RU2808683C1 - Engine exhaust gas purification system for autonomous power plant operating in closed cycle - Google Patents

Engine exhaust gas purification system for autonomous power plant operating in closed cycle Download PDF

Info

Publication number
RU2808683C1
RU2808683C1 RU2023103276A RU2023103276A RU2808683C1 RU 2808683 C1 RU2808683 C1 RU 2808683C1 RU 2023103276 A RU2023103276 A RU 2023103276A RU 2023103276 A RU2023103276 A RU 2023103276A RU 2808683 C1 RU2808683 C1 RU 2808683C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
neutralizing solution
exhaust gases
power plant
engine
scrubber
Prior art date
Application number
RU2023103276A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Александрович Вакуненков
Николай Геннадьевич Кириллов
Роман Сергеевич Новиков
Евгений Леонидович Землянко
Алексей Сергеевич Черных
Сергей Владимирович Саркисов
Евгений Олегович Добрышкин
Original Assignee
Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU2808683C1 publication Critical patent/RU2808683C1/en

Links

Abstract

FIELD: exhaust purification.
SUBSTANCE: invention relates to exhaust gas purification systems for engines of autonomous power plants operating in a closed cycle. In the scrubber cavity, as the exhaust gases move from bottom to top, the exhaust gases pass through the foaming zone 20, located above the slotted plates 4. To form foam, an aqueous neutralizing solution in the form of lime milk is supplied to the foaming zone 20 from a horizontal perforated pipe 5 along the supply line of an aqueous neutralizing solution 6 from a dosing tank 7, which is collected on slotted plates 4 installed in the middle part of the scrubber cavity 1. Exhaust gases from the engine 21 entering through the exhaust gas supply line 2, due to the high pressure created by the compressor 15, pass through the slots of the slotted plates 4 and churn the solution of an aqueous neutralizing solution (lime milk) into foam in the foaming zone 20. Due to the formation of lime milk foam, the contact area of the reacting media in the foaming zone 20 increases sharply, which increases the efficiency of the reaction between the exhaust gases and the aqueous neutralizing solution for removing carbon dioxide from the exhaust gases of the engine 21 of a power plant operating in a closed cycle.
EFFECT: increase in the efficiency of the reaction between exhaust gases and an aqueous neutralizing solution to remove carbon dioxide from the exhaust gases of a power plant engine, safety of work of maintenance personnel with the neutralizing solution and a decrease in the humidity of the purified exhaust gases.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам очистки отработавших газов двигателей автономных энергетических установок, работающих по замкнутому циклу.The invention relates to exhaust gas purification systems for engines of autonomous power plants operating in a closed cycle.

Известен аппарат для мокрой очистки газов, содержащий корпус с входным патрубком в нижней части, патрубком для выхода очищенного газа в верхней части, перфорированную опорную решетку со слоем насадки, установленную на штоке с возможностью вертикального перемещения, оросительное устройство, размещенное над насадкой, загрузочный дозатор насадки, размещенный в верхней части корпуса, и жалюзийный водоотбойник, закрепленный на штоке под опорной решеткой, при этом опорная решетка имеет коническую поверхность с углом откоса, равным углу естественного откоса насадки, а входной патрубок подведен тангенциально (Патент РФ №2054306, опубл. от 14.07.1992.).An apparatus for wet gas purification is known, containing a housing with an inlet pipe in the lower part, a pipe for the outlet of purified gas in the upper part, a perforated support grid with a layer of nozzle mounted on a rod with the possibility of vertical movement, an irrigation device placed above the nozzle, a loading nozzle dispenser , located in the upper part of the body, and a louvered water trap mounted on a rod under the support grille, while the support grille has a conical surface with an angle of repose equal to the angle of repose of the nozzle, and the inlet pipe is connected tangentially (RF Patent No. 2054306, published on July 14 .1992).

Недостатком данного устройства является относительно низкая степень эффективности очистки отработавших газов и необходимость периодической замены насадки.The disadvantage of this device is the relatively low degree of efficiency of exhaust gas cleaning and the need to periodically replace the nozzle.

Известен аппарат для очистки газов, содержащий корпус с входным тангенциальным патрубком, оросители и поддон со сливным отверстием, при этом на внутренней поверхности корпуса выполнены по винтовой линии выступы треугольного профиля, а угол при вершине выступа выбран таким, что пленка жидкости многократно огибает его (Патент РФ №2179058, опубл. от 10.02.2002, Бюл. №4).An apparatus for purifying gases is known, containing a housing with an inlet tangential pipe, sprinklers and a pan with a drain hole, while on the inner surface of the housing there are protrusions of a triangular profile along a helical line, and the angle at the apex of the protrusion is chosen such that the liquid film goes around it many times (Patent RF No. 2179058, published on February 10, 2002, Bulletin No. 4).

Недостатком данного аппарата является его низкая эффективность очистки в сравнении с барботажными скрубберами и отсутствие эффективного поглощения диоксида углерода в связи с использованием воды для очистки отработавших газов.The disadvantage of this device is its low cleaning efficiency compared to bubble scrubbers and the lack of effective absorption of carbon dioxide due to the use of water for exhaust gas cleaning.

