р.Б. Баранова
В.Ю. Бурлов
А.Н. Ермаков
В.И. Медведев
Б.В. Некрасов
В.Н. Охотин
Ю.А. Панин
Original Assignee
Государственное предприятие - Научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "Теплоэлектропроект"
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 Государственное предприятие - Научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "Теплоэлектропроект" filed Critical Государственное предприятие - Научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "Теплоэлектропроект"
Priority to SU915006917A priority Critical patent/RU2006268C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2006268C1 publication Critical patent/RU2006268C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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

Abstract

FIELD: purifying flue gases of heat electric stations. SUBSTANCE: flue gases flow is preliminary humidified and cooled by injecting water into it up to a moisture level of 14-20 vol. % and at a temperature of 20-100 C. Then ammonia is introduced in stoichiometric amount relative to the reaction of ammonium nitrate and sulfate recovering. For recovering said salts the gas flow is irradiated by a beam of energetic electrons. Simultaneously a water solution of transition metals salts, for example the salts of Fe and Mn, is admixed to the flow to be irradiated, the solution concentration being of 5·10-4-1·10-2 mole/l mol/l. Ozone-and-air mixture recovered by irradiation action is introduced into a fed flow. Before irradiating the gas flow is turbulized. EFFECT: enhanced efficiency of purification. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к очистке дымовых газов, в частности к очистке дымовых газов тепловых электростанций. The invention relates to the cleaning of flue gases, in particular to the cleaning of flue gases of thermal power plants.

Известен способ очистки дымовых газов путем ионизирующего излучения в присутствии газообразного аммиака с последующей рециркуляцией части облученного газа [1] . A known method of purification of flue gases by ionizing radiation in the presence of gaseous ammonia, followed by recirculation of part of the irradiated gas [1].

Недостатком известного технического решения является повышенное потребление энергии для окисления окиси азота. A disadvantage of the known technical solution is the increased energy consumption for the oxidation of nitric oxide.

Наиболее близким техническим решением является способ очистки дымовых газов путем последовательного охлаждения газовой смеси, впрыска воды, обработкой газа пучком ускоренных электронов, введения аммиачного раствора с дальнейшим отделением образовавшихся твердых частиц и направлением очищенного газа в атмосферу [2] . The closest technical solution is a method for cleaning flue gases by sequentially cooling the gas mixture, injecting water, treating the gas with a beam of accelerated electrons, introducing an ammonia solution with further separation of the formed solid particles and directing the purified gas to the atmosphere [2].

Недостатком известного способа является низкая скорость десульфуризации и денитрификации потока и, как следствие, низкая степень очистки при повышенных расходах электроэнергии на указанные реакции. The disadvantage of this method is the low rate of desulfurization and denitrification of the stream and, as a consequence, the low degree of purification at high energy consumption for these reactions.

Целью предложенного способа является повышение степени очистки и снижение потребляемой электроэнергии. The aim of the proposed method is to increase the degree of purification and reduce energy consumption.

Поставленная цель достигается тем, что в дымовые газы вводят аммиак, облучают пучком ускоренных электронов с одновременным добавлением водного раствора солей переходных металлов, при этом перед указанными процессами поток охлаждают, увлажняют, турбулизируют и дополнительно вводят воздушно-озоновую смесь. This goal is achieved by the fact that ammonia is introduced into the flue gases, irradiated with a beam of accelerated electrons with the addition of an aqueous solution of transition metal salts, while before the indicated processes the stream is cooled, moistened, turbulized and an air-ozone mixture is additionally introduced.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается от известного тем, что газовый поток охлаждают до температуры 20-100оС, увлажняют до содержания влаги 14-20 об. % , причем концентрация солей переходных металлов в водном растворе составляет 5х10-4-1х10-2 моль/л, при этом перед указанными процессами поток турбулизируют и вводят воздушно-озоновую смесь.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed technical solution differs from the known one in that the gas stream is cooled to a temperature of 20-100 about C, moistened to a moisture content of 14-20 about. %, and the concentration of transition metal salts in the aqueous solution is 5 × 10 −4 −1 × 10 −2 mol / L, while before the indicated processes, the stream is turbulized and an air-ozone mixture is introduced.

