Способ очистки дымовых газов от оксидов азота и серы
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 B 01 О 53/34
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) I
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,;, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4800689/26 (22) 11.03,90 (46) 15.12.92. Бюл, N 46 (71) Научно-производственное объединение по защите атмосферы, водоемов, использованию вторичных энергоресурсов и охлаждению металлургических агрегатов на предприятиях черной металлургии "Энергосталь" (72) А.Л. Фай н штей н, А.И. Ровенс кий, М.В.Сагайдак, И.Н. Мешков, В.Н. Лазарев и
А.А. Костин (56) Франц, заявка № 2584620, кл. В 01 D 53/34, 1976.
Заявка ФРГ ¹ 3501158, кл. В 01 0 53/34, 1986.
Заявляемое изобретение относится к . металлургическому производству, а именно к очистке дымовых газов от вредных составляющих.
Глубокая очистка дымовых газов от NO< и ЯО» может осуществляться химическими методами, однако способы поглощения $0г щелочными реагентами и разложение NO в присутствии катализатора отличается высокой стоимостью и низкой эксплуатационной надежностью. Значительно эффективнее радиационно-химический способ очистки газов, при котором NO и 302, обработанные пучком ускоренных электронов, переходят в
NOz и $0з и в присутствии влаги образуют в соединении с реагентом (например, аммиаком) аммонийные соли, являющиеся удобрениями.
Известно техническое решение по заавке№2584620 кл. В01D53/34(Франция11Э, в соответствии с которым электронный пучок вводят в дымоход — реактор (реакционную камеру) через ступенчатый канал давления в направлении, противоположной,, Я2„„1780816 А1 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
ОТ ОКСИДОВ АЗОТА И СЕРЫ (57) Использование: очистка дымовых газов от вредных примесей. Сущность изобретения: газы обрабатывают в-дымоходе-реакторе пучком ускоренных электронов в присутствии аммиака с предварительным прохождением пучка через участок повы-. шенного давления, превышающего давление в дымоходе. 2 ил. 1 табл. направлению движения потока дымовых газов.
Недостатки укаэанного решения заключаются в том, что, во-первых, давление в канале меньше давления в дымоходе — реакторе, вследствие чего часть дымовых газов с аэрозолью серной и азотной кислот, являющихся промежуточным продуктом реакции, поступает в канал, что ведет к снижению стойкости оборудования (ускорителя, насосов и т. и,); во-вторых при движении газового потока, содержащего вместе с пылью твердые частицы продуктов реакции, в направлении окна (щели или отверстия) для выпуска пучка в дымоход-реактор происходит забивание окна пылью и твердыми частицами. Вследствие этого происходит торможение электронов, оплавление зоны окна из-за существенного выделения знергии. Изменение установленных характеристик электронного пучка ведет к дестабилизации процесса радиационно-химической реакции удаления NO< и $0».
1780816
Из известных способов наиболее близким по технической сущности является способ очистки дымовых газов, содержащих серу и азот, по заявке N. 053501158, кл, В 01
D 53/34 (ФРГ) (2) в соответствии с которым инжекцию электронных лучей в дымоходреактор, где проводят обработку дымовых газов с реагентами при давлении 10 — 5х х10 Па осуществляют из вакуума, по мень5 шей мере, через один окружающий путь лучей участок повышения давления, Недостаток указанного способа заключается в том, что наличие отрицательного перепада давления между каналом ввода пучка и дымоходом-реактором приводит к перетеканию части дымовых газов с агрессивными компонентами в канал ввода пучка и камеру ускорителя, снижая стойкость оборудования. Затягивание пыли и твердых продуктов реакции, а так>ке выпадение продуктов реакции в канале, с одной стороны, снижает стойкость оборудования, а с другой, влияет на стабильность процесса преобразования
NOx и SO<, зависящую от стабильности параметров электронного пучка; периодическое забивание окна изменяет мощность и ток в пучке.
Целью заявляемого изобретения является стабилизация процесса газоочистки и защита оборудования от коррозии, Поставленная цель достигнута тем, ITQ в известном способе очистки дымовых газов, содержащих окислы серы и азота, включающем обработку газов в дымоходе-реакторе пучком ускоренных электронов в присутствии аммиака, с предварительным прохождением пучка через участок повышенного давления, согласно заявленному изобретению, перед выходом пучка электронов в дымоход-реактор создают участок дополнительного повышения ,давления, превышающего давление в дымоходе.