Известно устройство пенного скруббера (барботажно-пенного аппарата) для очистки газов от вредных примесей, в состав которого входит зона пенообразования, расположенная внутри корпуса скруббера и состоящая из слоя раствора, через который проходят очищаемые газы под давлением, при этом увеличение расхода очищаемого газа приводит к росту скорости газов в корпусе скруббера и, соответственно, к росту высоты пенного слоя в зоне пенообразования скруббера, что улучшает условия реакции между контактирующими средами (Патент РФ №2317846, опубл. от 27.02.2008, Бюл. №6).A known device is a foam scrubber (bubbling-foam apparatus) for purifying gases from harmful impurities, which includes a foaming zone located inside the scrubber body and consisting of a layer of solution through which the purified gases pass under pressure, while an increase in the flow rate of the purified gas leads to an increase in the velocity of gases in the scrubber body and, accordingly, an increase in the height of the foam layer in the foam formation zone of the scrubber, which improves the reaction conditions between the contacting media (RF Patent No. 2317846, published on February 27, 2008, Bulletin No. 6).

Известна система очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу, включающая емкость для хранения сухого нейтрализующего вещества, емкость-дозатор для приготовления водного нейтрализующего раствора, линию подачи сухого нейтрализующего вещества из емкости для его хранения в емкость-дозатор для приготовления водного нейтрализующего раствора, линию подачи нагретой охлаждающей воды от двигателя автономной энергетической установки в емкость-дозатор для приготовления водного нейтрализующего раствора с расположенным на ней регулирующим вентилем, контактный теплообменник для очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки водным нейтрализующего раствором, линию подачи водного нейтрализующего раствора с циркуляционным насосом из емкости-дозатора для приготовления водного нейтрализующего раствора в контактном теплообменнике, линию подачи отработавших газов от двигателя автономной энергетической установки в контактный теплообменник, линию подачи очищенных отработавших газов из контактного теплообменника в двигатель автономной энергетической установки для использования в замкнутом цикле энергетической установки, линию слива химически грязного водного нейтрализующего раствора с циркуляционным насосом из контактного теплообменника в хранилище (емкость) химически грязного водного нейтрализующего раствора (Патент РФ №2766659, опубл. от 15.03.2022, Бюл. №8).A known system for purifying engine exhaust gases of an autonomous power plant operating in a closed cycle, including a container for storing a dry neutralizing agent, a dispenser container for preparing an aqueous neutralizing solution, a line for supplying a dry neutralizing agent from a container for storing it to a dispenser container for preparing an aqueous neutralizing solution solution, a line for supplying heated cooling water from the engine of an autonomous power plant to a dispenser container for preparing an aqueous neutralizing solution with a control valve located on it, a contact heat exchanger for cleaning the exhaust gases of the engine of an autonomous power plant with an aqueous neutralizing solution, a supply line for an aqueous neutralizing solution with a circulation pump from a dispenser container for preparing an aqueous neutralizing solution in a contact heat exchanger, a supply line for exhaust gases from the engine of an autonomous power plant to a contact heat exchanger, a line for supplying purified exhaust gases from a contact heat exchanger to the engine of an autonomous power plant for use in a closed cycle of a power plant, a chemical drain line dirty aqueous neutralizing solution with a circulation pump from a contact heat exchanger into a storage (tank) of a chemically dirty aqueous neutralizing solution (RF Patent No. 2766659, publ. dated 03/15/2022, Bulletin. No. 8).

Недостатками данного технического решения являются низкая эффективность реакции между отработавшими газами и водным нейтрализующим раствором в виде малой площади контакта реагирующих сред и использования водного раствора карбамида для нейтрализации вредных компонентов отработавших газов двигателя автономной энергетической установки, который эффективен для удаления серы и окислов азота, но не эффективен для удаления углекислого газа (СО2) из состава отработавших газов, высокая влажность очищенных отработавших газов, при этом приготовление водного раствора карбамида требует точной дозировки и принятия специальных мер предосторожности - перчаток, респираторов и защитных очков у обслуживающего персонала.The disadvantages of this technical solution are the low efficiency of the reaction between the exhaust gases and the aqueous neutralizing solution in the form of a small contact area of the reacting media and the use of an aqueous solution of urea to neutralize harmful components of the exhaust gases of the engine of an autonomous power plant, which is effective for removing sulfur and nitrogen oxides, but is not effective to remove carbon dioxide (CO 2 ) from the exhaust gases, high humidity of the purified exhaust gases, while the preparation of an aqueous solution of urea requires precise dosage and the adoption of special precautions - gloves, respirators and safety glasses for operating personnel.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности реакции между отработавшими газами и водным нейтрализующим раствором для удаления углекислого газа из состава отработавших газов двигателя энергетической установки, безопасности работы обслуживающего персонала с нейтрализующим раствором и снижении влажности очищенных отработавших газов, подаваемых в двигатель автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу.The technical result that can be obtained by implementing the invention is to increase the efficiency of the reaction between exhaust gases and an aqueous neutralizing solution to remove carbon dioxide from the exhaust gases of a power plant engine, the safety of operating personnel with the neutralizing solution and reducing the humidity of purified exhaust gases supplied into the engine of an autonomous power plant operating in a closed cycle.