Таким образом, заявленный способ соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art did not allow them to identify signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 показана принципиальная схема установки; на фиг. 2 - зависимость эффективности одновременной очистки от дозы излучения при вводе катализатора; на фиг. 3 - зависимость степени удаления SOх и NOх от количества добавляемого NH3.In FIG. 1 shows a schematic diagram of an installation; in FIG. 2 - dependence of the efficiency of simultaneous cleaning on the radiation dose when introducing the catalyst; in FIG. 3 - dependence of the degree of removal of SO x and NO x from the amount of added NH 3 .

Установка содержит систему 1 подачи воздушно-озоновой смеси, которая подключена к газоходу 2, промежуточную камеру 3, размещенную между ускорителем электронов 4 и рабочей камерой облучения 5. К газоходу последовательно подключены система впрыска воды 6, устройство впрыска аммиачно-воздушной смеси 7. Выход рабочей камеры облучения 5 соединен через электрофильтр 8 с атмосферой. Емкость с раствором солей 9 соединена с камерой 5. The installation includes a system 1 for supplying an air-ozone mixture, which is connected to the gas duct 2, an intermediate chamber 3, located between the electron accelerator 4 and the working irradiation chamber 5. A water injection system 6, an injection device for ammonia-air mixture 7 are connected in series to the gas duct. the irradiation chamber 5 is connected through an electrostatic precipitator 8 to the atmosphere. The tank with a solution of salts 9 is connected to the chamber 5.

П р и м е р. Способ реализуется следующим образом. Дымовые газы по газоходу направляются в систему 6, где в газ впрыскивается вода для увлажнения до содержания влаги в газовом потоке 14-20 об. % . При количестве влаги менее 14% происходит ее испарение, что приводит к ухудшению условий полного связывания оксидов серы и азота. При влажности газа выше 20 об. % образуется конденсат, что приводит к нарушению режима ("зарастанию" внутренних поверхностей оборудования) и увеличиваются расход энергии на распыление. Ввод воды приводит к уменьшению температуры газа, которая должна находится в интервале 20-100оС. Выбор указанного интервала определяется тем, что при повышении температуры выше 100оС возрастает скорость испарения мелких капель жидкостей, что снижает эффективность использования катализатора и приводит к увеличению дозы облучения (при соответственном увеличении потребления энергии). При температуре ниже 20оС скорость реакции окисления, характеризующаяся температурным коэффициентом, значительно уменьшается и становится недостаточной для эффективного связывания оксидов серы и азота (см. фиг. 3), что приводит к уменьшению степени очистки. Так при обработке смеси, содержащей 15% влаги по массе и концентрацией солей Mn 0,1 г/л, при уменьшении температуры от 20 до 10оС скорость реакции уменьшается в 2,3 раза, что приводит к соответствующему увеличению необходимой дозы излучения и резкому росту потребления электроэнергии более чем в 3 раза.PRI me R. The method is implemented as follows. Flue gases are sent through a gas duct to system 6, where water is injected into the gas to moisten it to a moisture content of 14-20 vol. In the gas stream. % When the moisture content is less than 14%, its evaporation occurs, which leads to the deterioration of the conditions for the complete binding of sulfur oxides and nitrogen. With gas humidity above 20 vol. % condensate forms, which leads to violation of the regime ("overgrowing" of the internal surfaces of the equipment) and increased energy consumption for spraying. Entry of water leads to a decrease in gas temperature, which should be in the range 20-100 ° C. Selection of this range is determined by the fact that at temperatures above 100 ° C increases the rate of evaporation of small droplets of liquids, which reduces the efficiency of using the catalyst and leads to an increase in dose exposure (with a corresponding increase in energy consumption). At temperatures below 20 ° C the reaction rate of the oxidation, characterized by a temperature coefficient significantly decreases and becomes insufficient for the effective binding of the sulfur and nitrogen oxides (see. FIG. 3), which reduces the degree of purification. Thus, when treating a mixture containing 15% moisture by weight and the concentration of salts Mn 0,1 g / l, the temperature is lowered from 20 to 10 ° C the reaction rate is reduced by 2.3 times, which leads to a corresponding increase in the required radiation dose and sharp increased electricity consumption by more than 3 times.

