Устройство для очистки дымовых газов при утилизации отходов
Владельцы патента RU 2793026:
Кондратьев Владимир Михайлович (RU)
Стародубцев Виктор Николаевич (RU)
Изобретение относится к области очистки дымовых газов при утилизации отходов. Устройство для очистки дымовых содержит наружный корпус, внутренний цилиндрический кожух, крышку с загрузочным отверстием. Внутренняя полость внутреннего кожуха разделена колосниковой решеткой на две зоны. Первая зона представляет собой первичную камеру горения, в которой расположена колосниковая решетка. Вторая зона представляет собой камеру доочистки дымовых газов, расположенную под колосниковой решеткой. На наружном корпусе напротив камеры доочистки дымовых газов размещены излучатели электромагнитных волн. Имеется патрубок выхода дымовых газов из камеры доочистки дымовых газов. Между наружным корпусом и внутренним кожухом размещен теплоизоляционный материал. Внутренний кожух и теплоизоляционный материал выполнены из материалов, прозрачных для электромагнитного излучения и химически инертных по отношению к дымовым газам. Колосниковая решетка выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося кверху. Поверхность колосниковой решетки выполнена с продольными щелями. Вдоль щелей колосниковой решетки выполнены выходящие во внутреннюю полость колосниковой решетки направляющие для дымовых газов, расположенные под углом к поверхности колосниковой решетки. Камера доочистки дымовых газов выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося книзу, при этом камера доочистки дымовых газов сообщена с золосборником. Электромагнитные излучатели выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне резонансных частот или частот кратных резонансным частотам колебаний атомов веществ, содержащихся в дымовых газах. В зоне расположения колосниковой решетки выполнены форсунки для подачи окислителя тангенциально относительно поверхности внутреннего кожуха. 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Изобретение может быть использовано в области очистки дымовых газов при утилизации отходов, в сельском хозяйстве, машиностроении, в пищевой и нефтеперерабатывающей промышленности, где используют процесс термической деструкции различных веществ, а также при регенерации адсорбентов.
Из патента РФ № 2392543 на изобретение известна установка для переработки и утилизации отходов. Установка содержит термическую камеру дожига, установленную в проеме верхней стенки корпуса установки. Корпус установки представляет собой замкнутый металлический короб, стенки которого выполнены из листового металла, обладающего жесткостью и обеспечивающего защиту пользователей от СВЧ-излучения. Корпус является несущим элементом установки и изнутри он облицован термостойкими СВЧ прозрачными плитками, которые закреплены на внутренних поверхностях указанных стенок и на внутренней поверхности дверцы. Под СВЧ-прозрачностью понимается способность материала плитки пропускать электромагнитные волны сверхвысокой частоты без их поглощения (потерь). Материал плиток выбран из условия его минимальной теплопроводности и максимальной СВЧ-прозрачности. В полости камеры сжигания расположены стержни, каждый из которых изготовлен из композитного СВЧ поглощающего материала, например, на основе карбида кремния. Каждый стержень имеет в поперечном сечении преимущественно плоскую прямоугольную форму, при этом каждая широкая сторона стержня обращена в сторону стенки корпуса. Металлические стенки корпуса, соединенные с плитками, образуют собой камеру сжигания отходов, в полости которой стержни установлены по ее периметру так, что между смежными стержнями образован зазор s, выбранный в пределах 3-5 мм, а между каждым стержнем и внутренней поверхностью смежной плитки образован зазор f, выбранный в пределах 3-5 мм. Эти зазоры получены экспериментальным путем. Дожигание продуктов горения осуществляют в камере дожига, которая герметично установлена в проеме камеры сгорания. Исходящие из полости камеры сгорания продукты горения поступают в камеру дожига, причем для прохождения продуктов горения из одной камеры в другую они сообщены между собой термостойким герметичным каналом, образованным, например, двумя совмещенными отверстиями, одно из которых выполнено в нижней стенке камеры дожига, а другое отверстие выполнено в верхней стенке камеры сжигания. В случае если камера дожига установлена отдельно от камеры сжигания, то указанные отверстия камер сообщены друг с другом термостойким и теплоизолированным газоходом. Внутри камеры дожига расположены установленные на ребро в зафиксированном рабочем положении (идентичные вышеуказанным стержням) стержни. Один торец стержня состыкован с передней стенкой или с задней стенкой камеры, между другим противоположным концом стержня и стенкой, противоположной стенке, образован канал. Нижняя поверхность стержня состыкована с внутренней поверхностью нижней стенки камеры, верхняя поверхность стержня состыкована с внутренней поверхностью верхней стенки камеры. Между другим торцом стержня и смежной с ним стенкой камеры, а также между смежными стержнями образованы сообщенные друг с другом каналы. В результате полость камеры дожига разделена стержнями на множество зигзагообразных сообщенных между собой каналов. Для разогрева стержней использованы излучатели электромагнитных волн сверхвысокой частоты, которые закреплены на металлическом корпусе установки, в частности излучатели закреплены на боковых стенках корпуса установки. Каждый излучатель электрически соединен с источником электропитания. Для подачи воздуха или кислорода в камеру сжигания в ее задней стенке выполнено отверстие, в котором установлен патрубок. Для вывода летучих продуктов из полости камеры сжигания в полость камеры дожига в верхней стенке камеры сжигания выполнено отверстие, совмещенное с входным отверстием камеры дожига.
