RU2225751C1 - Plant for purification of gaseous emissions of industrial processes from toxic organic compounds - Google Patents
Plant for purification of gaseous emissions of industrial processes from toxic organic compounds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2225751C1 RU2225751C1 RU2002132041/15A RU2002132041A RU2225751C1 RU 2225751 C1 RU2225751 C1 RU 2225751C1 RU 2002132041/15 A RU2002132041/15 A RU 2002132041/15A RU 2002132041 A RU2002132041 A RU 2002132041A RU 2225751 C1 RU2225751 C1 RU 2225751C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- chamber
- outlet
- inlet
- reflector
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для очистки газовых выбросов металлургических, коксохимических и нефтехимических производств от токсичных органических соединений, включая 3,4-бензпирен (БП) и другие полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).The invention relates to devices for cleaning gas emissions from metallurgical, coke and petrochemical industries from toxic organic compounds, including 3,4-benzpyrene (BP) and other polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs).
Известны устройства для снижения концентрации БП в газовых выбросах [1]. Для этого используются скрубберы, улавливающие токсичные газ и пыль, вводят в поток газов адсорбенты (коксовую пыль, глинозем и др.), применяют рукавные фильтры для улавливания пыли с токсичными соединениями.Known devices for reducing the concentration of BP in gas emissions [1]. To do this, scrubbers that capture toxic gas and dust are used, adsorbents (coke dust, alumina, etc.) are introduced into the gas stream, bag filters are used to collect dust with toxic compounds.
Известен вихревой реактор “газ - твердое” фирмы “Алкан” (Канада), позволяющий отделять мелкие частицы и смолистые вещества от газового потока. Полученные твердые токсичные отходы необходимо обезвреживать.Known vortex reactor "gas - solid" company "Alcan" (Canada), which allows to separate fine particles and resinous substances from the gas stream. The resulting solid toxic waste must be disposed of.
Вышеуказанным устройствам присущи следующие недостатки: низкая эффективность очистки, сложность их обслуживания, опасность отравления при обращении с концентрированными смесями токсичных отходов.The aforementioned devices have the following disadvantages: low cleaning efficiency, the difficulty of their maintenance, the risk of poisoning when handling concentrated mixtures of toxic waste.
Известно устройство [2] для обезвреживания отходящих газов от полициклических ароматических углеводородов, в том числе от 3,4-бензпирена, включающее газоход, дымосос, узел дожигания, состоящий из электронного ускорителя и системы подачи в поток газа и паров минеральной кислоты.A device [2] for the neutralization of exhaust gases from polycyclic aromatic hydrocarbons, including from 3,4-benzpyrene, including a gas duct, smoke exhaust, afterburner assembly, consisting of an electronic accelerator and a system for supplying gas and mineral acid vapors to the gas stream.
Устройство обеспечивает эффективное обезвреживание газов от ПАУ, однако сложно в эксплуатации и имеет затратную часть по реагентам.The device provides effective neutralization of gases from PAHs, however, it is difficult to operate and has a costly part in terms of reagents.
Известна установка, предназначенная для снижения концентрации ПАУ, включающая дымосос, газоход, дожигатель на основе термокаталитического окисления в слое муллитокремнеземистого материала (МКЗМ), разогреваемого до 450°С горелкой, установленной на входе отходящих газов [3]. Перед использованием МКЗМ термообрабатывают в печи обжига при 950°С, а затем активируют пропиткой раствором уксуснокислой меди.A known installation designed to reduce the concentration of PAHs, including a smoke exhaust, gas duct, afterburner based on thermocatalytic oxidation in a layer of mullite-siliceous material (MKZM), heated to 450 ° C by a burner installed at the outlet of the exhaust gases [3]. Before using, MKZM is heat-treated in a kiln at 950 ° C, and then activated by impregnation with a solution of copper acetate.
Данная установка существенно снижает концентрацию ПАУ, включая БП, в газовом потоке, причем ПАУ уничтожаются непосредственно в установке и не образуется опасного концентрата.This installation significantly reduces the concentration of PAHs, including BP, in the gas stream, and PAHs are destroyed directly in the installation and no dangerous concentrate is formed.
Однако она недостаточно эффективна, сложна в обслуживании, не технологична, поскольку требует высокой температуры, взрывоопасна.However, it is not effective enough, difficult to maintain, not technologically advanced, since it requires a high temperature and is explosive.
Известна также установка [4], выбранная авторами за прототип, предназначенная для снижения концентраций ПАУ, включающая дымосос, газоход, дожигатель на основе источника УФ-излучения, состоящего из набора УФ-ламп, установленных по центру газохода, каждая лампа заключена в защитный фильтр в виде стеклянного цилиндра с нанесенным на его поверхность люминофором и/или фильтрующим коротковолновое (λ ≤340 нм) излучение покрытием и с двумя штуцерами для прокачки сжатого воздуха. Каждая лампа имеет со стороны газового потока отражатель в виде параболического цилиндра.Also known is the installation [4], chosen by the authors for a prototype designed to reduce PAH concentrations, including a smoke exhaust, a gas duct, an afterburner based on a UV radiation source consisting of a set of UV lamps installed in the center of the gas duct, each lamp is enclosed in a protective filter in in the form of a glass cylinder with a phosphor deposited on its surface and / or a short-wavelength (λ ≤340 nm) filtering coating and with two fittings for pumping compressed air. Each lamp has a reflector in the form of a parabolic cylinder on the gas flow side.
