Устройство, принцип действия и результаты испытаний установки поглощения газовых выбросов

К.Б.Комиссаров, Лутков С.А., Филь А.В., Стрельников Д.В.

С участием автора разработаны, внедрены и испытаны три модификации установок поглощения газовых выбросов (УПГВ). В отличие от разработанных и внедрённых ранее (УПГВ) , которые положительно зарекомендовали себя при поглощении оксидов азота, углерода, других составляющих дымовых газов, в том числе пыли, третий конструктивный вариант УПГВ существенно усовершенствован. Основной задачей явилось увеличение времени контакта дымовых газов с одновременной вибрацией фильтрующих элементов и надёжным орошением последних. Конструкторско-технологические разработки, анализ уже полученных результатов , а также запатентованные решения позволили выбрать наиболее рациональное решение поставленной задачи.

Основными элементами УПГВ-3 (рис. 1) являются: бак-основание – 1, служащий одновременно для подвода дымовых газов и сбора стекающей с фильтрующих поверхностей воды, насыщенной газами; каркас 2, служащий для размещения на нем верхнего бака 4, в котором установлены система орошения 6, тяги 19, соединяющие виброплиту 8 с фильтрами 12, каплеотбойник 4; крышка 3, под которой смонтирован вибратор 17 типа ИВ 111А, мощностью 550 вт, соединенный через плиту 8 и тяги 14 с коробами 10, 11, заполненными многослойной металлической сеткой 12 из нержавеющей стали. Верхняя и нижняя части коробов снабжены гидрозатворами во избежание утечек дымовых газов в окружающую среду.

Порядок работы установки заключается в следующем. Дымовые газы от теплогенерирующей установки (двигателя внутреннего сгорания, котла, печи и др.) поступают с двух сторон 14 в бак - основание 1, предварительно заполненный, например, водопроводной водой до уровня перелива 15. Проходя над уровнем воды газы, частично охлаждаясь и растворяясь в воде поступают в короба 10, 11. Навстречу потоку дымовых газов стекает вода из системы орошения 6. При этом процесс взаимодействия воды с газами происходит на высокоразвитой поверхности сеток при их вибрации, которая создаётся вибратором 17, включаемым в работу одновременно с подачей воды.

	Рисунок 5.1 Общий вид УПГВ – 3 (разрез)

Рис. 1 Общий вид УПГВ – 3: 1- бак-основание; 2 – каркас; 3 – крышка; 4 – каплеотбойник; 5,7,9–гидрозатвор; 6,11 – система орошения; 8 – виброплита; 10,13 – короба; 12 – многослойная металлическая сетка; 14 – подвод дымовых газов; 15 – перелив; 16 – штуцер; 17 – вибратор; 18 – амортизатор; 19 - тяга

Испытания УПГВ-3 начинаются с проведения осмотра установки, трубопроводов для воды, газоходов, а также подготовки контрольно-измерительных приборов. После этого нижний бак УПГВ заполняется водой до перелива, при этом измеряются величины водородного показателя воды - рН, ее жесткость - Ж и щелочность - Щ. Включается насос и производится орошение фильтрующих элементов при одновременном вибровоздействии на них. После стабилизации процесса открываются шиберы на газоходах к УПГВ и закрываются на основных газоходах. Вторично выдерживается процесс до стабилизации измеряемых параметров (расхода воды и дымовых газов). При этом практически непрерывно проводятся измерения концентрации оксидов в дымовых газах до и после УПГВ газоанализатором IMR-3000, а также периодически (1 раз в 15 мин) отбирается проба воды, насыщенной газами на анализ рН, Ж, Щ. При достижении величины рН=6,0 насыщенная газами вода направляется в вспомогательный бак на нейтрализацию при одновременной подпитке УПГВ водопроводной водой в том же количестве. Следует отметить, что расходы газа и воды определяются расходомерами и по тепловым балансам УПГВ, для чего контролируются также температуры воды и дымовых газов до и после УПГВ.

Проведены пуско-наладочные работы УПГВ-3 и ее испытания при расходах дымовых газов 1380 м³/ч и 1180 м³/ч. Расход воды через систему орошения изменялся в пределах 8-15 л/с, при температуре воды на входе в УПГВ 12-13°С, на выходе-13-14°С соответственно. Величина водородного показателя исходной воды составляла рН = 7,4 и, в процессе насыщения газами и образования кислой среды через 3,5-4,0 часа работы УПГВ, снижалась до 4,6. Следует отметить, что в первой серии испытаний проценты поглощения оксидов дымовых газов составили: по СО₂ – 47 - 62 %, по NO – 77 - 80,5%, по SO₂ 60…100%.

