RU2764684C1 - Устройство для очистки отходящих газов - Google Patents
Устройство для очистки отходящих газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764684C1 RU2764684C1 RU2021100050A RU2021100050A RU2764684C1 RU 2764684 C1 RU2764684 C1 RU 2764684C1 RU 2021100050 A RU2021100050 A RU 2021100050A RU 2021100050 A RU2021100050 A RU 2021100050A RU 2764684 C1 RU2764684 C1 RU 2764684C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- exhaust gases
- tiers
- reactor
- dischargers
- purifying exhaust
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оборудованию для очистки отходящих газов различных производств от содержащихся в них вредных компонентов и может быть использовано для улучшения экологической обстановки в промышленных зонах, а также в системах, использующих очищенные отработанные газы для получения энергии. Устройство для очистки отходящих газов от различных токсичных соединений, в частности от сероводорода, сероуглерода, угольной пыли, выполнено в виде цилиндрического реактора 1, содержащего секции 2 с разрядниками 3, которые организованы в каждой секции 2 в несколько ярусов 4, расположенных последовательно по ходу протекания потока отходящих газов. Плоскости ярусов 4 перпендикулярны оси реактора 1. Разрядники 3 установлены на внутренней стенке корпуса реактора 1 по всей длине окружности и размещены в плоскости ярусов 4. Разрядники 3 ориентированы по радиусу R корпуса реактора и протяженность разрядников 3 в радиальном направлении в каждом ярусе 4 варьируется в диапазоне (0,1-0,9)R. Питание разрядников 3 осуществляется с помощью импульсных генераторов низкого напряжения 9 и подсоединенных к ним индукционных катушек 10. Изобретение позволяет создать энергоэкономичное устройство для очистки отходящих газов от вредных компонент. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Description
Заявляемое изобретение относится к оборудованию для очистки отходящих газов различных производств от содержащихся в них вредных компонент и может быть использовано для улучшения экологической обстановки в промышленных зонах, а также в системах, использующих очищенные отработанные газы для получения энергии.
Известно устройство для очистки отходящих газов по заявке WO №9703746, МПК B01D 53/32, 1997 г. Указанное устройство представляет собой цилиндрический реактор, металлические стенки которого покрыты слоем диэлектрика, а на оси реактора находится электрод с плоскими дисками, расположенными перпендикулярно оси реактора. При подаче напряжения между стенками реактора (первый электрод) и дисками (второй электрод) возникает барьерный диэлектрический разряд, который позволяет генерировать при атмосферном давлении нетермическую плазму. Очистка отходящих газов от вредных примесей осуществляется плазмой в пространстве между электродами реактора.
Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет осуществлять пространственное варьирование энергии плазмы для селективного воздействия на различные вредные компоненты, содержащиеся в отходящих газах, т.е. не позволяет осуществлять одновременное генерирование в различных участках разрядного промежутка плазму с различной интенсивностью, что, в свою очередь, сужает функциональные возможности устройства. Кроме того, известное устройство характеризуется низкой энергоэкономичностью.
В качестве ближайшего технического решенияк заявляемому выбрано устройство для очистки отходящих газов по патенту США №7648683, МПК B01J 19/08, 2010 г. Электродная система в известном устройстве состоит из плоских электродов, образующих штабелированную структуру. Каждый электрод представляет собой плоское тело, выполненное из диэлектрика, внутри которого находится металлическая пленка. При подаче на электроды напряжения в пространстве между ними генерируется нетермическая плазма. Поскольку расстояния между плоскими электродами могут быть различными, в известном устройстве реализуется возможность генерации плазмы с различной интенсивностью, что, в свою очередь, способствует более полному воздействию плазмы на различные вредные компоненты, содержащиеся в отходящих газах.
Недостатком известного устройства является низкая энергоэкономичность, обусловленная необходимостью использования для генерации плазмы, способной осуществлять эффективную очистку отходящих газов от вредных компонент, больших мощностей.
Технический результат, достигаемый изобретением - создание энергоэкономичного устройства для очистки отходящих газов от вредных компонент.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки отходящих газов, содержащем электродную систему, размещенную в корпусе и подсоединенную к источникам напряжения с возможностью селективного воздействия на компоненты отходящих газов, что электродная система выполнена в виде секций, содержащих ярусы с электроискровыми разрядниками, расположенные в цилиндрическом корпусе устройства последовательно по ходу протекания через упомянутое устройство потока отходящих газов, причем плоскости упомянутых ярусов перпендикулярны оси устройства; каждый ярус состоит из разрядников, установленных на внутренней стенке цилиндрического корпуса устройства по всей длине окружности и расположенных в плоскости ярусов, при этом разрядники ориентированы по радиусу R корпуса устройства и их протяженность в радиальном направлении в каждом ярусе варьируется в диапазоне (0,1-0,9)R.