Данная установка существенно снижает концентрации ПАУ, включая БП. Удельный расход электроэнергии составляет 0,5-0,8 кВт·ч на уничтожение 1 г Б(а)П. Метод не вносит сопротивления в газоход, он безреагентный, безотходный.This installation significantly reduces the concentration of PAHs, including BP. The specific energy consumption is 0.5-0.8 kWh for the destruction of 1 g B (a) P. The method does not introduce resistance to the flue, it is reagent-free, non-waste.
Однако основным недостатком данной конструкции является открытое размещение основных элементов в потоке отходящих газов и, как следствие, деградация отражателя во время работы установки за счет того, что он покрывается налетом сгоревших смолистых (желто-коричневый цвет), а также покрытие пылью наружной части защитной стеклянной колбы и, как следствие, снижение эффективности работы установки.However, the main drawback of this design is the open placement of the main elements in the exhaust gas stream and, as a consequence, the degradation of the reflector during installation operation due to the fact that it is covered with a coating of burnt resinous (yellow-brown color), as well as dust coating the outer part of the protective glass flasks and, as a result, reduced installation efficiency.
Кроме того, в данной конструкции затруднен эффективный обдув цоколей лампы, что приводит к ее преждевременному выходу из строя.In addition, in this design, it is difficult to efficiently blow the lamp caps, which leads to its premature failure.
При изменении скорости потока в газоходе нарушается температурный режим работы лампы, которая может выйти из рабочего режима.When the flow rate in the gas duct changes, the temperature regime of the lamp is violated, which can exit the operating mode.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и экономичности дожигания токсичных органических соединений, включая 3,4 бензпирен, другие ПАУ, увеличение срока службы элементной базы, упрощение конструкции и обслуживания установки, достижение стабильной работы установки при меняющихся параметрах потоков промышленных выбросов.The technical result of the invention is to increase the efficiency and economy of afterburning of toxic organic compounds, including 3.4 benzpyrenes, other PAHs, increasing the life of the element base, simplifying the design and maintenance of the installation, achieving stable operation of the installation with changing parameters of industrial emissions.
В соответствии с предлагаемым техническим результатом в установке для очистки газовых выбросов промышленных производств от токсичных органических соединений, включая 3,4 бенз(а)пирен и другие ПАУ, содержащей дымосос, газоход, узел дожигания, включающий блоки управления и питания и набор УФ-излучателей со средней плотностью световой энергии облучения газа 10-3-3.10-1 Дж/см, выполненных на основе ламп с отражателями, установленных в начале прямолинейного участка газохода, по крайней мере, одна лампа с отражателем каждого УФ-излучателя установлена внутри вновь введенной камеры, содержащей вход и выход воздухоподачи, выводное окно, выполненное из прозрачного материала с нанесенным на его поверхность оптическим и химически стойким к промышленным выбросам покрытиями, устройство пылеочистки выводного окна и систему охлаждения, при этом апертуры отражателя лампы и выводного окна камеры оптически совмещены, а отражатель своим торцом установлен параллельно выводному окну камеры с зазором, причем часть камеры с выводным окном размещена внутри газохода и закреплена на его стенке, а другая часть камеры с расположенными в ней входом и выходом воздухоподачи и системой охлаждения - с наружной стороны газохода.In accordance with the proposed technical result in a plant for cleaning gas emissions from industrial plants from toxic organic compounds, including 3.4 benz (a) pyrene and other PAHs containing a smoke exhaust, gas duct, afterburner assembly, including control and power units and a set of UV emitters with an average density of light energy of gas irradiation 10 -3 -3 . 10 -1 J / cm, made on the basis of lamps with reflectors installed at the beginning of a rectilinear section of the gas duct, at least one lamp with a reflector for each UV emitter is installed inside a newly introduced chamber containing an air inlet and outlet, an outlet window made of transparent material with optical and chemically resistant to industrial emissions coatings deposited on its surface, an exhaust window dust-cleaning device and a cooling system, while the apertures of the lamp reflector and the camera exit window are optically compatible scheny and the reflector to its end face is mounted parallel outcoupling camera window with a gap, wherein the portion of the chamber with outcoupling window disposed within the flue and fixed to its wall, and the other part of the chamber accommodating the inlet and outlet air supply and cooling system - with the outer side only.
Кроме того, устройство пылеочистки выводного окна камеры включает моторедуктор, установленный с внешней стороны газохода, поводок и щетку, установленную с возможностью ее скольжения по поверхности выводного окна камеры со стороны объема газохода.In addition, the dust removal device of the camera outlet window includes a gear motor mounted on the outside of the duct, a leash and a brush mounted to slide along the chamber outlet window surface from the side of the duct.
Кроме того, устройство пылеочистки имеет, по крайней мере, один инжектор смывной жидкости, установленный у кромки выводного окна со стороны моторедуктора и соединенного с емкостью для хранения смывной жидкости и с насосом.In addition, the dust cleaning device has at least one flushing fluid injector mounted at the edge of the outlet window on the side of the gear motor and connected to the flushing fluid storage tank and to the pump.
Кроме того, устройство пыле очистки выводного окна камеры может быть выполнено в виде линейки сопловых отверстий, соединенной с магистралью сжатого воздуха и расположенной в газоходе у края выводного окна со стороны набегающего потока промышленных выбросов, при этом подача сжатого воздуха направлена вдоль поверхности выводного окна.In addition, the dust extraction device for cleaning the exit window of the chamber can be made in the form of a line of nozzle openings connected to the compressed air line and located in the gas duct at the edge of the exit window on the side of the oncoming flow of industrial emissions, while the compressed air supply is directed along the surface of the exit window.