Перед проведением второй серии испытаний УПГВ была вскрыта. Оказалось, что примерно 40% отверстий системы орошения забиты и не участвуют в работе. Этот недостаток был устранен. Состав дымовых газов удалось создать таким образом, что в них присутствовали все основные образующиеся оксиды: СО₂, СО, NO, NO₂, SO₂. Процентное поглощение оксидов во второй серии испытаний составило: по СО₂ - 76,7 - 86,7%, по СО - 86,8 - 89,6%, по NO и NO₂ до 85% по SO₂ - 72-84%.

По результатам пуско-наладочных работ был сделан ряд рекомендаций для обслуживающего персонала.

Литература

1. Устройство для снижения токсичности составляющих отработавших газов дизелей тепловозов.// Комиссаров К.Б., Финоченко В.А., Педыч. В. И. Тезисы докладов Российск. научн.- техн. конф. «Новые материалы и технологии» М. МИИТ. 1994. С. 56-58.

2. Экспериментальные установки по изучению растворимости газов в жидкости при вибротурбулизации. //Комиссаров К.Б., Педыч. В.И., Финоченко В.А. Мевуз. Сб. научн. трудов.» Актуальные проблемы железнодорожного транспорта» Ростов-на-Дону. РГУПС. - С. 45-49.

3. Поглощение вредных выбросов методом вибротурбулизации. //Комиссаров К.Б., Онишков В.Е., Рипполь-Сарагосси Б.Ф. Межвуз. сб. научн. тр. «Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды». Вып.2. Ростов-на-Дону. РГАСХМ.1998. С. 36-41.

4. Вибротурбулизационное поглощение газов жидкостью. //Комиссаров К.Б., Финоченко В.А., Суховеева Е.Н. Труды междунар. Научн. техн. конф. «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта». Ростов-на-Дону. 1999. С 32-37.

5. Комиссаров К.Б., Онишков В.Е., Казарян А.С. и др. Вибротурбулизационная технология очистки газовых выбросов // Тр. первой регион. научн.- практ. конфер. «Энергосберегающие технологии на предприятиях транспортного, промышленного и коммунального хозяйства». Ростов-на-Дону. РГУПС.2001.-с.45-49.

6. Казарян А.С., Комиссаров К.Б. Применение поверхностно-активных веществ в установках поглощения газовых выбросов. Межвуз. сб. научн. тр.» Актуальные проблемы энергетики». Ростов-на-Дону. РГУПС.- 2001. С.117-121.

7. Комиссаров К.Б., Онишков В.Е. и др. Эколого-экономическая эффективность систем газоочистки на предприятиях СКЖД. Межвуз. сб. научн. тр.» Актуальные проблемы энергетики». Ростов-на-Дону. РГУПС.- 2001. С.121-127.

8. Комиссаров К.Б., Онишков В.Е., Шерстов Ю.Б., Комиссаров М.К., Казарян А.С. Опытно-промышленные установки поглощения газовых выбросов.Тр. первой регион. научн.-практ. конфер. «Энергосберегающие технологии на предприятиях транспортного, промышленного и коммунального хозяйства». Ростов-на-Дону. РГУПС.2001.- С.45-49.

9. Комиссаров К.Б., Онишков В.Е., Казарян А.С. и др. Очистка газов, выбрасываемых в атмосферу. Доклады межрегиональной научно-практической конференции «Жилищно-коммунальное хозяйство и энергетика в 21 веке». Ростов-на-Дону. РГУПС.2003.-с.32-37.

Патент РФ № 2041734 /Комиссаров К.Б., Финоченко В.А., Педыч. В.И. Смесительное устройство для систем газ-жидкость-твердые частицы.1995.-3с.

10. Патент РФ № 2041735 /Комиссаров К.Б., Финоченко В.А., Комиссаров М.К. Устройство для смешивания газа с жидкостью. 1995.-3с.

11. Патент РФ № 2166361 /Комиссаров К.Б., Вершинин Л.Б., Суховеева Е.Н. и др. Способ смешивания газа, содержащего твердые частицы с жидкостью.2001.-5с.

12. Патент РФ №2023497 /Комиссаров К.Б., Финоченко В.А. Устройство для смешивания газа с жидкостью. 1994. – 3 с.

Дата добавления: 2015-07-02