Указанный технический результат достигается также тем, что угловое расстояние между соседними разрядниками в каждой ярусе выбирается в диапазоне (10-20)°.
Указанный технический результат достигается также тем, что расстояние между соседними ярусами в каждой секции выбирается равным (0,1-0,2)R.
Указанный технический результат достигается также тем, что корпус упомянутого устройства образован стенками трубопровода, служащего для удаления отходящих газов.
Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 схематически изображено устройство для очистки отходящих газов, на фиг. 2, выносной вид I, показана конструкция разрядников и их крепление на реакторе, на фиг. 3, сечение А-А, иллюстрируется расположение разрядников в ярусах секций устройства.
Заявляемое устройство представляет собой цилиндрический реактор с открытыми торцами 1, который может быть выполнен как в виде монолитной конструкции - самостоятельного устройства, комбинируемого с трубопроводом для удаления отходящих газов, так и в виде конструктива, когда стенки реактора 1 образованы стенками трубопровода. Предпочтительное расположение реактора 1 - в начале трубопровода.
Цилиндрический реактор 1 содержит несколько секций 2 с электроискровыми разрядниками 3, при этом разрядники 3 организованы в каждой секции 2 в несколько ярусов 4, расположенных последовательно по ходу протекания потока отходящих газов. Плоскости ярусов 4 перпендикулярны оси реактора 1.
Электроискровые разрядники 3 состоят из первого электрода 5, непосредственно закрепленного на стенке реактора 1, и второго электрода 6, изолированного от стенки реактора 1 посредством керамической шайбы 7. Зазор между торцами электродов 4 и 5 образует искровой промежуток 8.
Разрядники 3 установлены на внутренней стенке корпуса реактора 1 по всей длине окружности и размещены в плоскости ярусов 4. Разрядники 3 ориентированы по радиусу R корпуса реактора и протяженность разрядников 3 в радиальном направлении в каждом ярусе 4 варьируется в диапазоне (0,1-0,9)R. Размещение разрядников 3 с различной протяженностью по длине окружности ярусов 4 не носит принципиального характера.
Угловое расстояние между соседними разрядниками 3 в каждом ярусе 4 выбирается в диапазоне (10-20)°.
Расстояние между соседними ярусами 4 в каждой секции 2 выбирается равным (0,1-0,2)R.
Питание разрядников 3 осуществляется с помощью импульсных генераторов низкого напряжения 9 и подсоединенных к ним индукционных катушек 10, которые при помощи токопроводов соединены со вторыми электродами 6 разрядников 3.
Число генераторов 9 равно числу секций 2 устройства, т.е. каждый генератор 9 подключен к соответствующей секции 2. Количество индукционных катушек 10 в каждой секции 2 равно числу разрядников 3. (3)
Количество секций 2 в устройстве - и, соответственно, общее количество разрядников в устройстве - варьируется в зависимости от диаметра реактора 1 (диаметра трубопровода, служащего для удаления отходящих газов). В Таблице 1 приведены данные по количеству секций, общему количеству разрядников и суммарной мощности, потребляемой устройством, для одного из вариантов реализации устройства в зависимости от диаметра трубопровода D (4).
Заявляемое устройство работает следующим образом. Напряжение 12 В от питающей сети подается на генераторы 9, в которых генерируется импульсный ток частотой 4-10 кГц. Далее импульсный ток индуцирует в индукционных катушках 10 высокое напряжение в диапазоне 18-20 кВ. Указанное напряжение поступает на электроды 5 и 6 разрядников, в результате чего в зазоре между торцами электродов 5 и 6 возникает электрический разряд, который воздействует на компоненты проходящих через реактор 1 отходящих газов.
В искровых промежутках 8 разрядников 3 происходит процесс расщепления содержащихся в отходящих газах различных токсичных соединений - СО, СО2, NO2 и СНх. В результате ударного воздействия на молекулы СО, СО2, NO2 и СНх электрического разряда, энергия которого больше энергии связи атомов в молекулах, происходит распад молекул на отдельные составляющие - С, О2, N2, Н2, которые не относятся к токсичным компонентам. Конструктивное выполнение секций 2, в пределах которых разрядники 3 имеют различную протяженность - от 0,1R до 0,9R - обеспечивает генерацию искрового разряда практически в каждой точке поперечного сечения реактора 1, и, как следствие, способствует тому, что искровой разряд воздействует на весь поток газов, проходящих через реактор 1. Кроме того, индивидуальное питание импульсным напряжением разрядников 3 данной секции 2 реализует возможность селективного воздействия на различные вредные компоненты путем варьирования в отдельных разрядниках 3 амплитуды и частоты импульсного напряжения, поскольку для эффективного расщепления различных компонентов в отходящих газах может потребоваться различная мощность электрического разряда.
