RU2371239C2 - Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane - Google Patents
Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371239C2 RU2371239C2 RU2007148935/15A RU2007148935A RU2371239C2 RU 2371239 C2 RU2371239 C2 RU 2371239C2 RU 2007148935/15 A RU2007148935/15 A RU 2007148935/15A RU 2007148935 A RU2007148935 A RU 2007148935A RU 2371239 C2 RU2371239 C2 RU 2371239C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sludge
- tower
- raw
- water
- saturated
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 15
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title abstract description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000003517 fume Substances 0.000 title abstract 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 26
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 4
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 4
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- -1 nitrogen oxides sulfur oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 abstract 3
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 abstract 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000852 hydrogen donor Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002429 nitrogen sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N phenyl 3-chloropropanoate Chemical compound ClCCC(=O)OC1=CC=CC=C1 RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/20—Sludge processing
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки и утилизации дымовых газов теплоэнергетических установок ТЭС для защиты озонового щита и снижения парникового эффекта окружающей атмосферы.The present invention relates to a power system and can be used in the cleaning and utilization of flue gases from thermal power plants of thermal power plants to protect the ozone shield and reduce the greenhouse effect of the surrounding atmosphere.
Известен комплексный способ для очистки и утилизации дымовых газов, включающий охлаждение дымовых газов в теплообменнике 1-й ступени до температуры ниже точки росы, конденсацию водяных паров, смешение дымовых газов с озоновоздушной смесью, окисление и абсорбцию полученным конденсатом оксидов азота и оксидов серы, последующие охлаждение в теплообменнике 2-й ступени и взаимодействие CO2 с гидроокисью кальция с образованием нитрита и нитрата кальция (Ca(NO)2 и Ca(NO)3 соответственно. Устройство, в котором реализуется способ, состоит из короба, в котором помещены пластинчатые теплообменники 1-й и 2-й ступени, охлаждаемые дутьевым воздухом, и перфорированные кассеты, покрытые слоем гидроокиси кальция [1].A comprehensive method for cleaning and utilizing flue gases is known, including cooling the flue gases in the 1st stage heat exchanger to a temperature below the dew point, condensing water vapor, mixing the flue gases with an ozone-air mixture, oxidizing and absorbing nitrogen oxides and sulfur oxides obtained by the condensate, followed by cooling in the heat exchanger of the 2nd stage and the interaction of CO 2 with calcium hydroxide to form calcium nitrite and calcium nitrate (Ca (NO) 2 and Ca (NO) 3, respectively. The device in which the method is implemented consists of a box, in The plate heat exchangers of the 1st and 2nd stages, cooled by blast air, and perforated cassettes coated with a layer of calcium hydroxide are placed by a otor [1].
К недостаткам известного способа и устройства относятся короткий рабочий цикл и ограниченная поглотительная емкость по диоксиду углерода кассет, покрытых гидроокисью кальция, периодичность работы и малая производительность устройства.The disadvantages of the known method and device include a short duty cycle and a limited absorption capacity for carbon dioxide cassettes coated with calcium hydroxide, the frequency of operation and low productivity of the device.
Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению относится способ для выделения диоксида углерода, заключающийся также в охлаждении дымовых газов до температуры ниже точки росы с образованием конденсата водяных паров и последующем выделении из них диоксида углерода за счет разности плотностей диоксида углерода и азота и абсорбции (поглощении) диоксида углерода полученным конденсатом водяных паров, реализуемый в устройстве, содержащем транзитный газоход, в днище которого устроено окно, соединенное с вертикальным корпусом, внутри которого размещены кожухотрубчатый теплообменник, абсорбционная (поглотительная) и десорбционно-охладительная секции, отсасывающий зонт, соединенный с вентилятором и осушителем, а днище корпуса соединено через циркуляционный насос трубопроводами с распределителем жидкости [2].Closer in technical essence to the present invention relates to a method for the release of carbon dioxide, which also consists in cooling the flue gas to a temperature below the dew point with the formation of condensate of water vapor and the subsequent release of carbon dioxide from them due to the difference in the density of carbon dioxide and nitrogen and absorption (absorption ) carbon dioxide obtained condensate of water vapor, implemented in a device containing a transit gas duct, in the bottom of which there is a window connected to a vertical cor whisker, inside which there are shell-and-tube heat exchanger, an absorption (absorption) and desorption cooling section, a suction hood connected to a fan and a drying agent, and the housing bottom is connected via a circulating pump with liquid distributor pipes [2].
К недостаткам известного способа и устройства относятся малое количество улавливаемых оксидов азота и диоксида углерода, обусловленное их ограниченной растворимостью в воде, невозможность использования уловленного диоксида углерода для снижения расхода топлива, что снижает экономическую и экологическую эффективность очистки дымовых газов.The disadvantages of the known method and device include a small amount of trapped nitrogen oxides and carbon dioxide, due to their limited solubility in water, the inability to use trapped carbon dioxide to reduce fuel consumption, which reduces the economic and environmental efficiency of flue gas cleaning.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение экологической и экономической эффективности процесса очистки дымовых газов теплоэнергетических установок.The technical result of the invention is to increase the environmental and economic efficiency of the process of cleaning flue gases from thermal power plants.