Недостатком изобретения по патенту № 2392543 является сложность установки.
Из патента РФ № 2767786 на изобретение известно устройство для пиролиза бытовых, органических и особо опасных органических и неорганических отходов, включающее контейнер, дозатор, технологическую камеру, питатель, реактор, СВЧ-излучатели, подключенные к СВЧ-генераторам мощностью 3 кВт каждый, с частотой 2,45 ГГц, а также/ или СВЧ-генераторам с частотой в диапазоне от 900 до 4000 МГц, а также циклон или мультициклон, скруббер и двигатель, соединенный с электрогенератором, при этом реактор включает камеру с теплоизоляцией и встроенными на стенках СВЧ-излучателями, соединенными с СВЧ-генераторами и с мешалкой, которая размещена внутри камеры реактора, сепаратор со стенками, охлаждаемыми в двух секциях, трубу, расположенную в верхней части камеры реактора, два или более ленточных конвейера.
Недостатком изобретения по патенту № 2767786 является сложность устройства.
Из патента РФ № 96217 на полезную модель известно устройство для переработки бытовых и промышленных отходов органического происхождения, содержащее реактор пиролиза, состоящий из двух частей, и систему разделения парогазовых продуктов пиролиза, при этом в него дополнительно введен источник электромагнитного воздействия, установленный с возможностью воздействия на продукты пиролиза во второй части реактора, выход которой соединен с системой разделения парогазовых продуктов пиролиза. Первая часть реактора выполнена в виде герметичных внешнего цилиндра и внутреннего цилиндра, в котором содержатся подающие шнеки с переменным шагом, имеющие полые валы, соединенные с приводом, между внутренним и внешним цилиндрами расположена спиралевидная направляющая, на внешнем цилиндре установлена группа патрубков ввода горячих газов и патрубок отвода горячих газов, а с внутренним цилиндром соединен выходной патрубок. Вторая часть реактора пиролиза может быть выполнена в виде герметичных внешнего цилиндра и внутреннего цилиндра, содержащего лопастные шнеки, расположенные на валах, соединенных с приводом, между внутренним и внешним цилиндрами расположена спиралевидная направляющая, внешний цилиндр содержит группу патрубков ввода горячих газов и патрубок отвода горячих газов, внутренний цилиндр содержит патрубок с фланцем для соединения с первой частью реактора, патрубок отвода парогазовых продуктов и патрубок для выхода твердых продуктов. Источник электромагнитного воздействия выполнен в виде генератора периодического электромагнитного воздействия частотой не более 500 Гц, соединенного с группой разрядных устройств. Группа разрядных устройств установлена на патрубке отвода парогазовых продуктов, соединяющим систему разделения парогазовых продуктов с выходом второй части реактора. Технический результат полезной модели по патенту № 96217 - повышение эффективности и надежности за счет проведения процесса переработки отходов в две стадии при совмещении различных воздействий на сырье - пиролиза и электромагнитного, что позволяет ускорить и наиболее полно производить деструкцию отходов, а также наиболее оптимально разделять и структурировать различные полезные выходные продукты.
Полезная модель по патенту № 96217 выбрана в качестве наиболее близкого аналога.
Недостатком наиболее близкого аналога является его недостаточная эффективность и сложность конструкции.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением – создание простого и эффективного устройства для очистки дымовых газов при утилизации отходов.
