RU2371239C2 - Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane - Google Patents

Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane Download PDF

Info

Publication number
RU2371239C2
RU2371239C2 RU2007148935/15A RU2007148935A RU2371239C2 RU 2371239 C2 RU2371239 C2 RU 2371239C2 RU 2007148935/15 A RU2007148935/15 A RU 2007148935/15A RU 2007148935 A RU2007148935 A RU 2007148935A RU 2371239 C2 RU2371239 C2 RU 2371239C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sludge
tower
raw
water
saturated
Prior art date
Application number
RU2007148935/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007148935A (en
Inventor
Владимир Сергеевич Ежов (RU)
Владимир Сергеевич Ежов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет"
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 образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет"
Priority to RU2007148935/15A priority Critical patent/RU2371239C2/en
Publication of RU2007148935A publication Critical patent/RU2007148935A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2371239C2 publication Critical patent/RU2371239C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20Capture or disposal of greenhouse gases of methane
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/20Sludge processing

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

FIELD: heating. ^ SUBSTANCE: invention relates to heat and power engineering and can be used during the cleaning and recovery process of smoke fumes of heat and power installations for protection of ozone screen and reduction of greenhouse effect of ambient air. Cleaning method includes cooling of smoke fumes up to temperature lower the dew point, condensation of water vapor, release of carbon dioxide by absorption and withdrawal of cleaned smoke fumes into the atmosphere. Cleaning of smoke fumes includes absorption of nitric oxides, sulphur oxides, carbon dioxides, drips and water vapors by nontreated sludge of waste water with its simultaneous heating in absorption tower up to fermentation temperature 30-50C, washing of waste and cooled gas against remains of nontreated sludge by raw water in flushing tower, separation of received mud mixture by means of sedimentation to muddy water and saturated raw sludge in settling tank, withdrawal of muddy water to irrigated fields, mixing of saturated heated raw sludge from absorption tower with sediment from settling tank, fermentation of saturated heated raw sludge in anaerobic digester with receiving of methane and digested sludge. Device for method implementation contains transit gas pipeline 1, heat exchanger 6, stripping 7 and flushing 15 towers, herewith transit gas pipeline 1 is branched to reserve gas pipeline 2 with slide valve 3, connected to smokestack and actuation gas pipeline 4 with slide valve 5, connected successively to heat exchanger 6, absorbing tower 7, inside which downright there are located transversal inclined interlocking partition 8 with aperture 9 in the form of segment in its bottom part, direction of inclination of which is in turn changes in opposing sides, herewith absorbing tower 7 in its top part is outfitted by feeding branch of raw sludge 10, located on inlet into the first from above interlocking partition 8 and build into in top cover by branch pipe of inlet of treated gas 11, connected to reverse actuation gas pipeline 12, and in its bottom part is outfitted by feeding branches of initial gas 13 and saturated raw sludge, agreeably. Reserve actuation gas pipeline 12 is connected also to flushing tower 15, in top part of which it is placed liquid 16, connected to pipeline of raw water 17, herewith its bottom part is connected by pipeline 18 to settling tank 19, top part of which is connected to pipeline of muddy water 20, and bottom part- to pipeline of raw sludge 21, which, in turn, is connected to anaerobic digester 22. ^ EFFECT: increasing ecological and cost-effectiveness of cleaning process of smoke fumes of heat and power intallation. ^ 2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки и утилизации дымовых газов теплоэнергетических установок ТЭС для защиты озонового щита и снижения парникового эффекта окружающей атмосферы.The present invention relates to a power system and can be used in the cleaning and utilization of flue gases from thermal power plants of thermal power plants to protect the ozone shield and reduce the greenhouse effect of the surrounding atmosphere.