Для достижения этого технического результата система очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу, включающая емкость для хранения сухого нейтрализующего вещества, емкость-дозатор для приготовления водного нейтрализующего раствора, линию подачи сухого нейтрализующего вещества из емкости для его хранения в емкость-дозатор для приготовления водного нейтрализующего раствора, линию подачи нагретой охлаждающей воды от двигателя автономной энергетической установки в емкость-дозатор для приготовления водного нейтрализующего раствора с расположенным на ней регулирующим вентилем, контактный теплообменник для очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки водным нейтрализующим раствором, линию подачи водного нейтрализующего раствора с циркуляционным насосом из емкости-дозатора для приготовления водного нейтрализующего раствора в контактный теплообменник, линию подачи отработавших газов от двигателя автономной энергетической установки в контактный теплообменник, линию подачи очищенных отработавших газов из контактного теплообменника в двигатель автономной энергетической установки для использования в замкнутом цикле энергетической установки, линию слива химически грязного водного нейтрализующего раствора с циркуляционным насосом из контактного теплообменника в хранилище химически грязного водного нейтрализующего раствора, снабжена контактным теплообменником для очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки, выполненным в виде скруббера цилиндрической формы, нижняя часть которого заканчивается усеченным конусом, внутри полости скруббера в верхней его части установлен каплеуловитель-осушатель, в средней части полости скруббера размещены щелевые тарелки, над которыми установлена горизонтальная перфорированная труба, подсоединенная к линии подачи водного нейтрализующего раствора из емкости-дозатора, компрессором, расположенным на линии подачи отработавших газов от двигателя автономной энергетической установки в скруббер, присоединенной к скрубберу в его нижней части под щелевыми тарелками, при этом линия подачи очищенных отработавших газов из скруббера в двигатель автономной электростанции подсоединена к скрубберу выше уровня каплеуловителя-осушателя, линия слива химически грязного водного нейтрализующего раствора из скруббера в хранилище химически грязного водного нейтрализующего раствора подсоединена к нижней части скруббера в области дна усеченного конуса, в качестве сухого нейтрализующего вещества используется гашеная известь, а в качестве водного нейтрализующего раствора используется известковое молоко, получаемое в емкости-дозаторе путем перемешивания воды и гашеной извести с помощью смесительного устройства, установленного внутри емкости-дозатора.To achieve this technical result, a system for purifying engine exhaust gases of an autonomous power plant operating in a closed cycle, including a container for storing a dry neutralizing agent, a dispenser container for preparing an aqueous neutralizing solution, a line for supplying a dry neutralizing agent from a storage container to a dispenser container for the preparation of an aqueous neutralizing solution, a line for supplying heated cooling water from the engine of an autonomous power plant to a dispenser container for preparing an aqueous neutralizing solution with a control valve located on it, a contact heat exchanger for cleaning the exhaust gases of the engine of an autonomous power plant with an aqueous neutralizing solution, a supply line for an aqueous neutralizing solution solution with a circulation pump from a dosing container for preparing an aqueous neutralizing solution into a contact heat exchanger, a supply line for exhaust gases from the engine of an autonomous power plant to a contact heat exchanger, a supply line for purified exhaust gases from a contact heat exchanger into the engine of an autonomous power plant for use in a closed cycle of a power plant , a line for draining a chemically dirty aqueous neutralizing solution with a circulation pump from a contact heat exchanger into a storage facility for a chemically dirty aqueous neutralizing solution, equipped with a contact heat exchanger for cleaning the exhaust gases of an autonomous power plant engine, made in the form of a cylindrical scrubber, the lower part of which ends in a truncated cone, inside the cavity of the scrubber, a droplet eliminator-dryer is installed in its upper part; in the middle part of the scrubber cavity there are slotted plates, above which a horizontal perforated pipe is installed, connected to the supply line of the aqueous neutralizing solution from the dosing container, by a compressor located on the supply line of the exhaust gases from the engine of the autonomous power plant installation in the scrubber, connected to the scrubber in its lower part under the slotted plates, while the supply line of purified exhaust gases from the scrubber to the engine of the autonomous power plant is connected to the scrubber above the level of the droplet eliminator-dryer, the line for draining the chemically dirty aqueous neutralizing solution from the scrubber into the chemically dirty storage aqueous neutralizing solution is connected to the lower part of the scrubber in the area of the bottom of the truncated cone, slaked lime is used as a dry neutralizing substance, and lime milk is used as an aqueous neutralizing solution, obtained in a dosing container by mixing water and slaked lime using a mixing device installed inside the dispenser container.

