Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ восстановления оксидов азота и серы до n2 и s

Классы МПК:B01D53/60 одновременное удаление оксидов серы и оксидов азота
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-05-05
публикация патента:

Изобретение относится к способам очистки от вредных примесей дымовых газов производства обжиговых строительных материалов. Способ заключается в том, что в зоне вращающейся печи, где температура отходящих газов выше 850°С и ниже 1400°С, создают восстановительные условия за счет выгорания углесодержащих отходов и поддержания коэффициента избытка воздуха способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775=1,05...1,1, а в зоне печи, где температура отходящих газов ниже 800°С, коэффициент избытка воздуха способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775 повышают до 1,2 путем подачи горячего воздуха. Изобретение позволяет перевести токсичные газы NOx, SO2 в нетоксичные азот и серу, дополнительно очищать газы от СО и одновременно утилизировать отходы угледобывающих производств. 1 табл.

Изобретение относится к области производства обжиговых строительных материалов. При производстве строительных материалов в процессе обжига происходит постоянный выброс токсичных газов, который можно уменьшить, корректируя коэффициент избытка воздуха (способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775) и применяя техногенные отходы (золошлаки, обогащения угля, сланцы, углистые глины), содержащие до 30% угля.

Известны способы очистки отходящих дымовых газов: реагентный, окислительный, восстановительный, мокрой очистки и др. способы описаны: Смола В.И., Кельцев Н.В. Защита атмосферы от двуокиси серы. - М.: Металлургия, 1976. - С.37-42; Образование окислов азота в процессах горения и пути снижения выброса их в атмосферу. / Сб. науч. тр. - Киев: Наук. думка, 1979. - С.57-63; Термическая и каталитическая очистка газовых выбросов в атмосферу. / Сб. науч. тр. - Киев: Наук. думка, 1984. - С.36-39. Из указанных способов близкими к предлагаемому изобретению является восстановительный и реагентный способы, описанные в книге Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. - Л.: Недра, 1988. - 312 с. При восстановительном способе производится сжигание природного газа в печи с низким коэффициентом избытка воздуха (способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775=0,75...0,85) при температурах 1200...1450°С, создавая тем самым условия для восстановления оксидов азота и серы избытком метана до N 2 и S, с последующим дожиганием отходящих газов при более низкой температуре 400...600°С. При реагентном способе восстановительная среда создается благодаря подаче в отходящие газы аммиака NH 3, который, вступая в реакцию с NOx и SO 2, переводит их в безвредные соединения. Недостатками этих способов являются их неприменимость для процессов обжига строительных материалов, так как сильновосстановительная среда (способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775=0,75...0,85) при температуре 1200...1450°С приводит к образованию FeO, снижающего качество получаемых материалов; неэффективные методы создания восстановительной среды за счет сжигания топлива в печи; агрессивность газа NH3, вызывающего активную коррозию оборудования; невысокая степень очистки.

Наиболее близким аналогом данного изобретения является способ понижения содержания вредных оксидов азота и серы в отходящих газах при производстве портландцементного клинкера, описанный в статье Л.И.Ткач. Влияние технологических факторов на содержание вредных оксидов в отходящих газах // Цемент, - 1991. - №7-8. - С.58-68. Автор способа предлагает снижать содержание NOx и SO2 в отходящих газах путем поддержания коэффициента избытка воздуха во всех зонах вращающейся печи равным 1,1 и, сжигая топливо в зоне, где температура отходящего газа опускается ниже 1400°С. Либо подавая NH3 в "температурное окно", где температура отходящего газа колеблется в интервале 900...1000°С. Недостатком данного способа является то, что он требует дополнительного расхода топлива или аммиака при достаточно жестком технологическом режиме обжига клинкера с точным выдерживанием коэффициента способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775=1,1. Это сложно обеспечить в низкотемпературных зонах, где происходит выгорание органических примесей сырья и возможно образование восстановительной газовой среды, приводящей к наличию в отходящих газах другой вредной примеси - СО.

Задачей изобретения является снижение загрязнения атмосферы путем создания условий в печи для перевода токсичных отходящих газов NOx и SO2 в нетоксичные азот N2 и серу S с одновременной утилизацией углесодержащих отходов.

Сущность изобретения заключается в том, что оксиды азота и серы - наиболее вредные примеси из отходящих газов, восстанавливаются до элементарных N2 и S путем поддержания в зоне обжига вращающейся печи коэффициента избытка воздуха способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775=1,05...1,1. При этом в зоне, где температура отходящих газов изменяется от 1400°С до 850°С, создаются восстановительные условия за счет выгорания углесодержащих отходов, вводимых в сырьевую смесь. На участке, где температура отходящих газов опускается ниже 800°С, подается горячий воздух, повышающий значение коэффициента способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775 до 1,2 для удаления избытка СО, образовавшегося в восстановительных условиях.