Технический результат, достигаемый изобретением – повышение эффективности устройства для очистки дымовых газов при утилизации отходов и упрощение его конструкции, снижение энергозатрат.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для очистки дымовых газов при утилизации отходов, содержащем наружный корпус, внутренний цилиндрический кожух, крышку с загрузочным отверстием, внутренняя полость внутреннего кожуха разделена колосниковой решеткой на две зоны, первая зона представляет собой первичную камеру горения, в которой расположена колосниковая решетка, вторая зона представляет собой камеру доочистки дымовых газов, расположенную под колосниковой решеткой, излучатели электромагнитных волн, размещенные на наружном корпусе, патрубок выхода дымовых газов из камеры доочистки дымовых газов, согласно изобретению между наружным корпусом и внутренним кожухом размещен теплоизоляционный материал, излучатели электромагнитных волн размещены напротив камеры доочистки дымовых газов, наружный корпус, внутренний кожух и теплоизоляционный материал выполнены из материалов, прозрачных для электромагнитного излучения и химически инертных по отношению к дымовым газам, колосниковая решетка выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося кверху, поверхность колосниковой решетки выполнена с продольными щелями, вдоль щелей колосниковой решетки выполнены выходящие во внутреннюю полость колосниковой решетки направляющие для дымовых газов, расположенные под углом к поверхности колосниковой решетки, камера доочистки дымовых газов выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося книзу, при этом камера доочистки дымовых газов сообщена с золосборником, электромагнитные излучатели выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне резонансных частот или частот кратных резонансным частотам колебаний атомов веществ, содержащихся в дымовых газах, в зоне расположения колосниковой решетки выполнены форсунки для подачи окислителя тангенциально относительно поверхности внутреннего кожуха.
Загрузочное отверстие предназначено для загрузки отходов, которое является горючим для организации процессов горения. При этом окислитель - горячий воздух из системы охлаждения дымовых газов и топлива.
Теплоизоляционный материал представляет собой футеровочный материал.
Для организации тангенциального движения продуктов горения направляющие для дымовых газов выполнены в виде пластин, расположенных под углом до 60° к поверхности колосниковой решетки.
Электромагнитные излучатели выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне частот от 200 Гц до 100000 Гц.
Окислителем является воздух из системы охлаждения дымовых газов.
Форсунки для подачи окислителя выполнены в виде патрубков, расположенных под углом до 60 0 к внутренней обечайке реактора..
На фиг. 1 изображен продольный разрез заявляемого устройства.
На фиг. 2 изображен поперечный разрез заявляемого устройства.
Позиции на фигурах:
1 – наружный корпус;
2 – внутренний кожух;
3 – крышка;
4 – загрузочное отверстие;
5 – колосниковая решетка;
6 – первичная камера горения;
7 – камера доочистки дымовых газов;
8 – электромагнитные излучатели;
9 – патрубок выхода дымовых газов;
10 – теплоизоляционный материал;
11 – продольные щели колосниковой решетки;
12 – направляющие;
13 – форсунки подачи окислителя.