Следует сказать, что заявляемое устройство будет эффективно для очистки отходящих газов от различных токсичных соединений, в частности, от сероводорода и сероуглерода.
Очищенные от вредных компонент (в т.ч. от угольной пыли) отходящие газы могут быть выброшены в атмосферу без ухудшения экологической обстановки в зоне данного производства, поскольку содержание указанных вредных компонент значительно ниже ПДК. Кроме того, очищенные отходящие газы могут быть использованы в качестве топлива в оборудовании, служащем для получения энергии, например, в газовых турбинах.
Как видно из таблицы 1, суммарная мощность, потребляемая разрядниками в заявляемом устройстве, существенно ниже мощности, требуемой для эффективной очистки отходящих газов от вредных компонент в устройстве, принятом в качестве ближайшего аналога, что свидетельствует о высокой энергоэкономичности заявляемого устройства для очистки отходящих газов.
Ресурс эксплуатации заявляемого устройства не ограничен по времени, так как искровой промежуток разрядника постоянно очищается от сажи выделяемыми при электрическом разряде кислородом и озоном, а остальная часть сечения трубопровода остается свободной для прохождения потока газов.
Claims (4)
1. Устройство для очистки отходящих газов от различных токсичных соединений, в частности от сероводорода, сероуглерода, угольной пыли, содержащее электродную систему, размещенную в корпусе и подсоединенную к источникам напряжения, отличающееся тем, что электродная система выполнена с возможностью селективного воздействия на компоненты отходящих газов, таких как СО, СО2, NО2 и CHx, и организована в виде секций, содержащих ярусы с электроискровыми разрядниками, расположенные в цилиндрическом корпусе устройства последовательно по ходу протекания через упомянутое устройство потока отходящих газов, причем плоскости упомянутых ярусов перпендикулярны оси устройства; каждый ярус состоит из разрядников, установленных на внутренней стенке цилиндрического корпуса устройства по всей длине окружности и расположенных в плоскости ярусов, при этом разрядники ориентированы по радиусу R корпуса устройства и их протяженность в радиальном направлении в каждом ярусе варьируется в диапазоне (0,1-0,9)R.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угловое расстояние между соседними разрядниками в каждом ярусе выбирается в диапазоне (10-20)°.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между соседними ярусами в каждой секции выбирается равным (0,1-0,2)R.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус упомянутого устройства образован стенками трубопровода, служащего для удаления отходящих газов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021100050A RU2764684C1 (ru) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Устройство для очистки отходящих газов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021100050A RU2764684C1 (ru) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Устройство для очистки отходящих газов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2764684C1 true RU2764684C1 (ru) | 2022-01-19 |
Family
ID=80040183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021100050A RU2764684C1 (ru) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Устройство для очистки отходящих газов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2764684C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11984237B1 (en) | 2023-07-20 | 2024-05-14 | Mikhail Aleksandrovich Meshchaninov | Source of charged particles |
| US11986791B1 (en) | 2023-07-20 | 2024-05-21 | Mikhail Aleksandrovich Meshchaninov | Reactor for waste treatment |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2144434C1 (ru) * | 1998-08-05 | 2000-01-20 | Беспалов Вадим Игоревич | Устройство регенерационной очистки загазованного воздуха |
| EP1574680B1 (fr) * | 2004-03-11 | 2008-11-05 | Peugeot Citroen Automobiles S.A. | Système de purification des gaz d'échappement d'un moteur thermique de véhicule automobile et ligne d'échappement comportant un tel système |
| US7648683B2 (en) * | 2003-06-27 | 2010-01-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Plasma generating electrode, plasma generator, and exhaust gas purifying device |
| RU123463U1 (ru) * | 2012-07-03 | 2012-12-27 | Владислав Павлович Колесников | Устройство для очистки выхлопных газов |
| US8453430B2 (en) * | 2008-11-19 | 2013-06-04 | Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh | Configuration and method for cleaning an exhaust gas flow of an internal combustion engine by separating particles and motor vehicle having the configuration |