Создание восстановительных условий обжига сырьевой смеси во вращающихся печах в начале зоны декарбонизации за счет применения углесодержащих отходов может осуществляться как при мокром, так и сухом способе производства. Наилучшим образом восстановительная среда создается в декарбонизаторе сухого способа производства. Восстановительные условия образуются благодаря выгоранию углесодержащих отходов при низком содержании кислорода (0,5...1,0%) в присутствии паров воды в отходящих газах печи. В обжигаемом материале при температурах 600...1000°С появляются восстановительные реагенты СО и Н2, при этом протекают реакции:

2С+O 2=2СО; С+Н2О=СО+Н2; СО2 +С=2СО;

SO2+2СО=S+2СO2; SO2 +2Н2=S+2H2О;

2NOx+2xСО=N 2+2хСO2, 2NOx+2xH2 =N2+2xН2O.

В результате реакций токсичные NOx и SO2 переходят в N2 и S. Элементарная сера улавливается из отходящих газов (ог) в циклонах или электрофильтрах. Избыток СО сгорает в предыдущей зоне, куда подаются дополнительное количество горячего воздуха, поднимающее значение коэффициента способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775 до более высокого - 1,2. Так как, оксиды азота и серы могут образовываться в отходящих газах только при температурах выше 1100°С, поднятие способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775 до 1,2 в более холодных зонах (при tог<1000°С) не вызывает их повторного образования.

Предлагаемое изобретение отличается тем, что вместо сжигания топлива или подачи аммиака в сырьевую смесь для обжига клинкера вводятся углесодержащие отходы и подается горячий воздух в зону подогрева.

Испытания, проведенные на лабораторной установке, имитирующей газовую среду во вращающихся печах, свидетельствуют о высокой эффективности степени очистки отходящих газов при использовании в качестве восстановительного агента углесодержащих отходов с содержанием угля 12...30%. Результаты испытаний приведены в табл.1.

Таблица 1
№ п/пСодержание углесодержащих отходов в сырьевой смеси, %Температурный интервал экзотермического эффекта, °СДополнительный ввод 3% топлива при декарбонизации сырьевой смеси Содержание NOx в отходящих газах, мг/м 3Содержание SO2 в отходящих газах, мг/м3 Степень очистки, %
1 о-Нет 11303710
2о -Есть529 15955,2
3 5573...430 Нет372185 58,6
47 580...420Нет 30514267,4
510 590...420Нет264 11473,0
614600...450 Нет175 8680,7

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ восстановления оксидов азота и серы до N2 и S, отличающийся тем, что в зоне вращающейся печи, где температура отходящих газов выше 850°С и ниже 1400°С, создают восстановительные условия за счет выгорания углесодержащих отходов и поддержания коэффициента избытка воздуха способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775=1,05...1,1, а в зоне печи, где температура отходящих газов ниже 800°С, коэффициент избытка воздуха способ восстановления оксидов азота и серы до n<sub>2</sub> и   s, патент № 2266775 повышают до 1,2 путем подачи горячего воздуха.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2266775

patent-2266775.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B01D53/60 одновременное удаление оксидов серы и оксидов азота

Патенты РФ в классе B01D53/60:
способ очистки дымовых газов -  патент 2504425 (20.01.2014)
комплексная система повышения экологической безопасности энергоустановки морского судна -  патент 2502547 (27.12.2013)
способ и устройство для снижения угарного газа и галогенированных органических соединений в мусоросжигательных установках -  патент 2390374 (27.05.2010)
устройство для очистки и комплексной утилизации дымовых газов -  патент 2377058 (27.12.2009)
способ очистки уходящих газов газотурбинной установки и устройство для его осуществления -  патент 2342185 (27.12.2008)
комплексный способ и устройство для обработки дутьевого воздуха и дымовых газов -  патент 2331462 (20.08.2008)
насадка для очистки дымовых газов -  патент 2321445 (10.04.2008)
применение композиции на основе tio2 в качестве катализатора гидролиза cos и/или hcn в газообразной смеси -  патент 2297878 (27.04.2007)
способ очистки отходящих дымовых газов от токсичных оксидов -  патент 2292939 (10.02.2007)
способ обезвреживания и утилизации агрессивных химических соединений -  патент 2279305 (10.07.2006)

Наверх