Известен комплексный способ для очистки и утилизации дымовых газов, включающий охлаждение дымовых газов в теплообменнике 1-й ступени до температуры ниже точки росы, конденсацию водяных паров, смешение дымовых газов с озоновоздушной смесью, окисление и абсорбцию полученным конденсатом оксидов азота и оксидов серы, последующие охлаждение в теплообменнике 2-й ступени и взаимодействие CO2 с гидроокисью кальция с образованием нитрита и нитрата кальция (Ca(NO)2 и Ca(NO)3 соответственно. Устройство, в котором реализуется способ, состоит из короба, в котором помещены пластинчатые теплообменники 1-й и 2-й ступени, охлаждаемые дутьевым воздухом, и перфорированные кассеты, покрытые слоем гидроокиси кальция [1].A comprehensive method for cleaning and utilizing flue gases is known, including cooling the flue gases in the 1st stage heat exchanger to a temperature below the dew point, condensing water vapor, mixing the flue gases with an ozone-air mixture, oxidizing and absorbing nitrogen oxides and sulfur oxides obtained by the condensate, followed by cooling in the heat exchanger of the 2nd stage and the interaction of CO 2 with calcium hydroxide to form calcium nitrite and calcium nitrate (Ca (NO) 2 and Ca (NO) 3, respectively. The device in which the method is implemented consists of a box, in The plate heat exchangers of the 1st and 2nd stages, cooled by blast air, and perforated cassettes coated with a layer of calcium hydroxide are placed by a otor [1].

К недостаткам известного способа и устройства относятся короткий рабочий цикл и ограниченная поглотительная емкость по диоксиду углерода кассет, покрытых гидроокисью кальция, периодичность работы и малая производительность устройства.The disadvantages of the known method and device include a short duty cycle and a limited absorption capacity for carbon dioxide cassettes coated with calcium hydroxide, the frequency of operation and low productivity of the device.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению относится способ для выделения диоксида углерода, заключающийся также в охлаждении дымовых газов до температуры ниже точки росы с образованием конденсата водяных паров и последующем выделении из них диоксида углерода за счет разности плотностей диоксида углерода и азота и абсорбции (поглощении) диоксида углерода полученным конденсатом водяных паров, реализуемый в устройстве, содержащем транзитный газоход, в днище которого устроено окно, соединенное с вертикальным корпусом, внутри которого размещены кожухотрубчатый теплообменник, абсорбционная (поглотительная) и десорбционно-охладительная секции, отсасывающий зонт, соединенный с вентилятором и осушителем, а днище корпуса соединено через циркуляционный насос трубопроводами с распределителем жидкости [2].Closer in technical essence to the present invention relates to a method for the release of carbon dioxide, which also consists in cooling the flue gas to a temperature below the dew point with the formation of condensate of water vapor and the subsequent release of carbon dioxide from them due to the difference in the density of carbon dioxide and nitrogen and absorption (absorption ) carbon dioxide obtained condensate of water vapor, implemented in a device containing a transit gas duct, in the bottom of which there is a window connected to a vertical cor whisker, inside which there are shell-and-tube heat exchanger, an absorption (absorption) and desorption cooling section, a suction hood connected to a fan and a drying agent, and the housing bottom is connected via a circulating pump with liquid distributor pipes [2].

К недостаткам известного способа и устройства относятся малое количество улавливаемых оксидов азота и диоксида углерода, обусловленное их ограниченной растворимостью в воде, невозможность использования уловленного диоксида углерода для снижения расхода топлива, что снижает экономическую и экологическую эффективность очистки дымовых газов.The disadvantages of the known method and device include a small amount of trapped nitrogen oxides and carbon dioxide, due to their limited solubility in water, the inability to use trapped carbon dioxide to reduce fuel consumption, which reduces the economic and environmental efficiency of flue gas cleaning.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение экологической и экономической эффективности процесса очистки дымовых газов теплоэнергетических установок.The technical result of the invention is to increase the environmental and economic efficiency of the process of cleaning flue gases from thermal power plants.

Технический результат достигается в комплексном способе для очистки и утилизации дымовых газов с получением метана, включающем охлаждение дымовых газов до температуры ниже точки росы, конденсацию водяных паров, поглощение оксидов азота, оксидов серы, диоксида углерода, капель конденсата и паров воды сырым осадком сточных вод с одновременным его нагревом в поглотительной башне до оптимальной температуры брожения за счет тепла дымовых газов, промывку обработанных газов от остатков сырого осадка сырой водой в промывочной башне и вывод очищенных дымовых газов в атмосферу, разделение полученной грязевой смеси путем отстаивания на грязную воду и насыщенный сырой осадок в отстойнике, отвод грязной воды на поля орошения, смешение насыщенного нагретого сырого осадка из поглотительной башни с осадком из отстойника, брожение насыщенного нагретого сырого осадка в метантенке с получением метана и сброженного осадка.The technical result is achieved in an integrated method for purification and utilization of flue gases to produce methane, which includes cooling the flue gas to a temperature below the dew point, condensation of water vapor, absorption of nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon dioxide, condensate droplets and water vapor with a crude sewage sludge with by simultaneously heating it in the absorption tower to the optimum fermentation temperature due to the heat of the flue gases, washing the treated gases from the residues of the raw sludge with raw water in the washing tower and removing flue gases to the atmosphere, separation of the resulting mud mixture by settling on dirty water and saturated crude sludge in the sump, drainage of dirty water to irrigation fields, mixing of saturated heated sludge from an absorption tower with sludge from a sump, fermentation of saturated heated sludge in a digester with obtaining methane and fermented sludge.

