Способ обезвреживания высокотемпературных продуктов сгорания углеводородного топлива от окислов азота Советский патент 1983 года по МПК B01D53/00 

СО 4;: О1

ел Изобретение относятся к очистке газов и может быть нспопьэоваво щш обезвреживании продз стов сгорания угп воцороаов в возаухе или выеокотемпера турном возпуке на выклопе тепловых аэрошшамических труб, ТЭС, МГД ростанций и т.п. Известен способ обезвреживания вы сокотемпературных продуктов сгорания угпевоаороаного т отяива от.окиспов азота, включающий окпажцение процу тов сгорания цо К, ввец ние угпевоаороцного горючего и его сж при этой температуре в течение 0,05-0,005 с. В качестве угпевоцороцного горючего используют керосин который вводят в поток газа путем распыливания через форсунки, создавая избыток окисгштепя с коэффициент dt 0,8.По мере сгорания смеси керосина с возцухом выцепядащее тепло OTBoqsrr и тем самым поццерживают температуру газовой смеси приблизительно постоянной, равной 250О К. По истечении О,О05 с (на завершение горения требуется О,003 с) с момента ввода горючего поток продуктов сгорания охпажцают цо 50-1ООс и через выхпо ное устройство выбрасывают в атмосф&ру. При коэффициенте избытка окислителя, равном 0,8,равнавесное значение кон центрации окиси азота составит О,О1 вес.% В результате степень нейтрализации соо тавит 5,7-0,1 0,9982 l . Недостатком известного способа я&ляется то, что в зоне разложения окио лов азота образуется окисьуглерода (до 20% от общего весового расхода), а также сажа и аэрозоли, соцержапше ароматические углеводороды, в частност 3,4-бензпирен. Цель изобретения - орно еменное обезвреживание от окиси углерода я ароматических угяеводороцов. Поставленная цель достигается тем, что после сжигания углеводородного горючего очищаемый газ дополнительно охлаждают до 160О-2000 К с посл&дуюшим введением в него овяслителя с коэффициентом избытка ist 1,О-1,2, причем обе стации охлаждения и поддержания температуры газа при вводе углеводородного горючего и окислителя осуществляют дозированным впрыском воды, а в KiQHecTBe окислителя иопользу зуют воздух, кислород или их смесь и воду. Уровень температур выбран из слен аующ}(х соображ 0{й. При температу| е выше 20ОО К прдасходит интенсивное о азование атомарного кислорода, что способствует образованию окислов азо- та, а при температуре ниже 1200 К сжигание СО, ароматических угпеводородов протекает медленно или вообще не происходит. При о 1 полное сжигание СО, сажи и ароматических углеводородов в любом интервале температур невозможно. При оС 1,0-1,2 и в указанном интервале температур (20ОО-12ОО К) происходит интенсивное сгорание ynOMS нутых вредных вешеств со скоростями, которые позволяют осуществить реальные размеры нейтрализатора. Предварительное охлаждение до 1600-200 К, подцсржалие коэффициента окислителя csL 1,0- 1,2 при температуре смеси на выходе из зоны окисления, равной 12ОО-1600 К в течение заданного времени, обеспечивает возможности и оптимальные условия дожигания СО и ароматических углеводородов, причем окислы азота при таких условиях не вьфабатываются. Процесс осуществляют следующим образе. Высокотемпературный газовый поток образующийся за счет сжигания керосина или природного газа в нагретом до Т 23ОО К воздухе или воздушнокислородной смеси имеет следующие параметры: Т 3000-3500 К; Р 5 атм В потоке может содержаться по 3 мас.% окислов азота и до 2О мае. % окиси углерода, в зависимости от коэффициента избытка окислителя. При коэффивденте избытка окислителя меньше единицы в потоке могут присутствовать сажа и аэрозоли, в которых содержатся ароматические углеводороды, в частности такой опасный канцероген, как 3,4-бенэпиренПри осуществлении способа сначала газовый поток охлаждают до 25ОО К (от 24ОО до 26ОО К) со скоростью 51О-5 1О град/с дозированным впрыском воды в потоке (40-5 кг/с на 2ОО кг/с нейтрализуемого потока). Воцу ввопяг таким образом, чтобы осдгществить тщательное перемешивание в потоке газа. При этом концентрация

окиси угдерооа понижается за счет образовашш при циссопиашш воды в потоке рапикапа (Ж, который активно .вступает в реакцию с-, СО с офазованием СО, Н. К жаентрашш окиси азота изменяется незначительно. Затем ocyinecTBitEDor впрыск керосина и воцы, обеспечивая коэффшш гг избытка окислитепя oL 0,6-0,8 ( кг/с керосина щ .2ОО «кг/с газа). Процесс горения и поццержание температуры на уровне 25bOilOO К обеспечивает оптимальные успоюся ппя макс91мапьного разяо жения окислов азота на элементы.

Поспе , в которой осуществляют разложение окислов азота, осуществляют

позированный впрыск вопы в оташав мый газ и оклажцают поток цо 16ООь 2ООО К ( кг/с воцы на 2ОО вг/с очищаемого газа).

Прецлагаемый способ обез: ежя&а ния обеспечивает высокую (0,99О,998) степень нейтрализации окиокж . азота и полное цожигешив окиси yrnefHV ца (степень цожигания/ О,99), Прячем при аожигании окиси угпероца соэ цаются условия пиквицашш сажи и ароматических углевоцороцов, хогорые мигут образоваться кэх пря сжигают углевопфоаов в нагретом воздухе, так и при нейтрализации окислов азота.

1. СПСХЮБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА ОТ ОКИСЛОВ . АЗОТА, вкл10ч1ающий охлажцение процуктов сгорания цр 2400-2600 К, ввепение угпевсдсчроаного горючего н его сжигание при этой тш тературе, отпичающийся тем, что с цепью ооновременного обезвреживания от окиси и ароматических угпевооороцов, после сжигания горючэ го очищаемый газ цопошаггельно ох лажцают цо 160О-2ООО К с поспеаук ишм введением в него окиспитепн с коэ41фиииентом избытка oL ,2. 2.Способ по п. 1, о т п и ч а к ш и и с я тем, что обе стаюш «хпажц ния газа осушествояют позироаанкым шфыском воцы. 3.Оюсоб по п. 1, о т л и ч а KV ш и и с я тем, что в качес| е OKHcmrr ля ИСПОШ ЗУЮТ воздух, КВСШ|КХ1 ВПК их смесь и воцу.