Очистки газов от экологически вредных примесей
ШАБАЛИН К.В., КГЭУ, г. Казань
Науч. рук. д-р техн. наук, профессор ВАЛЕЕВ И.М.
Возможность использования импульсной стримерной короны для очистки газов от экологически вредных примесей исследуется в настоящее время во многих странах. При этом привлекательными являются как простота технологий очистки, совмещения реакционной камеры с существующими технологическими схемами, так и относительно невысокие затраты энергии на процесс очистки. Очистка газов от экологически вредных примесей основана на доокислении молекул примесей с последующим улавливанием твердых или жидких продуктов окисления. Так, конверсия оксида углерода СО в углекислый газ СО2 представляет собой завершенный процесс очистки. Доокисление SO2 в SO3 или NOx в NO3 облегчает улавливание указанных экологически вредных оксидов путем связывания доокисленных продуктов
с 52 молекулами воды с образованием кислот или солей с последующим их осаждением.
Необходимо было соблюдение условий для эффективной очистки дымовых газов, а именно:
– предельно короткий фронт импульса напряжения;
– максимально возможная напряженность электрического поля в промежутке;
– ограничение длительности импульса напряжения временем пересечения стримерами межэлектродного расстояния;
– недопущение перехода стримерного разряда в искровой.
Эти условия реализуются при форме импульса напряжения, близкой к прямоугольной. При других формах импульса, например экспонен-циально спадающих или колоколообразных, следует ожидать неоправданного увеличения потребления энергии от источника за счет джоулевых потерь энергии в стримерных каналах после пересечения ими промежутка. Предпосылкой очистки в зоне стримерного разряда является образование химически активных частиц, таких как О, О3, ОН– , Н2О2 и т.д. В нашей работе приведен выбор технологических параметров импульсного генератора для питания реакционных камер диаметром 100–300 мм. Простейшим вариантом такого генератора был генератор, собранный по схеме Блюмляйна в аудитории Б115. Были проведены исследования по определению оптимальных режимов очистки газов от оксидов азота и серы и других экологически вредных примесей, а также снижению затрат на очистку в несколько раз по сравнению с имеющими место в современных пилотных и экспериментальных установках.
Были сделаны выводы о том, что при технологии очистки необходимо стремиться к повышению средней напряженности электрического поля в реакционной камере, а размеры и форма камеры должны быть выбраны такими, чтобы за время действия импульса напряжения стримеры пересекли расстояние между электродами камеры. Как показывают результаты экспериментальных работ, разработка предложенной технологии очистки комбинированным способом,
во-первых, не сопряжена с решением сложных инженерных задач и,
во-вторых, обеспечивает высокий ресурс источника высокого напряжения и излучения в агрессивной среде очищаемого газа. Наличие в газе только коронирующего электрода и излучателя электромагнитных волн является несомненным преимуществом способа очистки по сравнению с другими электрофизическими способами.
Литература
1. Кудряков К.И. Перспективы развития источников питания установок для очистки газов от экологически вредных примесей /
К.И. Кудряков, И.П. Кужекин, С.Г. Мусагалиев и др.
2. Костенко М.В. Техника высоких напряжений / М.В. Костенко. – М.: Высшая школа, 1973.
3. Валеев И.М. Электротехнологические процессы и аппараты: учеб. пособие / И.М. Валеев, Е.В. Михайлова. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2012.
4. Masuda S. Control of NOx by positive and negative pulsed
corona discharges / S. Masuda, H. Nakao // Rec. IEEE/IAS. – 1986. – Ann. Conf. P.
5. Dinelly G. Industrial experiments on pulse corona simultaneous removal of NOx and SO2 from flue gas / G. Dinelly, L. Civitano, M. Rea // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1990.
6. Мухленов И.П. Основы химической технологии: учебник для студентов хим.-технол. спец. вузов / И.П. Мухленов, А.Е. Горштейн,
Е.С. Тумаркина; под ред. И.П. Мухленова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1991.
7. Дыганова Р.Я. Актуальные проблемы экологии: учеб. пособие / Р.Я. Дыганова. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2005.
8. Калайда М.Л. Экологическая экспертиза и оценка воздействия на окружающую среду: учеб. пособие / М.Л. Калайда. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2006.
УДК 536.521.2