Способ реализуется в устройстве, содержащем транзитный газоход, разветвленный на резервный газоход с шибером, соединенный с дымовой трубой, и рабочий газоход с шибером, соединенный последовательно с теплообменником и поглотительной башней, внутри которой сверху вниз устроены наклонные решетчатые перегородки с проемом в виде сегмента в свой нижней части, направление уклона которых поочередно меняется в противоположные стороны, причем поглотительная башня в своей верхней части снабжена патрубком подачи сырого осадка, размещенным на входе в первую сверху наклонную решетчатую перегородку и встроенным в верхнюю крышку патрубком вывода обработанных газов, соединенным с обратным рабочим газоходом, а в своей нижней части снабжена патрубками подачи исходного газа и насыщенного сырого осадка соответственно, при этом обратный рабочий газоход соединен также с промывочной башней, в верхней части которой помещен распределитель жидкости, соединенный с трубопроводом сырой воды, а нижняя часть ее соединена трубопроводом с отстойником, верхняя часть которого сообщается с трубопроводом грязной воды, а нижняя часть соединена с трубопроводом насыщенного сырого осадка, который, в свою очередь, соединен с метантенком.The method is implemented in a device containing a transit gas duct branched into a reserve gas duct with a gate connected to a chimney, and a working gas duct with a gate connected in series with a heat exchanger and an absorption tower, inside of which inclined grating partitions are arranged from top to bottom with an opening in the form of a segment in its the lower part, the direction of the slope of which alternately changes in opposite directions, and the absorption tower in its upper part is equipped with a raw sediment supply pipe located at the input de to the first inclined grating partition from the top and a processed gas outlet pipe integrated in the upper cover connected to the return working gas duct, and in its lower part equipped with nozzles for supplying the source gas and saturated crude sediment, respectively, while the return working gas duct is also connected to the washing tower, in the upper part of which is placed a liquid distributor connected to the raw water pipeline, and its lower part is connected by a pipeline to a sump, the upper part of which communicates with the piping vodom dirty water, and the lower part is connected to the conduit saturated crude precipitate which, in turn, connected to the digester.

В основу работы предлагаемого способа и устройства положены: особенности состава дымовых газов теплоэнергетических агрегатов, основными компонентами которых на основании опытных данных и расчета состава продуктов сгорания, являются азот (76-82) об.%, диоксид углерода (7-14) об.%, водяные пары (5-17) об.%, концентрация которых зависит от вида топлива и способа его сжигания [3, с.15]; значительное превышение растворимости диоксида углерода в сыром осадке сточных вод ввиду наличия в нем белков, жиров и других органических соединений над его растворимостью в чистой воде [4, с.490] и возможность получения метана при сбраживании сырого осадка городских сточных вод [5, с.263].The basis of the work of the proposed method and device is: features of the composition of the flue gases of heat power units, the main components of which on the basis of experimental data and calculation of the composition of the products of combustion, are nitrogen (76-82) vol.%, Carbon dioxide (7-14) vol.% water vapor (5-17) vol.%, the concentration of which depends on the type of fuel and method of combustion [3, p.15]; a significant excess of the solubility of carbon dioxide in the raw sewage sludge due to the presence of proteins, fats and other organic compounds in it over its solubility in pure water [4, p. 490] and the possibility of methane production by fermentation of the raw sewage sludge [5, p. 263].

Устройство для очистки и утилизации дымовых газов с конверсией диоксида углерода в метан изображено на фиг.1, 2.A device for cleaning and utilizing flue gases with the conversion of carbon dioxide to methane is shown in figures 1, 2.