Заявляемое устройство для очистки дымовых газов при утилизации отходов содержит наружный корпус 1, внутренний цилиндрический кожух 2, крышку 3 с загрузочным отверстием 4; внутренняя полость внутреннего кожуха 2 разделена колосниковой решеткой 5 на две зоны, первая зона представляет собой первичную камеру 6 горения, в которой расположена колосниковая решетка 5, вторая зона представляет собой камеру 7 доочистки дымовых газов, расположенную под колосниковой решеткой 5; излучатели 8 электромагнитных волн, размещенные на наружном корпусе 1, патрубок 9 выхода дымовых газов из камеры 7 доочистки дымовых газов. Между наружным корпусом 1 и внутренним кожухом 2 размещен теплоизоляционный материал 10; излучатели 8 электромагнитных волн размещены напротив камеры 7 доочистки дымовых газов; наружный корпус 1, внутренний кожух 2 и теплоизоляционный материал 10 выполнены из материалов, прозрачных для электромагнитного излучения и химически инертных по отношению к дымовым газам; колосниковая решетка 5 выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося кверху; поверхность колосниковой решетки 5 выполнена с продольными щелями 11; вдоль щелей 11 колосниковой решетки 5 выполнены выходящие во внутреннюю полость колосниковой решетки 5 направляющие 12 для дымовых газов, расположенные под углом к поверхности колосниковой решетки 5; камера 7 доочистки дымовых газов выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося книзу, при этом камера 7 доочистки дымовых газов сообщена с золосборником (на фигурах не показан), электромагнитные излучатели 8 выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне частот, кратных резонансным частотам колебаний атомов веществ, содержащихся в дымовых газах; в зоне расположения колосниковой решетки 5 выполнены форсунки (патрубки) 13 для подачи окислителя (воздуха) тангенциально относительно поверхности внутреннего кожуха 2. Загрузочное отверстие 4 предназначено для загрузки отходов. Теплоизоляционный материал представляет собой футеровочный материал, состоящий, например, из высокоглиноземистых огнеупорных составов типа муллитов, которые изготовляются из минералов, содержащих большое количество А1203 (корунд, бокситы), и минералов силимаиитовой группы (андалузит, кианит, искусственные электрокоруны и технический глинозем) с огнеупорностью 1750-1850°С. Направляющие 12 для дымовых газов выполнены в виде пластин, расположенных под углом до 60° к поверхности колосниковой решетки 5. Электромагнитные излучатели 8 выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне частот от 200 Гц до 100000 Гц.
Для возможности тангенциальной подачи окислителя патрубки можно выполнить, например, следующим образом. Частично перекрыть торец патрубка заглушкой, установленной под углом, при этом выход окислителя обеспечивается через отверстие, выполненное на поверхности патрубка или иным образом, это простая инженерная задача.
Выполнение колосника 5 в виде усеченного конуса с щелями и с направляющими также предназначено для завихрения потока дымовых газов.
В заявляемом устройстве деструкцию вредных веществ, содержащихся в дымовых газах осуществляют в условиях резонанса электромагнитного излучения и частот колебаний атомов веществ, содержащихся в дымовых газах, с возможностью подвода электромагнитного излучения с минимальной мощностью, необходимой и достаточной для разрыва межмолекулярных связей сложных молекул дымовых газов при взаимодействии электромагнитного излучения с дымовыми газами в резонансной зоне устройства. Состав веществ дымовых газов предварительно определяется по результатам анализа их состава. Частота электромагнитного излучения излучателей 8 периодически изменяется в соответствии с частотой веществ, содержащихся в дымовых газах.
Процесс осуществляется в зоне горения, где дымовые газы подвержены термическому воздействия, что приводит к разрушению или ослаблению межмолекулярных связей.
При этом сведения о резонансных частотах химических элементов таблицы Менделеева известны (см. Таблицу 1):
Подвод энергии электромагнитного излучения осуществляют с минимально необходимой мощностью для исключения дополнительного термического нагрева дымовых газов в резонансной зоне реактора. Возможность подачи минимально необходимой мощности определяется эффективно (с высокой скоростью) организованного движения дымовых газов внутри кожуха 2.
Для эффективной работы устройства используются материалы, прозрачные для электромагнитного излучения в рабочем диапазоне частот и химически инертные по отношению к дымовым газам, получаемым термической деструкцией в зоне кипящего слоя реактора, например, выполненного из смесей стекла, кварца или керамики.
Заявляемое устройство допускает незначительный расход энергии электромагнитного излучения на нагрев веществ в резонансной зоне реактора, минимально поглощающую энергию электромагнитного излучения и химически инертную по отношению к дымовым газам. Резонансной зоной реактора является камера 7 доочистки дымовых газов, напротив которой установлены излучатели 8.
Дымовые газы, как правило, являются дипольными или полярными диэлектриками за счет электролиза дымовых газов в кипящем слое от искровых разрядов статического электричества, образующегося на колосниковой решетке 5 и внутреннем кожухе 2 за счет динамики и завихрения газового потока, увлекающего частицы утилизируемых отходов, обладающих соответствующим удельным электрическим сопротивлением. При этом при трении веществ дымовых газов о решетку 5 и кожух 2 генерируется статическое электричество, которое образует разряды, способствующие как диссоциации воды на водород и кислород, так и термической деструкции частиц утилизируемых отходов на углеводороды и оксид углерода.
Статическое электричество на колосниковой решетке 5 генерируется при трении веществ, содержащихся в дымовых газах, о колосниковую решетку (так называемый эффект трибоэлектризации).