Кроме того, система охлаждения включает устройство нагнетания атмосферного воздуха, выполненного с возможностью регулировки скорости потока и с пылевым и химическим фильтрами на его входе, воздуховод, соединяющий устройство нагнетания воздуха и вход воздухоподачи камеры, воздуховоды, соединяющие вход воздухоподачи камеры изнутри с отражателем и цоколями ламп через технологические вырезы, выполненные в отражателе, при этом на выходе воздухоподачи камеры установлен пылевой фильтр.In addition, the cooling system includes an atmospheric air injection device configured to control the flow rate and with dust and chemical filters at its inlet, an air duct connecting the air injection device and the air inlet of the chamber, air ducts connecting the air inlet of the chamber from the inside with a reflector and lamp bases through technological cuts made in the reflector, while a dust filter is installed at the outlet of the air supply to the camera.
Кроме того, система охлаждения содержит два устройства нагнетания воздуха, одно из которых имеет на входе пылевой и химический фильтры и соединено воздуховодом с входом воздухоподачи камеры, который внутри камеры соединен воздуховодом с отражателем, вход второго устройства нагнетания воздуха, выполненного с возможностью регулировки скорости потоков, соединен с объемом камеры, а его выход соединен воздуховодами с цоколями лампы через технологические вырезы, выполненные в отражателе.In addition, the cooling system contains two air injection devices, one of which has dust and chemical filters at the inlet and is connected by an air duct to the air inlet of the chamber, which inside the chamber is connected by an air duct to the reflector, the inlet of the second air pump, configured to adjust the flow rate, connected to the chamber volume, and its output is connected by air ducts to lamp bases through technological cutouts made in the reflector.
Кроме того, система охлаждения может быть выполнена в виде замкнутого контура, состоящего из устройства нагнетания воздуха, выполненного с возможностью регулировки скорости потока, вход и выход которого с помощью воздуховодов соединены соответственно с выходом и входом воздухоподачи камеры, при этом в воздуховод, соединяющий выход воздухоподачи камеры со входом устройства нагнетания воздуха, встроен, по крайней мере, один теплообменник, связанный с вентилятором, а вход воздухоподачи камеры изнутри соединен воздуховодами с отражателем и цоколями ламп через технологические вырезы, выполненные в отражателе.In addition, the cooling system can be made in the form of a closed loop, consisting of an air injection device configured to control the flow rate, the inlet and outlet of which by means of air ducts are connected respectively to the outlet and inlet of the air supply of the chamber, while in the air duct connecting the air outlet the chamber with the inlet of the air injection device, at least one heat exchanger connected to the fan is integrated, and the air inlet of the chamber is internally connected by air ducts to the reflector and lamp sockets through technological cutouts made in the reflector.
Кроме того, система охлаждения может быть выполнена в виде замкнутого контура, состоящего из устройства нагнетания воздуха, выполненного с возможностью регулировки скорости потока, вход и выход которого с помощью воздуховодов соединены соответственно с выходом и входом воздухоподачи камеры, при этом в воздуховод, соединяющий выход воздухоподачи камеры с входом устройства нагнетания воздуха, встроен, по крайней мере, один теплообменник, соединенный трубопроводами со вторым теплообменником, установленным снаружи и связанным с вентилятором, в одном из трубопроводов установлен насос для прокачки по замкнутому циклу жидкости, при этом вход воздухоподачи камеры изнутри соединен воздуховодами с отражателем и цоколями ламп через технологические вырезы, выполненные в отражателе.In addition, the cooling system can be made in the form of a closed loop, consisting of an air injection device configured to control the flow rate, the inlet and outlet of which by means of air ducts are connected respectively to the outlet and inlet of the air supply of the chamber, while in the air duct connecting the air outlet chambers with an inlet of an air injection device, at least one heat exchanger is integrated, connected by pipelines to a second heat exchanger mounted externally and connected to a fan rum, in one of the pipelines is installed a pump for pumping the liquid in a closed cycle, wherein the entrance chamber connected to air supply ducts inside reflector and the lamp cap through technological recesses formed in the reflector.
Кроме того, на входе воздухоподачи камеры установлено устройство распределения потока воздуха по числу воздуховодов, размещенных внутри камеры, с возможностью регулировки скорости потоков в каждом из них.In addition, a device for distributing the air flow by the number of air ducts located inside the chamber with the possibility of adjusting the flow velocity in each of them is installed at the inlet of the chamber’s air supply.
Кроме того, блок управления включает реле времени, электрически соединенное с моторедуктором, и реле термоблокировки, электрически соединенное с термодатчиком, установленным внутри камеры.In addition, the control unit includes a time relay, electrically connected to the gearmotor, and a thermal lock relay, electrically connected to the temperature sensor installed inside the camera.
На фиг.1 приведена блок-схема установки для очистки газовых выбросов промышленных производств от токсичных органических веществ.Figure 1 shows a block diagram of a plant for cleaning gas emissions from industrial plants from toxic organic substances.
На фиг.2 приведена принципиальная схема установки.Figure 2 shows a schematic diagram of the installation.
На фиг.3 приведена схема устройства пылеочистки выводного окна камеры, основанная на обдува окна сжатым воздухом.Figure 3 shows a diagram of a dust cleaning device for the camera exit window, based on blowing the window with compressed air.
На фиг.4 приведена принципиальная схема установки с системой охлаждения на основе двух устройств нагнетания воздуха.Figure 4 shows a schematic diagram of an installation with a cooling system based on two air injection devices.
На фиг.5 показана схема установки с системой охлаждения по замкнутому циклу с использованием одного теплообменника.Figure 5 shows a diagram of an installation with a closed-loop cooling system using a single heat exchanger.
