Способ очистки дымовых газов от оксидов азота и серы

(5)5 В 01 О 53/34 БРЕТЕ ЛЬСТВУ обьединение в, использосов и охлажрегатов на гии "Энергонский, арев и ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-производственноепо защите атмосферы, водоемовению вторичных знергоресурдению металлургических аги редп.риятиях черной металлурсталь"(56) Франц, заявка М 2584620,кл. В 01 0 53/34, 1976.Заявка ФРГ М 3501158,кл, В 01 О 53/34, 1986. Заявляемое изобретение относится к металлургическому производству, а именно к очистке дымовых газов от вредных составляющих.Глубокая очистка дымовых газов от ИО и ЯО может осуществляться химическими методами, однако способы поглощения ЯО 2 щелочными реагентами и разложение МО в присутствии катализатора отличается высокой стоимостью и низкой эксплуатационной надежностью, Значительно эффективнее радиационно-химический способ очистки газов, при котором ИО и ЯО 2, обработанные пучком ускоренных электронов, переходят в ИО 2 и ЯОз и в присутствии влаги образуют в соединении с реагентом (например, аммиаком) аммонийные соли, являющиеся удобрениями.Известно техническое решение по заявке%2584620 кл. В 01 053/34(франция 11 Э, в соответствии с которым электронный пучок вводят в дымоход - реактор (реакционную камеру) через ступенчатый канал давления в направлении, противоположном Я 2 1780816 А 1(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 заклю чаются 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 энергии. Изменение установленных характеристик электронного пучка ведет к дестабилизации процесса радиационно-химической реакции удаления ИО и ЯО.Из известных способов наиболее близким па технической сущности является способ очистки дымовых газов, содержащих серу и азот, по заявке М 053501158, кл, В 01 О 53/34 (ФРГ) 2 в соответствии с которым инжекцию электронных лучей в дымоход- реактор, где проводят обработку дымовых газов с реагентами при давлении 10 - 5 х х 10 Па осуществляют из вакуума, по мень 5шей 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 итвердых продуктов реакции, а такке выпадение продуктов реакции в канале, с одной стороны, снижает стойкость оборудования, а с другой, влияет на стабильность процесса преобразования КО и ЯО, 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, что в известном способе очистки дымовых газов, содержащих окислы серы и азота, включаощем обработку газов в дымоходе-реакторе пучком ускоренных электронов в присутствии аммиака, с предварительным прохождением пучка через участок повышенного давления, согласно заявленному изобретени 1 о, 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 аэрозатворэ в дымоход-реактор через выпускное окно электронного пучка, предотвращает оседание пыли и залипэние твердых частиц в зоне окна, что обеспечивает длительное сохранение стабильности размеров и конфигурации щели и, как следствие, ста 10 бильность параметров электронного пучка, В таблице приводятся данные по количеству дымовых газов С, попадающих в канал ввода пучка в отсутствии аэрозатвора и сжатого газа 0, который при наличии аэрозатвора поступает в дымоход-реактор для случая, когда давление в аэрозатворе Р = Р + +100 Па; Р - давление в дымоходе-реакторе, Данные соответствуют различным давлениям Р и площадям отверстий Явыпускного окна. к 1,п и 2, и для прототипа. к 1,о и 2,о - для предлагаемого способа. 15 В таблице приведены относительныепоказатели к 1, характеризующие надекность па величине Т 1/Т, где Т - время безотказной работы элементов оборудования(насосов и пр,) при откачке (нагнетании) не 20 агресивных газов, т 1 - время безотказнойработы этих элементов при откачке газов сдолей дымовых газов по таблице и составом, соответствующим аглогазам при радиационно-химической реакции; показатель25 К 2 характеризует стабильность процессаочистки по выходу твердого продукта реакции относительно максимально возможного, Предлагаемый способ можнореализовать с помощью устройства, прин 30 ципиальная схема которого показана нафиг, 1. Электронный пучок, формируемыйускорителем электронов 1, помещенного вкамеру 2, где создается вакуум откачкойвоздуха через патрубок 8, поступает в каме 35 ры 3 и 4, где давление последовательно увеличивается .(относительно давления вкамере 2). В камере 6, куда нагнетается сжатый газ, формируется воздушный затвор,препятствующий проникновению дымовых40 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 и45 током 45 мА, формируемь 1 й ускорителемЭЛВмощностью 50 кВт подается черезканал со ступенчатым изменением давления в дымоход - реактор, в котором протекают аглогазы с запыленностью 170 мг/м и50 влажностью 100 г/м . Вариант распределезния давлений в канале представлен на фиг,2; пунктирной линиеи показан вариант распределения давлений в канале для прототи 55 па, Перед радиационной ступенью ваглогазы, предварительно охлажденные дотемпературы 70 - 100 С, подают рассредоточено для обеспечения равномерного перемешивания газообразный аммиак сконцентрацией 250 мг/мз, Протекающие через зону облучения ускоренными электронами газы облучаются: при этом в газе происходят радиационно-химические реакции; переводящие гчО и ЯО 2, не обладающие химической активностью в обычных условиях, в КО 2 и ЯОз, и далее в присутствии аммиака и влаги образуются твердые частицы. МН 4 ИОз, МН)2304, являющиеся удобрением, Пылегазовый поток после радиационной ступени направляется на очистку от образовавшихся частиц и аглопыли в элект- рофильтр, Уловленная электрофильтром пыль может служить сырьем для производства удобрений. Концентрация частиц КН 4 МОз ь 210 мг/м, (МН 4)230 а - 660 мг/м,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 Я и Р, в пределах 20 - .70 мм и 10 -5 10 Па на показатели5надежности 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 сжато.го воздуха в дымоход-реактор для варианта Рэ = Рк + 100 Па незначительны и не могут 5 повлиять на интенсивность обработки ИО,и ЯОх электронным пучком,Использование заявляемого изобретения для создания радиационной ступени очистки аглогазов за машиной АКМНо 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,Ф ар мула и зоб рете н ия Способ очистки дымовых газов от оксидов азата и серы путем обработки газов в 20 дымоходе-реакторе пучком ускоренныхэлектронов в присутствии аммиака с предварительным прохождением пучка черезучасток повышенного давления, о т л и ч аю щ и й с я 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,%цъ.2Составитель М, СагайдакТехред М,Моргентэл Корректор 3. Лончэко Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5