Устройство содержит транзитный газоход 1, разветвленный на резервный газоход 2 с шибером 3, соединенный с дымовой трубой (на фиг.1 не показана), рабочий газоход 4 с шибером 5, соединенный последовательно с теплообменником 6 и поглотительной башней 7, внутри которой сверху вниз устроены поперечные наклонные решетчатые перегородки 8 с проемом 9 в виде сегмента в свой нижней части, направление уклона которых поочередно меняется. Поглотительная башня 7 в своей верхней части снабжена патрубком подачи сырого осадка 10, размещенным на входе в первую сверху решетчатую перегородку 8, и патрубком вывода обработанных газов 11, соединенным с обратным рабочим газоходом 12, а в своей нижней части снабжена патрубками подачи исходного газа 13 и вывода насыщенного сырого осадка 14 соответственно. Промывочная башня 15 соединена обратным рабочим газоходом 12 с поглотительной башней 7, причем в верхней части ее помещен распределитель жидкости 16, соединенный с трубопроводом сырой воды 17, а нижняя часть соединена трубопроводом 18 с отстойником 19, который соединен сверху с трубопроводом грязной воды 20, а снизу с трубопроводом насыщенного сырого осадка 21, который, в свою очередь, соединен с метантенком 22.The device comprises a transit gas duct 1 branched into a reserve gas duct 2 with a gate 3 connected to a chimney (not shown in FIG. 1), a working gas duct 4 with a gate 5 connected in series with a heat exchanger 6 and an absorption tower 7 inside of which are arranged from top to bottom transverse inclined lattice partitions 8 with an opening 9 in the form of a segment in its lower part, the direction of the slope of which changes alternately. The absorption tower 7 in its upper part is equipped with a raw sediment supply pipe 10 located at the inlet of the first trellised partition 8 and a processed gas outlet pipe 11 connected to the return working gas duct 12, and in its lower part is equipped with a source gas supply pipe 13 and output saturated crude sediment 14, respectively. The washing tower 15 is connected by a return working gas duct 12 to the absorption tower 7, with a liquid distributor 16 connected to the raw water pipe 17 at the top of it and the lower part connected by a pipe 18 to a sump 19, which is connected from above to the dirty water pipe 20, and bottom with a pipeline of saturated crude sediment 21, which, in turn, is connected to a digester 22.

Очистка и утилизация дымовых газов с получением метана осуществляется в предлагаемом устройстве следующим образом.Cleaning and disposal of flue gases with the production of methane is carried out in the proposed device as follows.