На фиг.6 приведена схема установки с системой охлаждения по замкнутому циклу с использованием двух теплообменников, где: 1 - газоход, 2 - дымосос, 3 - узел дожигания, 4 - источник УФ излучения, 5 - блок управления, 6 - блок питания, 7 - пробоотборник, 8 - лампа, 9 - отражатель, 10 - камера, 11 и 12 - соответственно вход и выход воздухоподачи камеры, 13 - выводное окно, 14 - щетка, 15 - моторедуктор, 16 - поводок, 17 - переходник, 18 - линейка сопловых отверстий, 19 - устройство нагнетания воздуха, 20 - пылевой и химический фильтры 21, 22 - воздуховоды от входа воздухоподачи (11) камеры изнутри соответственно к отражателю (9) и цоколям лампы (8), 23 - воздуховод от выхода устройства нагнетания (19) к входу воздухоподачи (11) камеры, 24 - пылевой фильтр, 25 - второе устройство нагнетания воздуха, 26 - воздуховоды, соединяющие второе устройство нагнетания воздуха (25) с цоколями лампы (8), 27 - теплообменник типа “воздух - воздух”, 28 - воздуховод, соединяющий теплообменник с входом устройства нагнетания (19), 29 - вентилятор обдува теплообменника атмосферным воздухом, 30 - теплообменник типа “воздух - жидкость”, 31 - теплообменник типа “жидкость - воздух”, 32 - трубопроводы, 33 - насос для прокачки жидкости.Figure 6 shows a diagram of an installation with a closed-loop cooling system using two heat exchangers, where: 1 - gas duct, 2 - smoke exhaust, 3 - afterburner, 4 - UV radiation source, 5 - control unit, 6 - power supply, 7 - a sampler, 8 - a lamp, 9 - a reflector, 10 - a camera, 11 and 12 - respectively, the inlet and outlet of the air supply of the camera, 13 - output window, 14 - brush, 15 - gear reducer, 16 - lead, 17 - adapter, 18 - ruler nozzle openings, 19 - air injection device, 20 - dust and
Установка для очистки газовых выбросов промышленных производств от токсичных органических соединений содержит газоход (1), на выходе которого установлен дымосос (2), узел дожигания (3), включающий набор УФ-излучателей (4), соединенный с блоком управления (5) и блоком питания (6), и пробоотборник (7).The installation for cleaning gas emissions of industrial plants from toxic organic compounds contains a gas duct (1), at the outlet of which a smoke exhauster (2), an afterburner (3), including a set of UV emitters (4), connected to the control unit (5) and the unit, are installed supply (6), and a sampler (7).
В качестве дымососа (2) на заводах обычно используют вентиляторы или газодувки. Основным элементом узла дожигания (3) является УФ-излучатель на основе стандартной лампы (4). Блок управления (5) комплектуется с использованием специальной разработки с учетом характеристик УФ-излучателей, параметров газохода, техники безопасности при работе с установкой. Он соединен с заводской электросетью 380В×3ф. Блок питания (6) служит для обеспечения ламп электропитанием и формирования импульса поджига. Пробоотборник (7) состоит из фильтра, установленного в газоходе (1), на котором осаждаются токсичные органические соединения, и комбинированного газооткачного насоса. Фильтр может быть выбран типа АФАС-ПАУ-10.Fans or gas blowers are usually used as smoke exhausters (2) in factories. The main element of the afterburner (3) is a UV emitter based on a standard lamp (4). The control unit (5) is completed using a special design, taking into account the characteristics of UV emitters, gas duct parameters, and safety measures when working with the installation. It is connected to the factory electric network 380V × 3ph. The power supply unit (6) serves to provide lamps with power supply and the formation of an ignition pulse. The sampler (7) consists of a filter installed in the gas duct (1), on which toxic organic compounds are deposited, and a combined gas pump. The filter can be selected of type AFAS-PAH-10.
Схема узла дожигания (3) на основе одного УФ-излучателя (см. фиг.2) выполнена в виде лампы (8) с отражателем (9), помещенных в камеру (10), содержащую вход (11) и выход (12) воздухоподачи камеры, выводное окно (13), выполненное из прозрачного материала. На одну из поверхностей окна нанесено спектральное покрытие, а на внешнюю поверхность окна, соприкасающуюся с промышленными выбросами, нанесено покрытие, химически стойкое, в том числе, к парам кислот (плавиковой, серной, азотной).The circuit of the afterburning unit (3) based on one UV emitter (see Fig. 2) is made in the form of a lamp (8) with a reflector (9) placed in a chamber (10) containing an inlet (11) and an outlet (12) for air supply cameras, the output window (13), made of transparent material. A spectral coating is applied to one of the window surfaces, and a chemical resistant coating is applied to the external window surface in contact with industrial emissions, including acid fumes (hydrofluoric, sulfuric, nitric).
Отражатель (9) выполнен из специального материала с коэффициентом отражения в области УФ не менее 95%, вместе с токовводами (одновременно держателями) лампы отражатель крепится на стенках камеры (10). Крепление обеспечивает оптическое совмещение апертур отражателя (9) и выводного окна (13) и их параллельность с зазором между ними для обеспечения вывода нагретого воздуха после обдува цоколей лампы (8). Положение оптической оси излучателя по отношению к оси газохода (вдоль потока) может меняться от 0 до 90° в зависимости от состава газа, наличия паров воды, концентрации ПАУ, общего светорассеяния в газоходе.The reflector (9) is made of a special material with a reflection coefficient in the UV region of at least 95%, together with the current leads (at the same time holders) of the lamp, the reflector is mounted on the walls of the chamber (10). The mount provides optical alignment of the apertures of the reflector (9) and the exit window (13) and their parallelism with the gap between them to ensure the output of heated air after blowing the lamp caps (8). The position of the optical axis of the emitter with respect to the axis of the duct (along the stream) can vary from 0 to 90 ° depending on the composition of the gas, the presence of water vapor, PAH concentration, and total light scattering in the duct.