Затем в газовый поток через устройство 7 вводят аммиак в виде аммиачно-воздушной смеси в стехиометрическом количестве по отношению к сумме оксидов серы и азота. Then, ammonia is introduced into the gas stream through the device 7 in the form of an ammonia-air mixture in a stoichiometric amount with respect to the sum of the sulfur and nitrogen oxides.

Введение NH3 в количестве, меньшем стехиометрического, приводит к образованию капель свободных кислот, в результате чего реакция связывания оксидов серы и азота протекает медленнее, что приводит к увеличению энергозатрат и расхода катализатора.The introduction of NH 3 in an amount less than the stoichiometric leads to the formation of drops of free acids, as a result of which the binding reaction of sulfur and nitrogen oxides proceeds more slowly, which leads to an increase in the energy consumption and consumption of the catalyst.

При введении NH3 в количестве, превышающем стехиометрическое, происходит "проскок" экологически вредного аммиака в атмосферу.With the introduction of NH 3 in an amount exceeding the stoichiometric, a “slip” of environmentally harmful ammonia into the atmosphere occurs.

После введения аммиачно-воздушной смеси обработанный газовый поток поступает в рабочую камеру облучения 5. Облучение пучком электронов способствует протеканию реакций между газовыми компонентами: NOx, SO2, NH3 и парами воды с образованием твердых аэрозолей. Интенсификация реакций достигается вводом в газ, одновременно с процессом облучения, мелкодисперсного водного раствора солей переходных металлов (например, Mn2+, Fe3+) при концентрации солей переходных металлов в водном растворе 1х10-2-5х10-4 моль/л. В результате скорость и радиационный выход процесса очистки в камере 5 резко возрастает в пределе до нескольких моль/л с, что приводит к существенному снижению дозы излучения и соответствующих затрат электроэнергии (см. фиг. 2).After the introduction of the ammonia-air mixture, the treated gas stream enters the working chamber of irradiation 5. Irradiation with an electron beam promotes reactions between the gas components: NO x , SO 2 , NH 3 and water vapor to form solid aerosols. The intensification of the reactions is achieved by introducing into the gas, simultaneously with the irradiation process, a finely divided aqueous solution of transition metal salts (for example, Mn 2+ , Fe 3+ ) at a concentration of transition metal salts in an aqueous solution of 1x10 -2 -5x10 -4 mol / l. As a result, the speed and radiation yield of the cleaning process in chamber 5 sharply increases in the limit to a few mol / l s, which leads to a significant reduction in the radiation dose and the corresponding energy costs (see Fig. 2).

Введение водного раствора солей переходных металлов вызывает ускорение связывания оксидов серы и азота, что обусловлено эффективным образованием в жидкой фазе (капельках аэрозоля) промежуточных частиц (типа Mn3+), которые являются эффективным переносчиком О2 в жидкой фазе. Введение раствора солей переходных металлов с концентрацией меньше 10 моль/л неэффективно, так как скорость целевых реакций не превышает в этих условиях характерного значения скорости газофазного процесса (как принято в прототипе) и ведет к резкому увеличению энергозатрат. Увеличение концентрации солей переходных металлов свыше 1х10-2 моль/л при указанных содержаниях жидкости вызывает засоление рабочей камеры и приводит к сильному загрязнению продуктов реакции - нитратов, сульфата аммония ионами металлов и, как следствие, к снижению степени эффективности процесса.The introduction of an aqueous solution of transition metal salts accelerates the binding of sulfur and nitrogen oxides, which is due to the effective formation of intermediate particles (Mn 3+ type) in the liquid phase (aerosol droplets), which are an effective carrier of O 2 in the liquid phase. The introduction of a solution of salts of transition metals with a concentration of less than 10 mol / l is ineffective, since the speed of the target reactions does not exceed the characteristic value of the speed of the gas-phase process (as is customary in the prototype) and leads to a sharp increase in energy consumption. An increase in the concentration of transition metal salts in excess of 1x10 -2 mol / L at the indicated liquid contents causes salinization of the working chamber and leads to severe contamination of the reaction products - nitrates, ammonium sulfate with metal ions and, as a result, to a decrease in the degree of process efficiency.