Дымовые газы из котельного агрегата, количество которых обусловлено производительностью устройства, в результате напора, создаваемого дымососом (на фиг.1 не показан), из транзитного газохода 1 через рабочий газоход 4 при открытом шибере 5, поступают в теплообменник 6, охлаждаемый, например, дутьевым воздухом или питательной водой, где охлаждаются до температуры (60-70)°С с образованием конденсата, смешивающегося с дымовыми газами, которые через патрубок 13 поступают в поглотительную башню 7. В башне 7 дымовые газы двигаются снизу вверх, контактируют в противотоке с сырым осадком городских сточных вод, поступающим через патрубок 10 и сползающим с одной перегородки 8 на другую под действием силы тяжести и угла наклона (наклон перегородок 8 равен углу естественного откоса сырого осадка и определяется экспериментально для конкретного вида осадка), проходя через щели в перегородках 8. В результате многократного контакта дымовых газов и частиц сырого осадка газы охлаждаются и освобождаются от оксидов азота, оксидов серы, диоксида углерода, капель конденсата и паров воды, после чего поступают через обратный рабочий газоход 12 в промывочную башню 15, а сырой осадок насыщается этими элементами в результате процессов абсорбции, адсорбции и хемосорбции, которые протекают при этом с компонентами осадка (водой, частицами белков, жирами, песком, глиной и. д.), нагревается до оптимальной температуры брожения 30-50°С за счет тепла дымовых газов и выводится через патрубок 14 и трубопровод насыщенного осадка 21 в метантенк 22. В промывочной башне 15 очищенные и охлажденные дымовые газы в противотоке контактируют с сырой водой, поступающей из распределителя жидкости 16, количество которой определяется из условия обеспечения необходимой плотности орошения, очищаясь при этом от частиц сырого осадка и других примесей, уносимых из поглотительной башни 7, и выводятся в атмосферу, а грязевая смесь, обогащенная также оксидами азота, серы и углерода, стекает по самотечному трубопроводу 18 в отстойник 19. В отстойнике 19 грязевая смесь в результате отстаивания делится на насыщенный сырой осадок, оседающий на дно и грязную воду, скапливающуюся в верхней зоне, которая по трубопроводу 20 подается на поля орошения, где она благодаря повышенному содержанию диоксида углерода интенсифицирует процесс фотосинтеза [6, с.210], а осадок из нижней зоны поступает в трубопровод 21, где смешивается с насыщенным осадком из поглотительной башни 7, откуда полученная смесь подается в метантенк 22. В метантенке 22 происходит обезвреживание насыщенного сырого осадка путем анаэробного сбраживания, которое является основным методом обезвреживания городских сточных вод. При этом в результате распада органических веществ осадка и взаимодействия продуктов распада с диоксидом углерода в качестве основных продуктов получается метан.Flue gases from the boiler unit, the amount of which is due to the performance of the device, as a result of the pressure created by the smoke exhauster (not shown in Fig. 1), from the transit flue 1 through the working flue 4 with the open gate 5, enter the heat exchanger 6, cooled, for example, by blow air or feed water, where they are cooled to a temperature of (60-70) ° С with the formation of condensate that mixes with flue gases, which through the pipe 13 enter the absorption tower 7. In the tower 7, flue gases move from bottom to top, contact comfort in countercurrent with raw sludge from urban wastewater entering through pipe 10 and sliding from one partition 8 to another under the influence of gravity and inclination (the inclination of partitions 8 is equal to the angle of repose of the raw sludge and is determined experimentally for a specific type of sludge), passing through cracks in the partitions 8. As a result of repeated contact of flue gases and crude sediment particles, the gases are cooled and released from nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon dioxide, drops of condensate and water vapor, after which the post Payuta through the return gas duct work 12 to a wash tower 15, while crude precipitate is saturated with these elements as a result of absorption, adsorption and chemisorption, which occur while the components of sludge (water, particles of proteins, fats, sand, and clay. d.), is heated to the optimum fermentation temperature of 30-50 ° C due to the heat of the flue gases and is discharged through the pipe 14 and the saturated sludge pipe 21 to the digester 22. In the washing tower 15, the cleaned and cooled flue gases are in countercurrent contact with raw water entering from the liquid distributor 16, the amount of which is determined from the condition of ensuring the necessary density of irrigation, while being cleaned of particles of crude sediment and other impurities carried away from the absorption tower 7, and are released into the atmosphere, and the mud mixture is enriched It also flows with nitrogen, sulfur, and carbon oxides and flows through gravity pipe 18 to sump 19. In sump 19, as a result of settling, the mud mixture is divided into saturated crude sediment that settles to the bottom and dirty water that accumulates in the upper zone, which is fed through pipeline 20 to irrigation fields, where it, due to the increased content of carbon dioxide, intensifies the photosynthesis process [6, p. 210], and the sediment from the lower zone enters the pipeline 21, where it is mixed with saturated sediment from the absorption tower 7, from where the resulting mixture fed to digester 22. In digester 22, neutralization of saturated raw sludge by anaerobic digestion occurs, which is the main method of neutralizing urban wastewater. Moreover, as a result of the decomposition of organic matter of the precipitate and the interaction of the decomposition products with carbon dioxide, methane is obtained as the main products.

Метан образуется в результате восстановления СО2 или метильной группы уксусной кислотыMethane is formed as a result of reduction of CO 2 or methyl group of acetic acid

Figure 00000001
Figure 00000001

где AH2 - органическое вещество, служащее для метанобразующих бактерий донором водорода (жирные кислоты, кроме уксусной, и спирты, кроме метилового);where AH 2 is an organic substance that serves for methane-forming bacteria as a hydrogen donor (fatty acids, except acetic, and alcohols, except methyl);

Кроме этого, многие виды метанообразующих бактерий окисляют молекулярный водород, образующийся в кислой фазе по реакцииIn addition, many types of methane-forming bacteria oxidize the molecular hydrogen formed in the acid phase by reaction

Figure 00000002
Figure 00000002

Микроорганизмы, использующие уксусную кислоту и метиловый спирт, осуществляют реакцииMicroorganisms using acetic acid and methyl alcohol carry out reactions

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

При этом в данном случае скорость реакций (1), (2) в связи с наличием в осадке свободного CO2 увеличивается, а (3), (4) уменьшается, что повышает долю метана в получаемом газе.In this case, in this case, the reaction rate (1), (2) due to the presence of free CO 2 in the precipitate increases, and (3), (4) decreases, which increases the methane fraction in the produced gas.