Один из вариантов устройства пыле очистки выводного окна (13) приведен на фиг.2 и основан на периодическом перемещении щетки (14) по поверхности окна со стороны газохода (1), которая приводится в движение с помощью моторедуктора (15), связанного со щеткой (14) поводком (16). В месте перехода поводка (16) из внутреннего объема газохода (1) во внешнюю атмосферу установлен переходник (17). Такой метод очистки выводного окна является приемлемым как для “мокрых” газов, имеющих до 100% влажности, так и для “сухих”.One of the options for dust-cleaning the exit window (13) is shown in Fig. 2 and is based on the periodic movement of the brush (14) along the window surface from the duct side (1), which is driven by a gear reducer (15) connected to the brush ( 14) leash (16). An adapter (17) is installed at the transition point of the lead (16) from the internal volume of the gas duct (1) to the external atmosphere. This method of cleaning the exit window is acceptable both for “wet” gases having up to 100% humidity, and for “dry” ones.
В последнем случае (на фигурах не показано) для улучшения работы устройства пыле очистки устанавливают инжектор смывной жидкости, соединенный с емкостью для ее хранения, в которой установлен насос для подачи смывной жидкости на выводное окно (13) синхронно с работой щетки (14).In the latter case (not shown in the figures), to improve the operation of the dustproof cleaning device, a flushing fluid injector is installed, connected to a storage tank, in which a pump is installed to supply flushing fluid to the outlet window (13) synchronously with the brush (14).
Для случая "сухих" промышленных выбросов может быть использовано устройство пылеочистки, выполненное в виде линейки сопловых отверстий (18) (см. фиг.3), соединенное с магистралью сжатого воздуха и расположенное в газоходе у края выводного окна со стороны потока промышленных выбросов, при этом подача сжатого воздуха направлена вдоль поверхности выводного окна.For the case of "dry" industrial emissions, a dust cleaning device made in the form of a line of nozzle openings (18) (see Fig. 3), connected to the compressed air line and located in the gas duct at the edge of the outlet window from the industrial emissions stream, can be used this supply of compressed air is directed along the surface of the outlet window.
С целью создания эффективного тепло отвода от камеры в установку введено (см. фиг.2) устройство нагнетания воздуха (19), выполненное с возможностью регулировки скорости потока, содержащее на входе пылевой и химический фильтры (20), поскольку межцеховой атмосферный воздух сильно загрязнен. С помощью воздуховодов (21), (22) вход воздухоподачи (11) камеры изнутри соединен с отражателем (9) и цоколями лампы (8). Выход устройства нагнетания соединен с входом воздухоподачи (11) камеры воздуховодом (23) через устройство распределения потока воздуха (на фигурах не показано).In order to create effective heat removal from the chamber, an air injection device (19) was introduced into the installation (see Fig. 2), made with the possibility of adjusting the flow rate, containing dust and chemical filters (20) at the inlet, since the inter-workshop atmospheric air is highly polluted. Using air ducts (21), (22), the inlet of the air supply (11) of the chamber is connected from the inside to the reflector (9) and lamp caps (8). The output of the discharge device is connected to the air supply inlet (11) of the chamber by the air duct (23) through the air flow distribution device (not shown in the figures).
В случае, когда температура газохода невысокая, для упрощения условий эксплуатации и увеличения срока службы лампы в систему охлаждения может быть введено еще одно устройство нагнетания воздуха (см. фиг.4). Первое устройство нагнетания (19) имеет на входе пылевой и химический фильтры (20) и соединено воздуховодом (23) с входом воздухоподачи (11) камеры, который внутри камеры соединен воздуховодом (21) с отражателем (9), а вход второго устройства нагнетания воздуха (25), выполненного с возможностью регулировки скорости потока, соединен с объемом камеры, а его выход соединен двумя воздуховодами (26) с цоколями лампы (8) через технологические вырезы, выполненные в отражателе (9).In the case where the temperature of the duct is not high, to simplify operating conditions and increase the life of the lamp, another air injection device can be introduced into the cooling system (see Fig. 4). The first discharge device (19) has dust and chemical filters (20) at the inlet and is connected by an air duct (23) to the air inlet (11) of the chamber, which inside the chamber is connected by a duct (21) to a reflector (9), and the inlet of the second air discharge device (25), made with the possibility of adjusting the flow rate, is connected to the chamber volume, and its output is connected by two air ducts (26) with lamp caps (8) through technological cutouts made in the reflector (9).