Образующаяся под действием излучения воздушно-озоновая смесь подается в газоход 2, что приводит к турбулизации потока (где Re ≥ 10). Активное перемешивание потока уменьшает необходимую мощность дозы излучения вследствие более равномерного облучения и повышает степень очистки на 4-20% . The air-ozone mixture formed under the action of radiation is supplied to the gas duct 2, which leads to turbulence in the flow (where Re ≥ 10). Active mixing of the flow reduces the required dose rate due to a more uniform exposure and increases the degree of purification by 4-20%.

Обработанный поток газа после камеры направляют через электрофильтр, где происходит очистка газа от образовавшихся твердых частиц (солей аммония) и золы - в атмосферу. The treated gas stream after the chamber is sent through an electrostatic precipitator, where gas is purified from the formed solid particles (ammonium salts) and ash into the atmosphere.

Согласно фиг. 3 в заявленном способе степень очистки от SOx и NOх достигает 98% . (56) Патент ФРГ N 3622621, кл. В 01 D 53/00, 1988.According to FIG. 3 in the claimed method, the degree of purification from SO x and NO x reaches 98%. (56) Patent of Germany N 3622621, cl. B 01 D 53/00, 1988.

Европейский патент N 0294658, кл. В 01 D 53/34, 1988.  European patent N 0294658, CL B 01 D 53/34, 1988.

Claims (2)

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ОТ ОКИСЛОВ СЕРЫ И АЗОТА, включающий предварительное увлажнение и охлаждение потока дымовых газов впрыскиванием в него воды, введение аммиака в стехиометрическом количестве по отношению к реакции образования нитрата и сульфата аммония, облучение пучком ускоренных электронов при одновременном введении воды в облучаемый поток, отделение образовавшихся твердых частиц и вывод очищенного потока в атмосферу, отличающийся тем, что воду в облучаемый поток вводят в виде раствора солей переходных металлов с концентрацией 5 · 10-4 - 1 · 10-2 мол/л, а предварительное впрыскивание воды ведут до степени влажности 14 - 20 об. % и охлаждения до 20 - 100oС.1. METHOD FOR CLEANING SMOKE GASES FROM SULFUR OXIDES AND NITROGEN, including pre-moistening and cooling the flue gas stream by injecting water into it, introducing stoichiometric ammonia in relation to the formation of ammonium nitrate and ammonium sulfate, irradiating a beam of accelerated electrons with simultaneous introduction of water into the irradiated flow, separation of the formed solid particles and the conclusion of the purified stream into the atmosphere, characterized in that water is introduced into the irradiated stream in the form of a solution of transition metal salts with a concentration of a fraction of 5 · 10 -4 - 1 · 10 -2 mol / l, and preliminary injection of water is carried out to a moisture level of 14 - 20 vol. % and cooling to 20 - 100 o C. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в исходный поток дымовых газов дополнительно вводят озоновоздушную смесь, образовавшуюся под действием излучения и перед облучением газовый поток турбулизируют.  2. The method according to p. 1, characterized in that the ozone-air mixture formed under the action of radiation is additionally introduced into the initial flue gas stream and the gas stream is turbulized before irradiation.
SU915006917A 1991-10-24 1991-10-24 Method of purifying gases from sulfur- and nitrogen-oxides RU2006268C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU915006917A RU2006268C1 (en) 1991-10-24 1991-10-24 Method of purifying gases from sulfur- and nitrogen-oxides

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU915006917A RU2006268C1 (en) 1991-10-24 1991-10-24 Method of purifying gases from sulfur- and nitrogen-oxides

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2006268C1 true RU2006268C1 (en) 1994-01-30

Family

ID=21587653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU915006917A RU2006268C1 (en) 1991-10-24 1991-10-24 Method of purifying gases from sulfur- and nitrogen-oxides