| RU154119U1 (ru) * | 2014-12-15 | 2015-08-20 | Владислав Павлович Колесников | Устройство для очистки и рециркуляции выхлопных газов |
| RU2642630C2 (ru) * | 2016-04-14 | 2018-01-25 | Владимир Петрович Колесников | Способ абсорбции газов и устройство для его осуществления |
| RU2714985C1 (ru) * | 2019-05-27 | 2020-02-21 | ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ЛАЙТТЕК ПЛЮС" (ЗАО "Лайттек Плюс") | Устройство для очистки и рециркуляции выхлопных газов |
| RU199195U1 (ru) * | 2020-03-12 | 2020-08-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Научные развлечения" | Плазменный нейтрализатор токсичных газов |
-
2021
- 2021-01-11 RU RU2021100050A patent/RU2764684C1/ru active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2144434C1 (ru) * | 1998-08-05 | 2000-01-20 | Беспалов Вадим Игоревич | Устройство регенерационной очистки загазованного воздуха |
| US7648683B2 (en) * | 2003-06-27 | 2010-01-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Plasma generating electrode, plasma generator, and exhaust gas purifying device |
| EP1574680B1 (fr) * | 2004-03-11 | 2008-11-05 | Peugeot Citroen Automobiles S.A. | Système de purification des gaz d'échappement d'un moteur thermique de véhicule automobile et ligne d'échappement comportant un tel système |
| US8453430B2 (en) * | 2008-11-19 | 2013-06-04 | Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh | Configuration and method for cleaning an exhaust gas flow of an internal combustion engine by separating particles and motor vehicle having the configuration |
| RU123463U1 (ru) * | 2012-07-03 | 2012-12-27 | Владислав Павлович Колесников | Устройство для очистки выхлопных газов |
| RU154119U1 (ru) * | 2014-12-15 | 2015-08-20 | Владислав Павлович Колесников | Устройство для очистки и рециркуляции выхлопных газов |
| RU2642630C2 (ru) * | 2016-04-14 | 2018-01-25 | Владимир Петрович Колесников | Способ абсорбции газов и устройство для его осуществления |
| RU2714985C1 (ru) * | 2019-05-27 | 2020-02-21 | ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ЛАЙТТЕК ПЛЮС" (ЗАО "Лайттек Плюс") | Устройство для очистки и рециркуляции выхлопных газов |
| RU199195U1 (ru) * | 2020-03-12 | 2020-08-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Научные развлечения" | Плазменный нейтрализатор токсичных газов |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11984237B1 (en) | 2023-07-20 | 2024-05-14 | Mikhail Aleksandrovich Meshchaninov | Source of charged particles |
| US11986791B1 (en) | 2023-07-20 | 2024-05-21 | Mikhail Aleksandrovich Meshchaninov | Reactor for waste treatment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5433832A (en) | Exhaust treatment system and method | |
| RU2764684C1 (ru) | Устройство для очистки отходящих газов | |
| US6565716B1 (en) | Dielectric barrier discharge system and method for decomposing hazardous compounds in fluids | |
| Takaki et al. | Removal of nitric oxide in flue gases by multi-point to plane dielectric barrier discharge | |
| JPH0999211A (ja) | 自己共振コロナ放電を使用したガス状汚染物質の破壊装置および方法 | |
| KR100239598B1 (ko) | 다단계 가스 오염물 제거 장치 및 방법 | |
| JP4016134B2 (ja) | ガス処理装置 | |
| KR100304235B1 (ko) | 다중전극코로나방전오염물제거장치 | |
| Anaghizi et al. | The configuration effects of electrode on the performance of dielectric barrier discharge reactor for NO x removal | |
| Ma et al. | Decomposition of benzene using a pulse-modulated DBD plasma | |
| EP1758670B1 (en) | Method and means for chemically modifying gases or fumes | |
| CN108392951B (zh) | 一种低温等离子气体净化装置 | |
| CN103263824A (zh) | 一种汞的氧化装置 | |
| Wedaa et al. | NO removal using dielectric barrier discharges in a multirod reactor stressed by AC and pulsed high voltages | |
| JP2006187766A (ja) | ガス処理装置およびガス処理用カートリッジ | |
| US7559976B2 (en) | Multi-stage collector for multi-pollutant control | |
| CN104524932A (zh) | 一种采用低温等离子技术净化工业废气的方法及设备 | |
| US20060119278A1 (en) | Gas decomposition apparatus and gas treatment cartridge | |
| Cimerman et al. | Generation of honeycomb discharge assisted by micro-hollow surface dielectric barrier discharge | |
| WO2008120819A1 (ja) | 排ガス浄化装置 | |
| Brandenburg et al. | Plasma-based depollution of exhausts: principles, state of the art and future prospects | |
| Bhattacharyya et al. | Performance of helical and straight-wire corona electrodes for NOx abatement under AC/pulse energizations | |
| RU2361095C1 (ru) | Устройство для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания от оксидов азота | |
| KR100472751B1 (ko) | 유전체장벽구조를 갖는 혼합일체형 유해가스정화장치 | |
| JPH05332128A (ja) | 排気ガス浄化装置 |