Для увеличения срока непрерывной эксплуатации системы охлаждения и установки в целом система охлаждения может быть выполнена по замкнутому контуру (см. фиг.5), состоящему из устройства нагнетания воздуха (19), выполненного с возможностью регулирования скорости потока, вход и выход которого с помощью воздуховодов соединены соответственно с выходом и входом воздухоподачи камеры (12, 11). Между выходом воздухоподачи камеры и входом устройства нагнетания установлен теплообменник (27), охлаждаемый вентилятором (29) и связанный воздуховодом (28) с входом устройства нагнетания воздуха, вход воздухоподачи (11) камеры изнутри соединен воздуховодами (21, 22) с отражателем и цоколями лампы через технологические вырезы, выполненные в отражателе. Воздуховод (23) соединен с входом воздухоподачи (11) камеры через устройство распределения потока воздуха (на фигурах не показано).To increase the period of continuous operation of the cooling system and the installation as a whole, the cooling system can be made in a closed circuit (see Fig. 5), consisting of an air injection device (19), configured to control the flow rate, the inlet and outlet of which using air ducts connected respectively to the outlet and inlet of the air supply of the chamber (12, 11). Between the air outlet of the chamber and the inlet of the discharge device, a heat exchanger (27) is installed, cooled by a fan (29) and connected by the air duct (28) to the inlet of the air discharge device, the air inlet (11) of the chamber is connected from the inside by air ducts (21, 22) to the reflector and lamp bases through technological cuts made in the reflector. An air duct (23) is connected to the air inlet (11) of the chamber through an air flow distribution device (not shown in the figures).
Для использования данной установки в газоходах с высокими температурами отходящих газов (в основном более 100°С) требуется более эффективная система охлаждения камеры. Для этого система охлаждения (см. фиг.6) включает устройство нагнетания воздуха (19), выполненное с возможностью регулирования скорости потока, вход и выход которого соединены соответственно с выходом (12) и входом (11) воздухоподачи камеры. В воздуховод, соединяющий выход воздухоподачи камеры с входом устройства нагнетания воздуха, встроен теплообменник (30), соединенный со вторым теплообменником (31) трубопроводами (32). Теплообменник (31) установлен снаружи и связан с вентилятором (29). В один из трубопроводов, соединяющий два теплообменника, встроен насос (33) для прокачки жидкости. Вход воздухоподачи (11) камеры изнутри соединен воздуховодами (21, 22) с отражателем (9) и цоколями лампы (8) через технологические вырезы, выполненные в отражателе. Воздуховод (23) соединен с входом воздухоподачи (11) камеры через устройство распределения потока воздуха (на фигурах не показано).To use this installation in ducts with high exhaust gas temperatures (mainly above 100 ° C), a more efficient chamber cooling system is required. For this, the cooling system (see Fig. 6) includes an air injection device (19) configured to control the flow rate, the inlet and outlet of which are connected respectively to the outlet (12) and inlet (11) of the chamber air supply. A heat exchanger (30) is connected to the second heat exchanger (31) by pipelines (32) in the duct connecting the chamber air outlet to the air inlet device. The heat exchanger (31) is installed externally and connected to the fan (29). A pump (33) is built into one of the pipelines connecting the two heat exchangers to pump fluid. The inlet of the air supply (11) of the chamber is connected from the inside by air ducts (21, 22) to the reflector (9) and lamp caps (8) through technological cutouts made in the reflector. An air duct (23) is connected to the air inlet (11) of the chamber through an air flow distribution device (not shown in the figures).
Во всех вариантах конструкции системы охлаждения (за исключением случая использования двух устройств нагнетания воздуха) на входе воздухоподачи (11) камеры установлено устройство распределения потока воздуха (на фигурах это устройство не показано) на несколько потоков с возможностью регулировки расхода воздуха в каждом потоке, например, с помощью дроссельной заслонки. При этом от места деления потоков внутри камеры установлены воздуховоды, подводящие воздух к охлаждаемым узлам.In all variants of the design of the cooling system (with the exception of the case of using two air injection devices), an air flow distribution device (this device is not shown in the figures) is installed at the air inlet (11) of the chamber into several streams with the possibility of adjusting the air flow in each stream, for example, using the throttle. At the same time, air ducts are installed from the place of flow division inside the chamber, supplying air to the cooled nodes.
Блок управления (5) включает стабилизированный блок питания 12 В, термодатчик, реле термоблокировки, пусковое реле, регуляторы напряжения двигателей устройств нагнетания воздуха, реле времени, блок питания 12 В соединен с реле термоблокировки и через реле времени - с моторедуктором (15). Через пусковое реле напряжение 380 В поступает на лампу (8). Термодатчик, установленный в камере, электрически соединен с реле термоблокировки, которое, в свою очередь, электрически соединено с пусковым реле питания установки.The control unit (5) includes a stabilized 12 V power supply, a temperature sensor, a thermal blocking relay, a start relay, voltage regulators of the engines of air injection devices, a time relay, a 12 V power supply unit connected to a thermal blocking relay and, with a time relay, to a gear reducer (15). Through a start relay, a voltage of 380 V is supplied to the lamp (8). The temperature sensor installed in the chamber is electrically connected to the thermal blocking relay, which, in turn, is electrically connected to the start-up power relay of the installation.
Установка работает следующим образом:Installation works as follows:
Включают дымосос (2) и газовые выбросы по газоходу (1) подаются от технологического процесса на узел дожигания (3) органических соединений и далее в заводскую трубу. С блока управления (5) производят включение установки.They include a smoke exhaust (2) and gas emissions through the gas duct (1) are supplied from the technological process to the afterburning unit (3) of organic compounds and then to the factory pipe. From the control unit (5), the installation is turned on.
От блока питания на лампу подается импульс поджига и напряжение ~380 В. При этом лампа, которая вместе с отражателем размещена внутри камеры и состыкована с выходным окном камеры, причем выходное окно камеры вместе с системой пылеочистки расположены внутри газохода, создает стабильный во времени направленный поток УФ-излучения, распространяющийся внутри газохода.An ignition pulse and a voltage of ~ 380 V are supplied from the power supply to the lamp. At the same time, the lamp, which, together with the reflector, is located inside the camera and connected to the camera exit window, and the camera exit window together with the dust cleaning system are located inside the flue, creates a directional flow that is stable in time UV radiation propagating inside the duct.
