ОЧИЩЕННЯ ДИМОВИХ ГАЗІВ ВІД ОКСИДІВ АЗОТУ ШЛЯХОМ ДООКИСЛЕННЯ NO ДО NO2 ТА АБСОРБЦІЇ
Анотація
Поєднання глибокої утилізації теплоти димових газів і абсорбційного очищення газових викидів від оксидів азоту в одному апараті, до того ж з додатковою можливістю зволоження дуттьового повітря при використанні контактного повітряпідігрівача, дозволить як підвищити енергоефективність використання палива в котлах, так і знизити викиди до атмосфери.
Однак таке поєднання є непростою задачею, оскільки оптимальні умови для цих двох процесів практично протилежні: розчинність газів збільшується при низьких температурах, тоді як ефективність теплоз’єму збільшується при високих температурах. В рамках традиційної ідеології контактної камери апарата вирішення цієї задачі не здається можливим.
Метою цієї роботи є додаткове до можливостей режимно-технологічних методів скорочення викидів оксидів азоту при спалюванні палива, в першу чергу природного газу, при високій інтенсивності утилізації теплоти димових газів із застосуванням контактних теплообмінних апаратів.
Безпосередньою задачею є розроблення насадки з аморфної металевої стрічки для інтенсифікації реакцій окислення NO до NO2 з наступною абсорбцією останнього водою в контактному теплоутилізаторі.
Проведені експериментальні дослідження експлуатаційних характеристик лабораторних зразків двох типів насадки контактного теплоутилізаційного апарата – з використанням керамічних кілець Рашига та розробленої конструкції з використанням стрічки складнолегованого аморфного металевого сплаву на основі системи Fe-Cr-Ni-Si-B.
Експериментально показано, що стрічкова насадка з аморфного металевого сплаву при дещо більш інтенсивному теплоз’єму має нижчий аеродинамічний опір, ніж керамічна насадка у вигляді кілець Рашига, тобто перевищує останню за основними теплотехнічними параметрами.
Показано, що використання стрічкової насадки з аморфного металевого сплаву сприяє доокисленню NO до розчинного у воді NO2, що дозволяє видалити більшу кількість останнього шляхом абсорбції водою і в результаті зменшити викиди оксидів азоту у довкілля після контактного апарата на 35 % більш ефективно, ніж при використання керамічної насадки.
Розроблена конструкція та виготовлені елементи насадки з використанням аморфної металевої стрічки для промислового зразка контактного теплоутилізаційного апарата.
Посилання
2. Frank-Kamenetsky D.A. [Diffusion and heat transfer in the chemical kinetics (3rd ed.)]. Moscow: Nauka, 1987.502 pp. (In Rus.).
3. Order of the Ministry of Environmental Protection of Ukraine dated 27.06.2006 No. 309 [On approval of permits for pollutants from stationary sources] (In Ukr.).
4. Order of the Ministry of Environmental Protection of Ukraine dated 22.10.2008 No. 541 [On approval of technological norms for permitted emissions of pollutants from heat energy installations, the rated heat capacity of which exceeds 50 MW]. (In Ukr.).
5. Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council of 24 November 2010 on industrial emissions (integrated pollution prevention and control).
6. Volchin I.A. [Ukraine's emission reduction target in the light of the implementation of Directive 2010/75/EU on industrial emissions] Problems of ecology and operation of energy objects. [Proc. Institute of Engineering Ecology], Kyiv: IPC ALCON NASU, 2018. P. 34-38. (In Ukr.).
7. Akimov A. [Emissions], [Mirror of the week], 2013, is. 31. (In Rus.).
8. Directive (EU) 2015/2193 of the European Parliament and of the Council of 25 November 2015 on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from medium combustion plants.
9. [State sanitary rules for protection of atmospheric air of populated areas (from pollution by chemical and biological substances]. (In Ukr.).
10. Sigal A.I. [Cleaning of gases in contact heat recovery apparatuses] Problems of ecology and operation of energy objects. [Proc. VIII conference of CIS countries], Kyiv, Institute of Engineering Ecology, 1998. P.60-67. (In Rus.).
11. [The Law of Ukraine "On Heat Supply"]. (In Ukr.).
12. Raschig products. Ref.: http://www.raschig.de/-Random-Packings
13. Sainthing products. Ref.: http://www.sainthing.com/product/intalox_saddle-en.html?gclid=EAIaIQobChMIo-2M7Omw4QIVTqqaCh04VQCtEAAYASAAEgImS_D_BwE
14. Barton S.A. Fill Material for Direct-Contact Heat/Mass Exchangers. Patent PCT/US2014 / 051766, US, 2014.
15. Kolev N. Packed bed columns for absorption, desorption, rectification and direct heat transfer. Elsevier B.V., The Netherlands, 2006. 687 p.
16. Sulzer products. Ref.: https://www.sulzer.com/en/products/separation-technology/structured-packings
17. Shorland F.B. A simple helical packing for laboratory fractionating columns / Journal of Applied Chemistry, 2007. V.2, 8. P. 438-440.
18. Dykiy N.A. [Packing]. Aut. cert. USSR No. 665181, 1979. (In Rus.).
19. Dykiy N.A., Koloskova N.Yu., Bykov S.I., Chavuser M.Sh.. [Device for utilizing the heat of exhaust gases] Aut. Cert. USSR No. 14956207, 1989. (In Rus.).
20. Agapov A.V. et al. [Analysis of the possibility of using modern designs of mass-exchange contact devices under oil degassing conditions], [Moscow Scientific Review], 2011. No. 10 (14). (In Rus.).
21. Maslov V.V., Paderno D.Yu. [Manufacturing of amorphous metal alloys]. In: Amorphous Metallic Alloys, Kyiv: Naukova Dumka, 1987. P. 52-86. (In Rus.).
22. Zolotukhin I.V. [Physical properties of amorphous metallic materials]. Moscow: [Metallurgy], 1986. 176 p. (In Rus.).
23. Bilyk O.M. [Kinetics of electrochemical reactions involving oxygen compounds on amorphous metallic surfaces]. Diss. Ph.D., LSU, Lviv, 1996. (In Rus.).
24. Balan V.Z., Nosenko V.K., Paderno D.Yu. et al. [High-strength corrosion-resistant amorphous iron-based alloy]. Patent No. 3988, Ukraine, 1994. (In Ukr.).
25. Balan V.Z., Maslov VV, Paderno D.Yu. et al. [Amorphous iron-based alloy]. Patent No. 19217, Ukraine, 1997. (In Ukr.).
26. Nosenko V.K., Balan V.Z., Paderno D.Yu. et al. [Resistant corrosion-resistant amorphous iron-based alloy]. Patent No. 104983, Ukraine, 2014. (In Ukr.).
27. Maslov V.V, Nosenko V.K., Paderno D.Yu. et al. [Method of continuous casting of ribbon]. Patent No. 1304, Ukraine, 1994. (In Ukr.).
Переглядів анотації: 527 Завантажень PDF: 618
Якщо стаття прийнята до друку в журналі «Теплофізика та Теплоенергетика», автор має підписати угоду про передачу авторських прав. Угода надсилається на поштову (оригінал) або електронну адресу (сканована копія) Редакції журналу.