Введение в состав системы очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу, контактного теплообменника, выполненного в виде скруббера цилиндрической формы, нижняя часть которого заканчивается усеченным конусом, внутри полости скруббера в верхней его части установлен каплеуловитель-осушатель, в средней части полости скруббера размещены щелевые тарелки, над которыми установлена горизонтальная перфорированная труба, подсоединенная к линии подачи водного нейтрализующего раствора из емкости-дозатора, компрессора, расположенного на линии подачи отработавших газов от двигателя автономной энергетической установки в скруббер, присоединенной к скрубберу в его нижней части под щелевыми тарелками, линии подачи очищенных отработавших газов из скруббера в двигатель автономной электростанции, подсоединенной к скрубберу выше уровня каплеуловителя-осушателя, линии слива химически грязного водного нейтрализующего раствора из скруббера в хранилище химически грязного водного нейтрализующего раствора, подсоединенной к нижней части скруббера в области дна усеченного конуса, а также применение в качестве сухого нейтрализующего вещества используется гашеная известь и применение в качестве водного нейтрализующего раствора известкового молока, получаемого в емкости-дозаторе путем перемешивания воды и гашеной извести с помощью смесительного устройства, установленного внутри емкости-дозатора, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности формирования зоны пенообразования над щелевыми тарелками за счет прохождения отработавших газов, подаваемых под давлением компрессора, расположенного на линии подачи отработавших газов, через известковое молоко - водный нейтрализующий раствор, которое поступает в зону пенообразования по горизонтальной перфорированной трубе, что обеспечивает повышение эффективности реакции между отработавшими газами и водным нейтрализующим раствором для удаления углекислого газа из состава отработавших газов двигателя энергетической установки за счет увеличения площади контакта реагирующих сред в зоне пенообразования и использования известкового молока для удаления углекислого газа из состава отработавших газов двигателя автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу, снижения влажности очищенных отработавших газов, подаваемых в двигатель автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу, за счет использования в верхней части скруббера каплеуловителя-осушателя для улавливания водяных паров, выходящих из зоны пенообразования в составе очищенных отработавших газов, а также повышение безопасности работы обслуживающего персонала с нейтрализующим раствором за счет использования в качестве нейтрализующего раствора водного раствора гашеной извести - известкового молока, имеющего низкий уровень химического воздействия на обслуживающий персонал.Introduction into the engine exhaust gas purification system of an autonomous power plant operating in a closed cycle, a contact heat exchanger made in the form of a cylindrical scrubber, the lower part of which ends in a truncated cone; a droplet eliminator-dryer is installed inside the scrubber cavity in its upper part, in the middle part of the cavity The scrubber contains slotted plates, above which a horizontal perforated pipe is installed, connected to the supply line of an aqueous neutralizing solution from a dispenser tank, a compressor located on the exhaust gas supply line from the engine of an autonomous power plant to the scrubber, connected to the scrubber in its lower part under the slotted plates , a line for supplying purified exhaust gases from the scrubber to the engine of an autonomous power plant, connected to the scrubber above the level of the droplet eliminator-dryer, a line for draining the chemically dirty aqueous neutralizing solution from the scrubber into the storage of the chemically dirty aqueous neutralizing solution, connected to the lower part of the scrubber in the bottom area of the truncated cone, as well as the use of slaked lime as a dry neutralizing agent and the use of lime milk as an aqueous neutralizing solution, obtained in a dispenser container by mixing water and slaked lime using a mixing device installed inside the dispenser container, allows one to obtain a new property, consisting in the possibility of forming a foaming zone above the slotted plates due to the passage of exhaust gases supplied under pressure from a compressor located on the exhaust gas supply line through lime milk - an aqueous neutralizing solution, which enters the foaming zone through a horizontal perforated pipe, which increases the efficiency of the reaction between the exhaust gases gases and an aqueous neutralizing solution to remove carbon dioxide from the exhaust gases of the engine of a power plant by increasing the contact area of the reacting media in the foaming zone and using lime milk to remove carbon dioxide from the exhaust gases of the engine of an autonomous power plant operating in a closed cycle, reducing humidity purified exhaust gases supplied to the engine of an autonomous power plant operating in a closed cycle, due to the use of a droplet eliminator-dryer in the upper part of the scrubber to capture water vapor emerging from the foaming zone as part of the purified exhaust gases, as well as increasing the safety of operating personnel with the neutralizing agent solution due to the use of an aqueous solution of slaked lime - lime milk, which has a low level of chemical impact on operating personnel - as a neutralizing solution.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема системы очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу, где:The present invention is illustrated by a drawing, where Fig. 1 shows a diagram of the engine exhaust gas purification system of an autonomous power plant operating in a closed cycle, where:

1 - скруббер (контактный теплообменник для очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки);1 - scrubber (contact heat exchanger for cleaning exhaust gases from the engine of an autonomous power plant);

2 - линии подачи отработавших газов от двигателя автономной энергетической установки в скруббер;2 - lines for supplying exhaust gases from the engine of an autonomous power plant to the scrubber;

3 - линия подачи очищенных отработавших газов из скруббера в двигатель автономной энергетической установки;3 - line for supplying purified exhaust gases from the scrubber to the engine of an autonomous power plant;