Устройство пылеочистки выводного окна (13), оптическое и химически стойкое покрытия, нанесенные на него, поддерживают высокий уровень пропускания УФ-излучения из камеры в газоход, для чего с помощью реле времени в блоке управления (5) подбирают режим работы устройства пылеочистки.The dust extraction device of the exit window (13), the optical and chemically resistant coatings applied to it, maintain a high level of transmission of UV radiation from the chamber to the gas duct, for which, using the time relay in the control unit (5), the operation of the dust cleaning device is selected.
В случае, если промышленные выбросы имеют низкую влажность, включают подачу смывной жидкости через инжектор на выводное окно.If industrial emissions have low humidity, include the flow of flushing fluid through the injector to the outlet window.
Когда же в газоход от технологического процесса подаются "сухие" промышленные выбросы, включают устройство пылеочистки выводного окна с помощью сжатого воздуха.When “dry” industrial emissions are supplied to the flue from the technological process, a dust cleaning device of the outlet window is turned on using compressed air.
При включении системы охлаждения (одновременно с включением установки) атмосферный воздух от устройства нагнетания (19) через фильтр (20) по воздуховоду (23) подается через устройство распределения потока воздуха, выполненного с регулировкой скорости каждого из разделенных потоков, на вход воздухоподачи (11) камеры и по воздуховодам (21 и 22) внутри камеры к отражателю (9) и цоколям лампы (8). Нагретый воздух через выход воздухоподачи (12) камеры сбрасывается в атмосферу или подается на теплообменник (27) или (30) (при использовании системы охлаждения с замкнутой циркуляцией воздуха). Установка имеет защиту от перегрева камеры в виде термодатчика, установленного в камере, электрический сигнал с которого поступает на реле термоблокировки, настроенное на определенную температуру, сигнал с которого, в свою очередь, поступает на пусковое реле включения и выключения лампы.When the cooling system is turned on (at the same time as the unit is turned on), atmospheric air from the discharge device (19) is supplied through the filter (20) through the air duct (23) through the air flow distribution device, which controls the speed of each of the separated flows, to the air inlet (11) the chamber and through the air ducts (21 and 22) inside the chamber to the reflector (9) and lamp caps (8). Heated air through the air outlet (12) of the chamber is discharged into the atmosphere or fed to a heat exchanger (27) or (30) (when using a cooling system with closed air circulation). The installation has protection against overheating of the camera in the form of a temperature sensor installed in the camera, the electric signal from which is supplied to the thermal blocking relay set to a certain temperature, the signal from which, in turn, is sent to the start-up relay on and off the lamp.
Изолированность элементов излучателя от промышленных выбросов и возможность их локального и регулируемого охлаждения увеличивают срок службы и эффективность эксплуатации установки.The isolation of the emitter elements from industrial emissions and the possibility of their local and controlled cooling increase the service life and operational efficiency of the installation.
Охлаждение камеры с нагнетанием атмосферного воздуха через пылевой и химический фильтры оказалось наиболее эффективным с минимальными энергозатратами в случаях, когда заводская воздушная атмосфера имеет умеренную запыленность и загазованность.The cooling of the chamber with the injection of atmospheric air through dust and chemical filters proved to be the most effective with minimal energy consumption in cases where the factory air atmosphere has moderate dust and gas contamination.
Если атмосфера сильно загрязнена, то используют систему охлаждения с замкнутой циркуляцией через теплообменники типа "воздух - воздух" (27) или "воздух - жидкость - воздух" (30) и (31), которая обеспечивает ее долговременную непрерывную работу.If the atmosphere is very polluted, then use a closed-circuit cooling system through air-to-air heat exchangers (27) or “air-liquid-air” (30) and (31), which ensures its long-term continuous operation.
После включения установка через выводное окно (13) камеры производит постоянное световое облучение рабочего объема газохода (1), в котором протекают промышленные выбросы от технологического процесса. УФ-излучение активизирует молекулы токсичных органических соединений, которые вступают в реакцию с кислородом, содержащемся в газовых выбросах. В результате образуются нетоксичные или малотоксичные продукты реакции, которые поступают далее в заводскую трубу.After switching on, the installation through the camera exit window (13) produces constant light irradiation of the working volume of the gas duct (1), in which industrial emissions from the process flow. UV radiation activates molecules of toxic organic compounds that react with oxygen contained in gas emissions. As a result, non-toxic or low-toxic reaction products are formed, which then enter the factory pipe.
Концентрации 3,4 БП и некоторых других ПАУ измеряли путем осаждения смолистых веществ на фильтрах типа АФАС-ПАУ-20 пробоотборника (7) с использованием калиброванной откачки. Далее в лаборатории пробы анализировали на концентрацию 3,4 БП и некоторых других ПАУ для включенной и выключенной установки.The concentrations of 3.4 BP and some other PAHs were measured by the deposition of resinous substances on AFAS-PAH-20 filters of the sampler (7) using calibrated pumping. Next, in the laboratory, samples were analyzed for a concentration of 3.4 BP and some other PAHs for the on and off installation.
Испытания предложенной установки для очистки промышленных выбросов были проведены авторами на газоходах металлургического завода. Глубина очистки промышленных выбросов от 3,4 БП и некоторых других ПАУ достигала 90%, при этом расход электроэнергии на 1 г уничтоженного 3,4 БП снижался по сравнению с аналогичным значением для прототипа в 8 раз.Tests of the proposed installation for cleaning industrial emissions were carried out by the authors on the gas ducts of a metallurgical plant. The depth of purification of industrial emissions from 3.4 BP and some other PAHs reached 90%, while the energy consumption per 1 g of destroyed 3.4 BP decreased by 8 times compared to the same value for the prototype.