Создание участка дополнительного давления; превышающего давление в дымоходе, в зоне между дымоходом-реактором и каналоги ввода пучка (где давление пониженное относительно камеры) позволяет за счет образования аэрозатвора предотвратить перетекание дымовых газов в канал ввода пучка и, соответственно, контакт элементов оборудования с агрессивными соединениями (в частности, азотной и серной кислотами). Сжатый газ, поступающий из аэрозатвора в дымоход-реактор через выпускное окно электронного пучка, предотвращает оседание пыли и залипание твердых частиц в зоне окна, что обеспечивает длительное сохранение стабильности размеров и конфигурации щели и, как следствие, ста10 бильность параметров электронного пучка, В таблице приводятся данные по количеству дымовых газов G>, попадающих в канал ввода пучка в отсутствии аэрозатвора и сжатого газа Gu, который при наличии аэрозатвора поступает в дымоход-реактор для случая, когда давление в аэрозатворе P = Рх +
+100 Па; Рк — давление в дымоходе-реакторе, Данные соответствуют различным давлениям Рк и площадям отверстий S выпускного окна.
k1,л и k2, и для прототипа.
11, и kz, — для предлагаемого способа.
15 В таблице приведены относительные показатели k<, характеризующие наде>кность по величине T>/Т, где Т вЂ” время безотказной работы элементов оборудования (насосов и пр,) при откачке (нагнетании) не20 агресивных газов, Т1 — время безотказной работы этих элементов при откачке газов с долей дымовых газов по таблице и составом, соответствующим аглогазам при радиационно-химической реакции; показатель
25 kz характеризует стабильность процесса очистки по выходу твердого продукта реакции относительно максимально возможного. Предлагаемый способ можно реализовать с помощью устройства, прин30 ципиальная схема которого показана на фиг, 1. Электронный пучок, формируемый ускорителем электронов 1, помещенного в камеру 2, где создается вакуум откачкой воздуха через патрубок 8, поступает в каме35 ры 3 и 4, где давление последовательно увеличивается .(относительно давления в камере 2). В камере 6, куда нагнетается сжатый газ, формируется воздушный затвор. препятствующий проникновению дымовых
40 газов из дымохода-реактора 6 через выпускное окно 7 электронного пучка.
Предлагаемый способ можно реализовать следующим образом, Пучок ускоренных электронов с энергией Е = 0,8 МэВ и
45 током 45 мА, формируемый ускорителем
ЭЛВ-4 мощностью 50 кВт подается через канал со ступенчатым изменением давления в дымоход — реактор, в котором протекают аглогазы с запыленностью 170 мгlм и
50 влажностью 100 г/м . Вариант распределез ния давлений в канале представлен на фиг, 2; пунктирной линиеи показан вариант распределения давлений в канале для прототи55 па, Перед радиационной ступенью в аглогазы, предварительно охлажденные до температуры 70 — 100 С, подают рассредоточено для обеспечения равномерного перемешивания газообразный аммиак с концентрацией 250 мг/мз, Протекающие через зону облучения ускоренными электро1780816 нами газы облучаются: при этом в газе происходят радиационно-химические реакции; переводящие NO и ЯО, не обладающие химической активностью в обычных условиях, в КО и ЯОз, и далее в присутствии аммиака и влаги образуются твердые частицы.
NHaNOg, (NH<)zSO4, являющиеся удобрением, Пылегазовый поток после радиационной ступени направляется на очистку от образовавшихся частиц и аглопыли в элект- рофил ьтр. Уловленная эл ектрофил ьтром пыль может служить сырьем для производства удобрений. Концентрация частиц
NH Как видно из сопоставления экспериментально-расчетных данных, приведенных в таблице, отсутствие аэрозатвора приводит к снижению надежности оборудования канала ввода пучка при росте площади выходного отверстия щели и давления в дымоходе — реакторе при некотором увеличении стабильности процесса радиационно-химической очистки, При реализации аэрозатвора по предлагаемому способу существенного влияния S и Р, в пределах 20 —. 70 мм и 10 -5 10 Па на показатели 5 надежности оборудования и стабильности процесса не наблюдается. При этом показатели надежности и стабильности во всех случаях выше у предлагаемо о способа, чем у прототипа, Обьемы перетекающего сжатого воздуха в дымоход-реактор для варианта Рэ = Рк + 100 Па незначительны и не могут 5 повлиять на интенсивность обработки ИО, и SO< электронным пучком. Использование заявляемого изобретения для создания радиационной ступени очистки аглогазов за машиной АКМ-312 Но10 волипецкого меткомбината позволит повысить надежность оборудования и стабильность очистки газов с получением сырья для производства удобрений с ожидаемым экономическим эффектом 80-100 тыс. 15 руб. в год. Формула изобретения Способ очистки дымовых газов от оксидов азата и серы путем обработки газов в 20 дымоходе-реакторе пучком ускоренных электронов в присутствии аммиака с предварительным прохождением пучка через участок повышенного давления, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью стабилизации 25 процесса газоочистки и защиты оборудова- ния от коррозии, перед выходом пучка электронов в дымоход-реактор Создают участок дополнительного повышения давления, превышающего давление в дымоходе. 1780816 -г A po amfop Ч М . Составитель М, Сагайдак Техред M,Mîpãåíòýë Корректор 3. Лончэкова Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4232 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