4 - щелевые тарелки;4 - slotted plates;

5 - горизонтальная перфорированная труба для подачи водного нейтрализующего раствора (известкового молока);5 - horizontal perforated pipe for supplying an aqueous neutralizing solution (lime milk);

6 - линия подачи водного нейтрализующего раствора из емкости-дозатора для приготовления водного нейтрализующего раствора в скруббер;6 - line for supplying an aqueous neutralizing solution from a dispenser container for preparing an aqueous neutralizing solution into the scrubber;

7 - емкость-дозатор для приготовления водного нейтрализующего раствора - известкового молока;7 - dispenser container for preparing an aqueous neutralizing solution - lime milk;

8 - емкость для хранения сухого нейтрализующего вещества (гашеной извести);8 - container for storing dry neutralizing substance (slaked lime);

9 - регулирующий вентиль линии подачи нагретой охлаждающей воды от двигателя автономной энергетической установки в емкость-дозатор;9 - control valve for the supply line of heated cooling water from the engine of the autonomous power plant to the dispenser container;

10 - каплеуловитель-осушатель;10 - droplet eliminator-dryer;

11 - нижняя часть скруббера в виде усеченного конуса;11 - lower part of the scrubber in the form of a truncated cone;

12 - линия слива химически грязного водного нейтрализующего раствора из скруббера в хранилище химически грязного водного нейтрализующего раствора;12 - line for draining the chemically dirty aqueous neutralizing solution from the scrubber into the storage of the chemically dirty aqueous neutralizing solution;

13 - циркуляционный насос линии слива химически грязного водного нейтрализующего раствора из скруббера в хранилище химически грязного водного нейтрализующего раствора;13 - circulation pump of the line for draining the chemically dirty aqueous neutralizing solution from the scrubber into the storage of the chemically dirty aqueous neutralizing solution;

14 - хранилище химически грязного водного нейтрализующего раствора (емкость для продуктов очистки отработавших газов);14 - storage of chemically dirty aqueous neutralizing solution (tank for exhaust gas purification products);

15 - компрессор;15 - compressor;

16 - смесительное устройство;16 - mixing device;

17 - линия подачи сухого нейтрализующего вещества (гашеной извести) из емкости для его хранения в емкость-дозатор;17 - line for supplying dry neutralizing substance (slaked lime) from the storage container to the dispenser container;

18 - линия подачи нагретой охлаждающей воды от двигателя автономной энергетической установки в емкость-дозатор;18 - line for supplying heated cooling water from the engine of the autonomous power plant to the dispenser container;

19 - контрольный люк;19 - control hatch;

20 - зона пенообразования;20 - foaming zone;

21 - двигатель автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу;21 - engine of an autonomous power plant operating in a closed cycle;

22 - циркуляционный насос линии подачи водного нейтрализующего раствора (известкового молока).22 - circulation pump for the supply line of the aqueous neutralizing solution (lime milk).

Предлагаемая система очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу, работает следующим образом.The proposed system for purifying engine exhaust gases of an autonomous power plant operating in a closed cycle operates as follows.

К скрубберу 1 в нижней его части под щелевыми тарелками 4 подсоединена линия подачи отработавших газов 2 от двигателя 21 автономной энергетической установки, по которой из двигателя 21 в скруббер 1 подаются отработавшие газы.The exhaust gas supply line 2 from the engine 21 of the autonomous power plant is connected to the scrubber 1 in its lower part under the slotted plates 4, through which exhaust gases are supplied from the engine 21 to the scrubber 1.

В полости скруббера по ходу движения отработавших газов снизу вверх, отработавшие газы проходят через зону пенообразования 20, расположенную над щелевыми тарелками 4. Для образования пены в зону пенообразования 20 из горизонтальной перфорированной трубы 5 подается водный нейтрализующий раствор в виде известкового молока, который собирается на щелевых тарелках 4, установленных в средней части полости скруббера 1. Водный нейтрализующий раствор в виде известкового молока подается в горизонтальную перфорированную трубу 5 по линии подачи водного нейтрализующего раствора 6 из емкости-дозатора 7.In the scrubber cavity, as the exhaust gases move from bottom to top, the exhaust gases pass through the foaming zone 20, located above the slotted plates 4. To form foam, an aqueous neutralizing solution in the form of lime milk is supplied to the foaming zone 20 from a horizontal perforated pipe 5, which is collected on the slotted plates plates 4 installed in the middle part of the scrubber cavity 1. An aqueous neutralizing solution in the form of lime milk is fed into a horizontal perforated pipe 5 along the supply line of an aqueous neutralizing solution 6 from a dosing container 7.