Установка испытывалась в течение длительного периода работы на газоходе и, при соблюдении регламента замены отдельных элементов, обеспечивала устойчивые параметры очистки газовых выбросов.The installation was tested over a long period of work on the gas duct and, subject to the regulations for the replacement of individual elements, provided stable parameters for cleaning gas emissions.
Предлагаемая установка проста и безопасна в эксплуатации, работает при температуре газохода, практически не вносит сопротивления в газоход, работает по принципу уничтожения (а не накопления, как в случае некоторых аналогов) токсичных компонент. Низкие капитальные затраты на создание установки (нет необходимости в капитальных сооружениях), малые затраты на ее эксплуатацию (технология без реагентная и безотходная) и высокая эффективность уничтожения токсичных органических веществ делают расходы в расчете на единицу уничтоженных токсичных органических веществ (в частности 3,4 БП) в несколько раз дешевле, чем для аналогов и прототипа.The proposed installation is simple and safe to operate, operates at a temperature of the gas duct, practically does not introduce resistance into the gas duct, works on the principle of destruction (and not accumulation, as in the case of some analogues) of toxic components. Low capital costs for the installation of the installation (there is no need for capital facilities), low costs of its operation (technology without reagent and waste-free) and high efficiency of destruction of toxic organic substances make the cost per unit of destroyed toxic organic substances (in particular 3.4 BP ) several times cheaper than for analogues and prototype.
Источники информацииSources of information
1. Аншиц А.Г., Поляков П.В. и др. Экологические аспекты производства алюминия электролизом. Аналитический обзор. - Новосибирск, 1991.1. Anshits A.G., Polyakov P.V. and others. Environmental aspects of aluminum production by electrolysis. Analytical review. - Novosibirsk, 1991.
2. Патент по заявке № 92001851/25 от 22.10.92.2. Patent on application No. 92001851/25 of 10.22.92.
3. Арякин А.Г., Калинин Э.В. и др. Разработка системы газоочистки отходящих газов обжигных печей электролизного производства. - Ж. Цветная металлургия, № 10, 1992, с.35.3. Aryakin A.G., Kalinin E.V. et al. Development of a gas purification system for exhaust gases from roasting furnaces of electrolysis production. - J. Non-ferrous metallurgy, No. 10, 1992, p.35.
4. Патент № 2133636 от 27 июля 1999 г. - прототип.4. Patent No. 2133636 of July 27, 1999 - a prototype.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002132041/15A RU2225751C1 (en) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Plant for purification of gaseous emissions of industrial processes from toxic organic compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002132041/15A RU2225751C1 (en) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Plant for purification of gaseous emissions of industrial processes from toxic organic compounds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2225751C1 true RU2225751C1 (en) | 2004-03-20 |
| RU2002132041A RU2002132041A (en) | 2004-06-27 |
Family
ID=32390768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002132041/15A RU2225751C1 (en) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Plant for purification of gaseous emissions of industrial processes from toxic organic compounds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2225751C1 (en) |
-
2002
- 2002-11-29 RU RU2002132041/15A patent/RU2225751C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11701614B2 (en) | Removal of atmospheric pollutants from gas, related apparatus, processes and uses thereof | |
| US4054418A (en) | Catalytic abatement system | |
| CN103920362B (en) | The emission-control equipment of online de-attached degraded and method | |
| CZ299333B6 (en) | Web dryer with fully integrated regenerative heat source and drying process of a running web of material | |
| CN110121750B (en) | Radioactive waste treatment device | |
| CN106122986A (en) | A kind of organic waste gas catalytic purification apparatus | |
| CN108096969B (en) | Tail gas photooxidation cracking treatment method based on volatile oil gas purification technology | |
| WO2009124402A1 (en) | Method and system for treating polluted gases | |
| KR100208402B1 (en) | Gas scrubber for treating waste gas | |
| KR102454089B1 (en) | Apparatus for purifying low concentration of voc-polluted air using catalytic rotor | |
| RU2225751C1 (en) | Plant for purification of gaseous emissions of industrial processes from toxic organic compounds | |
| KR100390518B1 (en) | Gas scrubber apparatus | |
| US6495108B1 (en) | Photo-remediation of NO2 plume | |
| CN105457462A (en) | Microwave electrodeless ultraviolet oxidation purification device for VOCs (Volatile Organic Compounds) | |
| RU2082916C1 (en) | Demercurization unit | |
| KR20040001100A (en) | system for processing burned-exhausting fumes using a integral unit of semi dry reactor and bag filter | |
| RU2133636C1 (en) | Installation for cleaning of industrial gas effluents of 3,4-benzpyrene | |
| KR200402169Y1 (en) | Heated waste air circulating mechanism for electrostatic precipitator heater's electric power saving | |
| CN112246085A (en) | Laboratory exhaust purification fume chamber | |
| KR200236636Y1 (en) | Harmful Gas Purifier using Photocatalyst | |
| KR200291649Y1 (en) | Condensing and heat system | |
| RU2100059C1 (en) | Plant for cleaning waste gases of industrial enterprises of toxic organic agents | |
| CN219272598U (en) | Exhaust gas treatment structure | |
| KR102249085B1 (en) | Rf plasma exhaust gas treatment device | |
| KR19980063478A (en) | Exhaust gas treatment system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101130 |