Периодически поглотительную башню 7 во избежание зарастания осадком промывают сырой водой (периодичность промывки и расход сырой воды устанавливают из опыта эксплуатации). После промывки грязную воду направляют в отстойник 19, где она смешивается с грязной водой из промывочной башни 15 и совместно с ней осветляется.Periodically, the absorption tower 7 is washed with raw water in order to prevent overgrowth of the sediment (washing frequency and flow rate of raw water are determined from operating experience). After washing, the dirty water is sent to the sump 19, where it is mixed with dirty water from the washing tower 15 and is clarified with it.

В случае отказа или ремонта установки очистки в работу включают резервный газоход 2, открывая шибер 3, и отключают рабочий газоход 4 путем закрытия шибера 5.In case of refusal or repair of the cleaning installation, the backup gas duct 2 is opened, opening the gate 3, and the working gas duct 4 is turned off by closing the gate 5.

Полученный метан может быть использован как добавка к топливу основных котельных агрегатов или для обеспечения топливом вспомогательного теплогенератора, увеличивая таким образом коэффициент использования топлива, а сброженный осадок используется как высокоэффективное удобрение для сельского хозяйства.The methane obtained can be used as an additive to the fuel of the main boiler units or to provide auxiliary heat generator with fuel, thus increasing the fuel utilization coefficient, and the fermented sludge is used as a highly effective fertilizer for agriculture.

Использование предлагаемого способа и установки очистки и утилизации возможно при размещения теплогенераторов на территории очистных сооружений, в непосредственной близости от них или при обеспечении транспортировки сырого осадка на территорию ТЭС.The use of the proposed method and installation for cleaning and disposal is possible when placing heat generators on the territory of treatment facilities, in close proximity to them or while transporting raw sludge to the territory of the thermal power plant.

Таким образом, предлагаемые комплексный способ и устройство очистки и утилизации дымовых газов с получением метана обеспечивают высокую степень поглощения оксидов азота, оксидов серы, диоксида углерода, паров воды, утилизацию тепла, получение дополнительного топлива, интенсификацию работы очистных сооружений, одновременное снижение угрозы парникового эффекта и разрушения озонового щита окружающей атмосферы, что увеличивает экологическую и экономическую эффективность процесса очистки дымовых газов.Thus, the proposed integrated method and device for cleaning and utilizing flue gases to produce methane provides a high degree of absorption of nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon dioxide, water vapor, heat recovery, obtaining additional fuel, intensifying the operation of treatment facilities, while reducing the threat of the greenhouse effect and destruction of the ozone shield of the surrounding atmosphere, which increases the environmental and economic efficiency of the flue gas cleaning process.

ЛитератураLiterature

1. Патент РФ №2254161, МКл B01D 53/60, 53/14, 2005.1. RF patent No. 2254161, MKL B01D 53/60, 53/14, 2005.

2. Патент РФ №2217221, МКл. B01D 53/14, 53/62, 2003.2. RF patent №2217221, MKl. B01D 53/14, 53/62, 2003.

3. К.Ф.Роддатис и др. Справочник по котельным установкам малой производительности. - М.: Энергия, 1975, 370 с.3. KF Roddatis et al. Handbook of low-capacity boiler plants. - M .: Energy, 1975, 370 p.

4. К.Неницеску. Общая химия. - М.: Мир, 1968, 816 с.4. K. Nenitsesku. General chemistry. - M .: Mir, 1968, 816 p.

5. С.В.Яковлев и др. Канализация. - М.: Госстройизд. 1976, 632 с.5. S.V. Yakovlev and others. Sewerage. - M.: Gosstroyizd. 1976, 632 p.

6. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. - М.: Дрофа, 2004, 640 с.6. Komov V.P., Shvedova V.N. Biochemistry. - M.: Bustard, 2004, 640 p.

Claims (2)

1. Комплексный способ очистки и утилизации дымовых газов с получением метана, содержащий охлаждение дымовых газов до температуры ниже точки росы, конденсацию водяных паров, выделение диоксида углерода поглощением и вывод очищенных дымовых газов в атмосферу, отличающийся тем, что очистка дымовых газов включает поглощение оксидов азота, оксидов серы, диоксида углерода, капель конденсата и паров воды сырым осадком сточных вод с одновременным его нагревом в поглотительной башне до температуры брожения 30-50°С, промывку обработанных и охлажденных газов от остатков сырого осадка сырой водой в промывочной башне, разделение полученной грязевой смеси путем отстаивания на грязную воду и насыщенный сырой осадок в отстойнике, отвод грязной воды на поля орошения, смешение насыщенного нагретого сырого осадка из поглотительной башни с осадком из отстойника, брожение насыщенного нагретого сырого осадка в метантенке с получением метана и сброженного осадка.1. An integrated method of purification and utilization of flue gases to produce methane, comprising cooling the flue gas to a temperature below the dew point, condensing water vapor, emitting carbon dioxide by absorbing, and discharging the purified flue gas to the atmosphere, characterized in that the flue gas purification comprises absorption of nitrogen oxides sulfur oxides, carbon dioxide, drops of condensate and water vapor by raw sewage sludge with its simultaneous heating in an absorption tower to a fermentation temperature of 30-50 ° C, washing the treated and cooling gases from residues of raw sludge with raw water in a wash tower, separation of the resulting mud mixture by settling into dirty water and saturated wet sludge in a sump, discharge of dirty water into irrigation fields, mixing of saturated heated sludge from an absorption tower with sludge from a sump, fermentation of saturated heated crude sediment in a digester with methane and fermented sediment. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее транзитный газоход, теплообменник, поглотительную и промывочную башни, отличающееся тем, что транзитный газоход разветвлен на резервный газоход с шибером, соединенный с дымовой трубой, и рабочий газоход с шибером, соединенный последовательно с теплообменником, поглотительной башней, внутри которой сверху вниз размещены поперечные наклонные решетчатые перегородки с проемом в виде сегмента в своей нижней части, направление уклона которых поочередно меняется в противоположные стороны, причем поглотительная башня в своей верхней части снабжена патрубком подачи сырого осадка, размещенным на входе в первую сверху решетчатую перегородку и встроенным в верхней крышку патрубком вывода обработанных газов, соединенным с обратным рабочим газоходом, а в своей нижней части снабжена патрубками подачи исходного газа и насыщенного сырого осадка соответственно, при этом обратный рабочий газоход соединен также с промывочной башней, в верхней части которой помещен распределитель жидкости, соединенный с трубопроводом сырой воды, при этом нижняя часть ее соединена трубопроводом с отстойником, верхняя часть которого соединена с трубопроводом грязной воды, а нижняя часть - с трубопроводом сырого осадка, который, в свою очередь, соединен с метантенком. 2. The device for implementing the method according to claim 1, comprising a transit gas duct, a heat exchanger, an absorption and washing tower, characterized in that the transit gas duct is branched into a reserve gas duct with a gate connected to the chimney, and a working gas duct with a gate connected in series with the heat exchanger , an absorption tower, inside of which transverse oblique lattice partitions are placed from top to bottom with an opening in the form of a segment in its lower part, the direction of the slope of which alternately changes to the opposite hundred they are, moreover, the absorption tower in its upper part is equipped with a raw sludge supply pipe located at the entrance to the first trellised partition and a processed gas outlet pipe integrated in the upper cover connected to the return working gas duct, and in its lower part is equipped with feed gas pipes and saturated raw sludge, respectively, while the return working flue is also connected to the washing tower, in the upper part of which is placed a liquid distributor connected to the crude water pipe s, while its lower part is connected to a sump duct, the upper part of which is connected to the dirty water pipe while the lower part - with the conduit crude precipitate which, in turn, connected to the digester.
RU2007148935/15A 2007-12-25 2007-12-25 Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane RU2371239C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007148935/15A RU2371239C2 (en) 2007-12-25 2007-12-25 Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007148935/15A RU2371239C2 (en) 2007-12-25 2007-12-25 Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007148935A RU2007148935A (en) 2009-06-27
RU2371239C2 true RU2371239C2 (en) 2009-10-27