Трибоэлектричество (от греч. tribos - трение) - явление возникновения электрических зарядов при трении и последующем разделении материалов.
Наличие поляризованных частиц позволяет эффективно передавать энергию микроволнового излучения к дымовым газам, воздействуя, в первую очередь, на кинетику процесса. При взаимодействии электромагнитного излучения с дипольными диэлектриками диполи веществ постоянно меняют ориентацию в пространстве по направлению линий электрического поля, и при этом испытывают напряжение вдоль магнитных линий, вследствие чего уменьшаются межмолекулярные силы.
Индуцированные или постоянные диполи среды меняют свою ориентацию под действием переменного электромагнитного поля. В зависимости от частоты внешнего электромагнитного поля диполь может двигаться во времени со скоростью изменения поля, отставать от него или оставаться на месте. Т.к. движение диполей ограничено соседними атомами, в результате внутреннего взаимодействия диполей энергия их вращательного движения тратится на химические превращения или переходит в тепло. Если частота электромагнитного излучения максимально близка к частоте, с которой могут менять свою ориентацию молекулярные диполи среды (резонансная частота), то энергия излучения эффективно передается в первую очередь на энергию вращательного движения частиц.
Вклад в поглощение дает также ионная проводимость, но доминирующим механизмом поглощения является изменение ориентации дипольных молекул диэлектрика под действием переменного электрического поля. Для магнитных материалов, содержащихся в дымовых газах: железо, никель, кобальт и др., необходимо также учитывать воздействие магнитной составляющей поля на вещество, которое может вносить определяющий вклад во взаимодействие веществ с переменным электромагнитным излучением.
Для увеличения скорости электромагнитного воздействия на дымовые газы и равномерного заполнения резонансной зоны (камеры 7 доочистки дымовых газов) организовано тангенциальное вращение дымовых газов по всей высоте – за счет тангенциальной подачи окислителя, за счет выполнения колосниковой решетки 5 и камеры 7 в виде усеченных конусов, приводящих к завихрению потока дымовых газов и увеличения его скорости.
Цилиндрическая форма (которая является развитой поверхностью) кожуха 2 с тангенциальным вращением дымовых газов позволяет добиться равномерного распределения дымовых газов по всему объему камеры 7 доочистки дымовых газов и осуществлять электромагнитную деструкцию при более низких температурах.
Как правило, отходы имеют высокую влажность - до 100 %, при этом молекулы внутри жидкости или пара плотно упакованы и располагаются относительно друг друга симметрично. На поверхности жидкости или пара, согласно рентгеноструктурному анализу, также наблюдается упорядоченное расположение молекул, причем упаковка молекул строго ориентирована относительно поверхности жидкости или пара.
При воздействии электромагнитного поля на дымовые газы с высоким содержанием пара, находящиеся на поверхности жидкости молекулы стремятся изменить ориентацию по направлению линий электрического поля. Т.к. движение молекул ограничено соседними молекулами, то при переориентации молекул наблюдается увеличение поверхностного натяжения в глубину жидкости. При этом у молекул на поверхности возникает крутящий момент, стремящийся развернуть молекулу жидкости. Скорость поворота частиц дымовых газов не одинакова из-за различных диэлектрических свойств веществ. Вследствие этого межмолекулярное взаимодействие молекул дымовых газов ослабевает, и молекулы переходят во внешнюю среду. Скорость электромагнитной деструкции зависит: от мощности и частоты излучения, количества дымовых газов, способа вывода дымовых газов из реактора, а также температуры дымовых газов.
При облучении дымовых газов электромагнитным полем возникает переориентация электронных оболочек молекул кристаллической веществ дымовых газов, что приводит к полному разрушению межмолекулярных связей при меньших затратах.