Отработавшие газы от двигателя 21, поступающие по линии подачи отработавших газов 2, за счет высокого давления, создаваемого компрессором 15, проходят через щели щелевых тарелок 4 и «взбивают» в пену раствор водного нейтрализующего раствора (известкового молока) в зоне пенообразования 20. За счет образования пены известкового молока резко увеличивается площадь контакта реагирующих сред в зоне пенообразования 20, что обеспечивает повышение эффективности реакции между отработавшими газами и водным нейтрализующим раствором для удаления углекислого газа из состава отработавших газов двигателя 21 энергетической установки, работающей по замкнутому циклу.Exhaust gases from the engine 21, entering through the exhaust gas supply line 2, due to the high pressure created by the compressor 15, pass through the slots of the slotted plates 4 and “beat” the solution of an aqueous neutralizing solution (lime milk) into foam in the foaming zone 20. Due to The formation of lime milk foam sharply increases the contact area of the reacting media in the foaming zone 20, which increases the efficiency of the reaction between the exhaust gases and the aqueous neutralizing solution for removing carbon dioxide from the exhaust gases of the engine 21 of a power plant operating in a closed cycle.

Химическая реакция нейтрализации углекислого газа известковым молоком:The chemical reaction of neutralizing carbon dioxide with lime milk:

При этом энтальпия реакции определяется следующим образом:In this case, the enthalpy of the reaction is determined as follows:

После очистки отработавших газов от углекислого газа, они подаются в двигатель 21 автономной энергетической установки из скруббера 1 по линии подачи очищенных отработавших газов 3, которая подсоединена к скрубберу 1 выше уровня каплеуловителя-осушателя 10. За счет прохождения очищенных отработавших газов через каплеуловитель-осушатель 10, расположенный в верхней части скруббера 1, происходит улавливание водяных паров из состава очищенных отработавших газов, выходящих из зоны пенообразования 20, что обеспечивает снижение влажности очищенных отработавших газов, подаваемых в двигатель 21 автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу.After cleaning the exhaust gases from carbon dioxide, they are supplied to the engine 21 of the autonomous power plant from the scrubber 1 through the supply line of purified exhaust gases 3, which is connected to the scrubber 1 above the level of the droplet eliminator-dryer 10. Due to the passage of purified exhaust gases through the droplet eliminator-dryer 10 , located in the upper part of the scrubber 1, captures water vapor from the purified exhaust gases leaving the foaming zone 20, which reduces the humidity of the purified exhaust gases supplied to the engine 21 of an autonomous power plant operating in a closed cycle.

Очищенные и осушенные отработавшие газы используются для организации нового цикла автономной энергетической установки.Purified and dried exhaust gases are used to organize a new cycle of an autonomous power plant.

Нижняя часть скруббера 1 выполнена в виде усеченного конуса 11, в которой скапливаются продукты реакции известкового молока и отработавших газов в виде хлопьев (пульпа) химически грязного водного нейтрализующего раствора. Из нижней части скруббера 1, в виде усеченного конуса 11, периодически с помощью циркуляционного насоса 13, по линии слива химически грязного водного нейтрализующего раствора 12, подсоединенной к нижней части скруббера 1 в области дна усеченного конуса 11, хлопья химически грязного водного нейтрализующего раствора удаляются из скруббера 1 в хранилище химически грязного водного нейтрализующего раствора 14. Для оценки наполнения и опорожнения хранилища 14 используется контрольный люк 19.The lower part of the scrubber 1 is made in the form of a truncated cone 11, in which the reaction products of lime milk and exhaust gases accumulate in the form of flakes (pulp) of a chemically dirty aqueous neutralizing solution. From the lower part of the scrubber 1, in the form of a truncated cone 11, periodically, using a circulation pump 13, along the drain line of the chemically dirty aqueous neutralizing solution 12, connected to the lower part of the scrubber 1 in the area of the bottom of the truncated cone 11, flakes of the chemically dirty aqueous neutralizing solution are removed from scrubber 1 in the storage of chemically dirty aqueous neutralizing solution 14. To assess the filling and emptying of storage 14, a control hatch 19 is used.

Как отмечалось выше, в качестве водного нейтрализующего раствора используется известковое молоко, получаемое в емкости-дозаторе 7 путем перемешивания воды и гашеной извести с помощью смесительного устройства 16, установленного внутри емкости-дозатора 7. Для этого из емкости для хранения сухого нейтрализующего вещества (гашеной извести) 8 по линии подачи сухого нейтрализующего вещества 17 гашеная известь по- дается в емкость-дозатор 7, в которую одновременно подается вода по линии подачи нагретой охлаждающей воды 18 от двигателя 21 автономной энергетической установки. Регулирование количества подаваемой воды осуществляется с помощью регулирующего вентиля 9.As noted above, lime milk is used as an aqueous neutralizing solution, obtained in a dosing container 7 by mixing water and slaked lime using a mixing device 16 installed inside the dosing container 7. For this, from a container for storing a dry neutralizing substance (slaked lime ) 8 through the dry neutralizing agent supply line 17, slaked lime is supplied to the dispenser container 7, into which water is simultaneously supplied through the heated cooling water supply line 18 from the engine 21 of the autonomous power plant. The amount of water supplied is regulated using control valve 9.