Family

ID=41026872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007148935/15A RU2371239C2 (en) 2007-12-25 2007-12-25 Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2371239C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603736C2 (en) * 2011-08-11 2016-11-27 Недерландсе Органисати Вор Тугепаст-Натюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно Method and device for capturing carbon dioxide (co2) from a gaseous stream
RU2674125C1 (en) * 2017-12-19 2018-12-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Agricultural and industrial complex enterprises waste water sediments thermal treatment device
RU2678129C2 (en) * 2014-03-28 2019-01-23 Университет Варминьско-Мазурский В Ольштыне Photobioreactor for co2 biosequestration with immobilised biomass of algae or cyanobacteria
RU2689620C1 (en) * 2017-01-24 2019-05-28 Мицубиси Хеви Индастриз Энджиниринг, Лтд. Exhaust gas cleaning device and co2 extraction device using it
RU2733774C1 (en) * 2020-02-13 2020-10-06 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром" Method of extracting carbon dioxide from flue gases and device for realizing said method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603736C2 (en) * 2011-08-11 2016-11-27 Недерландсе Органисати Вор Тугепаст-Натюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно Method and device for capturing carbon dioxide (co2) from a gaseous stream
RU2678129C2 (en) * 2014-03-28 2019-01-23 Университет Варминьско-Мазурский В Ольштыне Photobioreactor for co2 biosequestration with immobilised biomass of algae or cyanobacteria
RU2689620C1 (en) * 2017-01-24 2019-05-28 Мицубиси Хеви Индастриз Энджиниринг, Лтд. Exhaust gas cleaning device and co2 extraction device using it
RU2674125C1 (en) * 2017-12-19 2018-12-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Agricultural and industrial complex enterprises waste water sediments thermal treatment device
RU2733774C1 (en) * 2020-02-13 2020-10-06 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром" Method of extracting carbon dioxide from flue gases and device for realizing said method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007148935A (en) 2009-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9901864B2 (en) Device and method for simultaneous hydrogen sulphide removal and biogas upgrading
RU2371239C2 (en) Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane
EP2918327B1 (en) Method for purifying gaseous effluents by selective removal of the pollutants contained therein
CN104707454B (en) Tower flue gases of cock oven UTILIZATION OF VESIDUAL HEAT IN and simultaneous SO_2 and NO removal system
CN106745427A (en) A kind of low-temp low-pressure desulfurization wastewater evaporating and technique
US20110011261A1 (en) Wet scrubber for carbon dioxide collection
CN1698933A (en) Desulfurization denitration dust collecting integral purifier for coal burning boiler fume gas
CN101254392A (en) Energy-saving type sodium sulphite circulation desulfurizing device and method
CN101476822B (en) Burner gas purification system and process for silicon-manganese alloy electric furnace
KR101807244B1 (en) Apparatus for preparing biogas
CN112875968A (en) Desulfurization wastewater zero discharge system and method thereof
CN106076114B (en) A kind of smoke processing system and method
RU2090245C1 (en) Method and apparatus for neutralizing impurities
RU2009132473A (en) EXCLUSION OF A SEWAGE TREATMENT SYSTEM
CN109126410A (en) A kind of biological desulfurization process for biogas
CN201558666U (en) Fume desulfurizing equipment for fuel furnace
CN205832930U (en) Coking type smoke pollutant removal and flue gas regenerative apparatus and coking smoke processing system
TW202308750A (en) Hydrogen production system
CN105688629B (en) It purifies anaerobic fermentation gas and recycles the method and system of phosphate and carbon dioxide
CN210826083U (en) Fixed bed intermittent type gas making peculiar smell eliminating device
CN203955020U (en) New waste gas desulfurizer
EP3511310A1 (en) Device and method for increasing the content of methane in a current of biogas by means of a low-pressure airlift system
RU2708005C1 (en) Method of purifying sulphurous alkali waste water
ES2442244A1 (en) Microaerobic system for controlling the concentration of hydrogen sulfide in biomethanation reactors
BR102016017395A2 (en) Modified UASB REACTOR, ENERGY USE METHOD AND USE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091226