В результате десорбции дымовых газов при электромагнитном излучении образующиеся шлаки и легкий пепел в количестве, как показывают эксперименты, не превышает 0,5 % от общей массы отходов, поступают в золосборник под действием силы собственного веса. Такой способ удаления из камеры 7 шлаков и легкого пепла устраняет необходимость установки дополнительных устройств, используемых для отвода шлака и легкого пепла из камеры 7. Проведение деструкции с помощью электромагнитного излучения в условиях резонанса позволяет сократить время, необходимое для деструкции газов, а также проводить деструкцию при значительно меньших температурах и без большого избыточного давления или вакуумирования. Это позволяет проводить деструкцию дымовых газов, содержащих вещества с высокими температурами кипения и/или не способных разлагаться при нагревании.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Через крышку 3 с отверстием 4 загружают отходы, которые также выполняют функцию топлива, через форсунки 13 подается окислитель (воздух). Отходы подвергаются термической и электромагнитной деструкции в первичной камере горения 6. При этом зона над колосниковой решеткой 5 представляет собой зону пиролизных газов за счет конвективного нагрева отходов при отсутствии воздуха (зона с давлением 600…800Па); зона около колосниковой решетки 5 представляет собой зону кипящего слоя. Электромагнитное поле организовано между кожухом 2 и колосником 5 за счет статического электричества. Полное сгорание отходов осуществляется в камере 7 доочистки дымовых газов. Дымовые газы выходят из камеры 7 через патрубок 9, шлак удаляется через золосборник.
В Таблице 2 представлены сведения о результатах измерений концентрации загрязняющих веществ при сгорании отходов в заявляемом устройстве.
Таблица 2.
| Отходы | Наименование определяемого показателя | Массовая концентрация загрязняющего вещества при н.у., мг/м3 | Объемный расход, м3/с | Массовая концентрация водяных паров, г/м3 | Массовый выброс загрязняющего вещества, г/с при н.у. |
|
| Влажного газа при р.у. | Сухого газа при н.у. | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Утилизация шлама угольной обогатительной фабрики, влажность 70% | Сумма оксидов азота | 97,2 + 15 | 0,38 | 0,24 | 44,9 | _____ |
| Азота оксид | 63+ 10 | 0,00303 | ||||
| Азота диоксид | Менее 10 | 0,01862 | ||||
| Углерод оксид | 63 + 12 | 0,01360 | ||||
| Сера диоксид | 56,7+ 25 | 0,01611 | ||||
| Утилизация почва-грунта, загрязнен-ного углеводородами до 7% | Сумма оксидов азота | 73 + 15 | 0,38 | 0,24 | 44,9 | _____ |
| Азота оксид | 48 + 10 | 0,00230 | ||||
| Азота диоксид | Менее 10 | 0,01413 | ||||
| Углерод оксид | 55 + 12 | 0,01434 | ||||
| Сера диоксид | 44 + 25 | 0,01053 | ||||
| Утилизация автошин | Сумма оксидов азота | 110 + 15 | 0,38 | 0,24 | 44,9 | _____ |
| Азота оксид | 72 + 10 | 0,00303 | ||||
| Азота диоксид | Менее 10 | 0,02366 | ||||
| Углерод оксид | 85 + 12 | 0,02056 | ||||
| Сера диоксид | 65 + 25 | 0,01543 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Утилизация твердых бытовых отходов | Сумма оксидов азота | 60+ 15 | 0,38 | 0,24 | 44,9 | |
| Азота оксид | 39 + 10 | 0,00169 | ||||
| Азота диоксид | Менее 10 | 0,0021 | ||||
| Углерод оксид | 82 + 12 | 0,01856 | ||||
| Сера диоксид | 39 + 25 | 0,00878 | ||||
| Пыль (взвешенные твердые частицы) | 89 + 12 | 0,02007 | ||||
| Сажа (углерод) | 6,4 + 1,3 | 0,00169 | ||||
| Бенз(а)пирен | 0,000189 + 0,0000530 | 0,0000004 | ||||
| Фтористый водород | 0,67+ 0,19 | 0,00016 | ||||
| Хлористый водород | 0,28 + 0,08 | 0,00005 | ||||
| Формальдегид | 0,06 + 0,02 | 0,00001 | ||||
| Углеводороды С12-С19 | 0,97 + 0,28 | 0,00018 | ||||
| Утилизация медицинских отходов | Сумма оксидов азота | 60 + 15 | 0,38 | 0,24 | 44,9 | _____ |
| Азота оксид | 439+ 10 | 0,00317 | ||||
| Азота диоксид | Менее 10 | 0,01874 | ||||
| Углерод оксид | 72 + 12 | 0,01410 | ||||
| Сера диоксид | 26 + 25 | 0,01186 | ||||
| Утилизация почва-грунт с влажность 80% | Сумма оксидов азота | 64 + 15 | 0,38 | 0,24 | 44,9 | _____ |
| Азота оксид | 31+ 10 | 0,00186 | ||||
| Азота диоксид | Менее 10 | 0,01139 | ||||
| Углерод оксид | 65 + 12 | 0,01546 | ||||
| Сера диоксид | 19 + 25 | 0,00543 | ||||
| Утилизация мокрой щепы | Сумма оксидов азота | 61 + 15 | 0,38 | 0,24 | 44,9 | _____ |
| Азота оксид | 32 + 10 | 0,00293 | ||||
| Азота диоксид | Менее 10 | 0,01054 | ||||
| Углерод оксид | 71 + 12 | 0,01352 | ||||
| Сера диоксид | 28 + 25 | 0,01076 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Утилизация свежего куриного помета | Сумма оксидов азота | 101 + 15 | 0,38 | 0,24 | 44,9 | _____ |
| Азота оксид | 61 + 10 | 0,00318 | ||||
| Азота диоксид | Менее 10 | 0,02066 | ||||
| Углерод оксид | 82 + 12 | 0,01890 | ||||
| Сера диоксид | 21 + 25 | 0,00689 |
При осуществлении изобретения частоту электромагнитного излучения периодически изменяли в диапазоне от 200 Гц до 100000 Гц.