В емкости-дозаторе 7 путем перемешивания воды и гашеной извести с помощью смесительного устройства 16 происходит образование известкового молока, из которого с помощью циркуляционного насоса 22 по линии подачи водного нейтрализующего раствора 6 известковое молоко подается в горизонтальную перфорированную трубу 5 в зону пенообразования 20, расположенную над щелевыми тарелками 4.In the dispenser container 7, by mixing water and slaked lime using a mixing device 16, lime milk is formed, from which, using a circulation pump 22, through the supply line of an aqueous neutralizing solution 6, lime milk is supplied into a horizontal perforated pipe 5 into the foaming zone 20 located above slotted plates 4.

Использование в качестве нейтрализующего раствора водного раствора гашеной извести - известкового молока, с одной стороны, имеющего низкий уровень химического воздействия на обслуживающий персонал, обеспечивает повышение безопасности работы обслуживающего персонала с нейтрализующим раствором, а с другой стороны, обеспечивает повышение эффективности реакции между отработавшими газами и водным нейтрализующим раствором для удаления углекислого газа из состава отработавших газов двигателя энергетической установки, поскольку раствор гашеной извести наиболее эффективен для удаления углекислого газа (СО2) и окислов углерода из состава отработавших газов.The use of an aqueous solution of slaked lime - lime milk - as a neutralizing solution, on the one hand, which has a low level of chemical impact on operating personnel, increases the safety of operating personnel working with the neutralizing solution, and on the other hand, ensures an increase in the efficiency of the reaction between exhaust gases and aqueous a neutralizing solution to remove carbon dioxide from the exhaust gases of a power plant engine, since a slaked lime solution is most effective for removing carbon dioxide (CO 2 ) and carbon oxides from the exhaust gases.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:Sources of information taken into account when preparing the application:

1. Патент РФ №2054306, опубл. от 14.07.1992.1. RF Patent No. 2054306, publ. dated 07/14/1992.

2. Патент РФ №2179058, опубл. от 10.02.2002, Бюл. №4.2. RF Patent No. 2179058, publ. dated 10.02.2002, Bull. No. 4.

3. Патент РФ №2317846, опубл. от 27.02.2008, Бюл. №6.3. RF Patent No. 2317846, publ. dated 02/27/2008, Bulletin. No. 6.

4. Патент РФ №2766659, опубл. от 15.03.2022, Бюл. №8 - прототип.4. RF Patent No. 2766659, publ. dated 03/15/2022, Bulletin. No. 8 - prototype.

Claims (1)

Система очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки, работающей по замкнутому циклу, включающая емкость для хранения сухого нейтрализующего вещества, емкость-дозатор для приготовления водного нейтрализующего раствора, линию подачи сухого нейтрализующего вещества из емкости для его хранения в емкость-дозатор для приготовления водного нейтрализующего раствора, линию подачи нагретой охлаждающей воды от двигателя автономной энергетической установки в емкость-дозатор для приготовления водного нейтрализующего раствора с расположенным на ней регулирующим вентилем, контактный теплообменник для очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки водным нейтрализующего раствором, линию подачи водного нейтрализующего раствора с циркуляционным насосом из емкости-дозатора для приготовления водного нейтрализующего раствора в контактный теплообменник, линию подачи отработавших газов от двигателя автономной энергетической установки в контактный теплообменник, линию подачи очищенных отработавших газов из контактного теплообменника в двигатель автономной энергетической установки для использования в замкнутом цикле энергетической установки, линию слива химически грязного водного нейтрализующего раствора с циркуляционным насосом из контактного теплообменника в хранилище химически грязного водного нейтрализующего раствора, отличающаяся тем, что снабжена контактным теплообменником для очистки отработавших газов двигателя автономной энергетической установки, выполненным в виде скруббера цилиндрической формы, нижняя часть которого заканчивается усеченным конусом, внутри полости скруббера в верхней его части установлен каплеуловитель-осушатель, в средней части полости скруббера размещены щелевые тарелки, над которыми установлена горизонтальная перфорированная труба, подсоединенная к линии подачи водного нейтрализующего раствора из емкости-дозатора, компрессором, расположенным на линии подачи отработавших газов от двигателя автономной энергетической установки в скруббер, присоединенной к скрубберу в его нижней части под щелевыми тарелками, при этом линия подачи очищенных отработавших газов из скруббера в двигатель автономной энергетической установки подсоединена к скрубберу выше уровня каплеуловителя-осушателя, линия слива химически грязного водного нейтрализующего раствора из скруббера в хранилище химически грязного водного нейтрализующего раствора подсоединена к нижней части скруббера в области дна усеченного конуса, в качестве сухого нейтрализующего вещества используется гашеная известь, а в качестве водного нейтрализующего раствора используется известковое молоко, получаемое в емкости-дозаторе путем перемешивания воды и гашеной извести с помощью смесительного устройства, установленного внутри емкости-дозатора.A system for purifying engine exhaust gases of an autonomous power plant operating in a closed cycle, including a container for storing a dry neutralizing agent, a dosing container for preparing an aqueous neutralizing solution, a line for supplying a dry neutralizing substance from a container for storing it into a dosing container for preparing an aqueous neutralizing solution , a line for supplying heated cooling water from the engine of an autonomous power plant to a dispenser container for preparing an aqueous neutralizing solution with a control valve located on it, a contact heat exchanger for cleaning the exhaust gases of the engine of an autonomous power plant with an aqueous neutralizing solution, a supply line for an aqueous neutralizing solution with a circulation pump from dispenser tank for preparing an aqueous neutralizing solution into a contact heat exchanger, a supply line for exhaust gases from the engine of an autonomous power plant into a contact heat exchanger, a line for supplying purified exhaust gases from a contact heat exchanger into the engine of an autonomous power plant for use in a closed cycle of a power plant, a drain line for chemically dirty waste aqueous neutralizing solution with a circulation pump from a contact heat exchanger to a storage of a chemically dirty aqueous neutralizing solution, characterized in that it is equipped with a contact heat exchanger for cleaning exhaust gases of an autonomous power plant engine, made in the form of a cylindrical scrubber, the lower part of which ends in a truncated cone, inside the scrubber cavity a droplet eliminator-dryer is installed in its upper part, in the middle part of the scrubber cavity there are slotted plates, above which a horizontal perforated pipe is installed, connected to the supply line of the aqueous neutralizing solution from the dosing container, by a compressor located on the exhaust gas supply line from the engine of the autonomous power plant in the scrubber, connected to the scrubber in its lower part under the slotted plates, while the supply line of purified exhaust gases from the scrubber to the engine of the autonomous power plant is connected to the scrubber above the level of the droplet eliminator-dryer, the line for draining the chemically dirty aqueous neutralizing solution from the scrubber into the chemically dirty storage aqueous neutralizing solution is connected to the lower part of the scrubber in the area of the bottom of the truncated cone, slaked lime is used as a dry neutralizing substance, and lime milk is used as an aqueous neutralizing solution, obtained in a dosing container by mixing water and slaked lime using a mixing device installed inside the dispenser container.
RU2023103276A 2023-02-13 Engine exhaust gas purification system for autonomous power plant operating in closed cycle RU2808683C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808683C1 true RU2808683C1 (en) 2023-12-01