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2006268C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106582233A (en) * 2017-02-15 2017-04-26 福建龙净环保股份有限公司 Dry desulfurization and denitrification dust removal system for catalytic cracking regeneration flue gas
RU2685136C1 (en) * 2016-06-30 2019-04-16 Чжуне Чантянь Интернэшнл Инджиниринг Ко., Лтд. Method of flue gas desulphurization and denitration and a device
RU2758368C1 (en) * 2018-04-08 2021-10-28 Чжуне Чантянь Интернэшнл Инджиниринг Ко., Лтд. System for desulphurisation, denitrification and removal of ammonia
RU2760553C1 (en) * 2018-04-08 2021-11-29 Чжуне Чантянь Интернэшнл Инджиниринг Ко., Лтд. Desulphurisation and denitration apparatus exhibiting high efficiency
RU2762190C1 (en) * 2018-01-29 2021-12-16 Чжуне Чантянь Интернешнал Энджиниринг Ко., Лтд Multi-process exhaust gas cleaning system and a method for controlling this system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685136C1 (en) * 2016-06-30 2019-04-16 Чжуне Чантянь Интернэшнл Инджиниринг Ко., Лтд. Method of flue gas desulphurization and denitration and a device
CN106582233A (en) * 2017-02-15 2017-04-26 福建龙净环保股份有限公司 Dry desulfurization and denitrification dust removal system for catalytic cracking regeneration flue gas
CN106582233B (en) * 2017-02-15 2023-10-03 福建龙净环保股份有限公司 Dry desulfurization, denitrification and dust removal system for catalytic cracking regenerated flue gas
RU2762190C1 (en) * 2018-01-29 2021-12-16 Чжуне Чантянь Интернешнал Энджиниринг Ко., Лтд Multi-process exhaust gas cleaning system and a method for controlling this system
RU2758368C1 (en) * 2018-04-08 2021-10-28 Чжуне Чантянь Интернэшнл Инджиниринг Ко., Лтд. System for desulphurisation, denitrification and removal of ammonia
RU2760553C1 (en) * 2018-04-08 2021-11-29 Чжуне Чантянь Интернэшнл Инджиниринг Ко., Лтд. Desulphurisation and denitration apparatus exhibiting high efficiency

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0716873B1 (en) Method and apparatus for treating waste gases by exposure to electron beams
KR970010329B1 (en) IN FURANCE AMMONIA AND LIMESTONE INJECTION WITH DRY SCRUBBING FOR IMPROVED SIMULTANEOUS SOx AND NOx REMOVAL
CA1324782C (en) Process for treating effluent gas
EP0553643B1 (en) Method for treating combustion exhaust gas
US4435260A (en) Method and apparatus for desulfurization and denitrification of waste gas by multi-stage electron beam irradiation
EP0617698B1 (en) Aqueous ammonia injection scheme
US4650555A (en) Method for corona discharge enhanced flue gas clean-up
EP1417996A2 (en) Methods for the production of amonia from urea and uses thereof
EP0685252B1 (en) Method of irradiation with electron beams
US4911900A (en) Method of removing nitrogen oxides from a flue gas stream
US6676912B1 (en) Method for removal of nitrogen oxides from stationary combustion sources
EP0883433B1 (en) Desulfurizing method and apparatus by irradiation of electron beam
WO1986000065A1 (en) Process for treating flue gas with alkali injection and electron beam
BG103061A (en) Method and equipment for gas treatment by electron beam irradiation
RU2006268C1 (en) Method of purifying gases from sulfur- and nitrogen-oxides
EP1043057A1 (en) Method and apparatus for desulfurizing exhaust gas
JPH10249151A (en) Desulfurizing/denitrifying method and device therefor
JPH10132241A (en) Method for disposing of waste liquid or exhaust gas
EP0269060A2 (en) Process for treating by-product of radiation treatment of ammonia-added effluent gas
JP2000515808A (en) Gas processing method and apparatus by electron beam irradiation
WO1998023557A1 (en) Process and apparatus for producing fertilizer from sulfur oxide-containing gas
KR100197517B1 (en) Method of removing a harmful component from flue gas and its apparatus
JPH0352624A (en) Dry simultaneous desulfurization and denitrification
CN111841237B (en) Method for inhibiting SRG flue gas crystallization
CN1544129A (en) Electron beam deep oxidation flue gas cleaning method