Параметры электромагнитного поля при эксперименте:
- напряженность электрического поля до 5 кВ/м;
- мощность излучения передающего устройства до 500 Вт;
- мощность электромагнитного поля до 6500 мкВт/м2;
- напряженность электрического поля до 20 кВ/м.
Температура в камере 7 доочистки дымовых газов составляла 900 до 1000°С, т.е. ниже, чем температура в известных устройствах, составляющая обычно от 1200 до 1400 °С.
Авторами оценена степень очистки газов на выходе заявляемого устройства по сравнению с наиболее близким аналогом. При этом степень очистки повышена на 12 – 14% за счет эффективно организованного потока дымовых газов внутри кожуха 2, а также за счет оптимального выбора частоты электромагнитного излучения.
Конструкция заявляемого устройства является более простой по сравнению с наиболее близким аналогом. Эффективность устройства обеспечена исключительно за счет особого исполнения камер 6, 7, формы колосниковой решетки, форсунок 13, обеспечивающих завихрения потоков окислителя и дымовых газов, повышающих скорость потока дымовых газов, что позволяет снизить температуру в устройстве и мощность излучателей (оценочно – на 5-7 %).
1. Устройство для очистки дымовых газов при утилизации отходов, содержащее наружный корпус, внутренний цилиндрический кожух, крышку с загрузочным отверстием, внутренняя полость внутреннего кожуха разделена колосниковой решеткой на две зоны, первая зона представляет собой первичную камеру горения, в которой расположена колосниковая решетка, вторая зона представляет собой камеру доочистки дымовых газов, расположенную под колосниковой решеткой, излучатели электромагнитных волн, размещенные на наружном корпусе, патрубок выхода дымовых газов из камеры доочистки дымовых газов, отличающееся тем, что между наружным корпусом и внутренним кожухом размещен теплоизоляционный материал, излучатели электромагнитных волн размещены напротив камеры доочистки дымовых газов, наружный корпус, внутренний кожух и теплоизоляционный материал выполнены из материалов, прозрачных для электромагнитного излучения и химически инертных по отношению к дымовым газам, колосниковая решетка выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося кверху, поверхность колосниковой решетки выполнена с продольными щелями, вдоль щелей колосниковой решетки выполнены выходящие во внутреннюю полость колосниковой решетки направляющие для дымовых газов, расположенные под углом к поверхности колосниковой решетки, камера доочистки дымовых газов выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося книзу, при этом камера доочистки дымовых газов сообщена с золосборником, электромагнитные излучатели выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне частот, кратных резонансным частотам колебаний атомов веществ, содержащихся в дымовых газах, в зоне расположения колосниковой решетки выполнены форсунки для подачи окислителя тангенциально относительно поверхности внутреннего кожуха.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что топливом является горючее.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что теплоизоляционный материал представляет собой футеровочный материал.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие для дымовых газов выполнены в виде пластин, расположенных под углом до 60° к поверхности колосниковой решетки.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электромагнитные излучатели выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне частот от 200 до 100000 Гц.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что окислителем является воздух.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что форсунки для подачи окислителя выполнены в виде патрубков.