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2054306C1 (en) * 1992-07-14 1996-02-20 Ростовская-на-Дону государственная академия строительства Gas scrubber
RU2179058C2 (en) * 1999-08-02 2002-02-10 Изможеров Геннадий Владимирович Gas cleaning apparatus
WO2018032081A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 Pacific Green Technologies Inc. Integrated wet scrubbing system
RU2766659C2 (en) * 2020-08-18 2022-03-15 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации Energy-cooling system for the mode of complete isolation of a special fortification structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2054306C1 (en) * 1992-07-14 1996-02-20 Ростовская-на-Дону государственная академия строительства Gas scrubber
RU2179058C2 (en) * 1999-08-02 2002-02-10 Изможеров Геннадий Владимирович Gas cleaning apparatus
WO2018032081A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 Pacific Green Technologies Inc. Integrated wet scrubbing system
RU2766659C2 (en) * 2020-08-18 2022-03-15 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации Energy-cooling system for the mode of complete isolation of a special fortification structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5512072A (en) Flue gas scrubbing apparatus
US9468885B2 (en) Method and apparatus for wet desulfurization spray towers
RU2556664C2 (en) Wet scrubber for offgas cleaning
EA001995B1 (en) A scrubber for the treatment of flue gases
US4164399A (en) Wet scrubbing device
JP5479741B2 (en) Wet flue gas desulfurization equipment
CN110102139A (en) A method of it is taken off for boiler smoke multi-stage heat exchanger white
RU2650967C1 (en) Method for purifying gases and device therefor
US4986966A (en) Retrofit flue gas scrubber system
KR101278171B1 (en) Method and device for separation of sulphur dioxide from a gas
RU2808683C1 (en) Engine exhaust gas purification system for autonomous power plant operating in closed cycle
US4853195A (en) Flue gas scrubber system
RU195891U1 (en) GALVANIC FILTER WITH IRRIGATION CAMERA
RU2535695C1 (en) Method of cleaning and drying of colliery gas and associated petroleum gas and unit for its implementation
RU2377057C1 (en) Equipment for gas cleaning out of hydrogen sulfide
JP2013039527A (en) Wet-type flue gas desulfurization apparatus, and thermal power generation plant provided with the same
EP2644254B1 (en) Scrubber for cleaning a process gas and recovering heat
RU2532265C2 (en) Method of adding oxygen to liquid absorbent in device for gas purification
CN220677362U (en) Boiler flue gas desulfurization device
CN219291050U (en) Waste gas washing system of sulfur melting tank for preparing acid from sulfur
KR101576125B1 (en) Hybrid Bad Smell Decreasing Equipment
CN208212856U (en) Desulfurization water scrubber
CN214051091U (en) SOx/NOx control device with dust removal function
RU2755091C1 (en) Apparatus for wet flue gas desulfurization
RU2623252C1 (en) Foam mass-transfer and heat exchange unit