Технический результат достигается в комплексном способе для очистки и утилизации дымовых газов с получением метана, включающем охлаждение дымовых газов до температуры ниже точки росы, конденсацию водяных паров, поглощение оксидов азота, оксидов серы, диоксида углерода, капель конденсата и паров воды сырым осадком сточных вод с одновременным его нагревом в поглотительной башне до оптимальной температуры брожения за счет тепла дымовых газов, промывку обработанных газов от остатков сырого осадка сырой водой в промывочной башне и вывод очищенных дымовых газов в атмосферу, разделение полученной грязевой смеси путем отстаивания на грязную воду и насыщенный сырой осадок в отстойнике, отвод грязной воды на поля орошения, смешение насыщенного нагретого сырого осадка из поглотительной башни с осадком из отстойника, брожение насыщенного нагретого сырого осадка в метантенке с получением метана и сброженного осадка.The technical result is achieved in an integrated method for purification and utilization of flue gases to produce methane, which includes cooling the flue gas to a temperature below the dew point, condensation of water vapor, absorption of nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon dioxide, condensate droplets and water vapor with a crude sewage sludge with by simultaneously heating it in the absorption tower to the optimum fermentation temperature due to the heat of the flue gases, washing the treated gases from the residues of the raw sludge with raw water in the washing tower and removing flue gases to the atmosphere, separation of the resulting mud mixture by settling on dirty water and saturated crude sludge in the sump, drainage of dirty water to irrigation fields, mixing of saturated heated sludge from an absorption tower with sludge from a sump, fermentation of saturated heated sludge in a digester with obtaining methane and fermented sludge.
Способ реализуется в устройстве, содержащем транзитный газоход, разветвленный на резервный газоход с шибером, соединенный с дымовой трубой, и рабочий газоход с шибером, соединенный последовательно с теплообменником и поглотительной башней, внутри которой сверху вниз устроены наклонные решетчатые перегородки с проемом в виде сегмента в свой нижней части, направление уклона которых поочередно меняется в противоположные стороны, причем поглотительная башня в своей верхней части снабжена патрубком подачи сырого осадка, размещенным на входе в первую сверху наклонную решетчатую перегородку и встроенным в верхнюю крышку патрубком вывода обработанных газов, соединенным с обратным рабочим газоходом, а в своей нижней части снабжена патрубками подачи исходного газа и насыщенного сырого осадка соответственно, при этом обратный рабочий газоход соединен также с промывочной башней, в верхней части которой помещен распределитель жидкости, соединенный с трубопроводом сырой воды, а нижняя часть ее соединена трубопроводом с отстойником, верхняя часть которого сообщается с трубопроводом грязной воды, а нижняя часть соединена с трубопроводом насыщенного сырого осадка, который, в свою очередь, соединен с метантенком.The method is implemented in a device containing a transit gas duct branched into a reserve gas duct with a gate connected to a chimney, and a working gas duct with a gate connected in series with a heat exchanger and an absorption tower, inside of which inclined grating partitions are arranged from top to bottom with an opening in the form of a segment in its the lower part, the direction of the slope of which alternately changes in opposite directions, and the absorption tower in its upper part is equipped with a raw sediment supply pipe located at the input de to the first inclined grating partition from the top and a processed gas outlet pipe integrated in the upper cover connected to the return working gas duct, and in its lower part equipped with nozzles for supplying the source gas and saturated crude sediment, respectively, while the return working gas duct is also connected to the washing tower, in the upper part of which is placed a liquid distributor connected to the raw water pipeline, and its lower part is connected by a pipeline to a sump, the upper part of which communicates with the piping vodom dirty water, and the lower part is connected to the conduit saturated crude precipitate which, in turn, connected to the digester.
В основу работы предлагаемого способа и устройства положены: особенности состава дымовых газов теплоэнергетических агрегатов, основными компонентами которых на основании опытных данных и расчета состава продуктов сгорания, являются азот (76-82) об.%, диоксид углерода (7-14) об.%, водяные пары (5-17) об.%, концентрация которых зависит от вида топлива и способа его сжигания [3, с.15]; значительное превышение растворимости диоксида углерода в сыром осадке сточных вод ввиду наличия в нем белков, жиров и других органических соединений над его растворимостью в чистой воде [4, с.490] и возможность получения метана при сбраживании сырого осадка городских сточных вод [5, с.263].The basis of the work of the proposed method and device is: features of the composition of the flue gases of heat power units, the main components of which on the basis of experimental data and calculation of the composition of the products of combustion, are nitrogen (76-82) vol.%, Carbon dioxide (7-14) vol.% water vapor (5-17) vol.%, the concentration of which depends on the type of fuel and method of combustion [3, p.15]; a significant excess of the solubility of carbon dioxide in the raw sewage sludge due to the presence of proteins, fats and other organic compounds in it over its solubility in pure water [4, p. 490] and the possibility of methane production by fermentation of the raw sewage sludge [5, p. 263].
Устройство для очистки и утилизации дымовых газов с конверсией диоксида углерода в метан изображено на фиг.1, 2.A device for cleaning and utilizing flue gases with the conversion of carbon dioxide to methane is shown in figures 1, 2.
Устройство содержит транзитный газоход 1, разветвленный на резервный газоход 2 с шибером 3, соединенный с дымовой трубой (на фиг.1 не показана), рабочий газоход 4 с шибером 5, соединенный последовательно с теплообменником 6 и поглотительной башней 7, внутри которой сверху вниз устроены поперечные наклонные решетчатые перегородки 8 с проемом 9 в виде сегмента в свой нижней части, направление уклона которых поочередно меняется. Поглотительная башня 7 в своей верхней части снабжена патрубком подачи сырого осадка 10, размещенным на входе в первую сверху решетчатую перегородку 8, и патрубком вывода обработанных газов 11, соединенным с обратным рабочим газоходом 12, а в своей нижней части снабжена патрубками подачи исходного газа 13 и вывода насыщенного сырого осадка 14 соответственно. Промывочная башня 15 соединена обратным рабочим газоходом 12 с поглотительной башней 7, причем в верхней части ее помещен распределитель жидкости 16, соединенный с трубопроводом сырой воды 17, а нижняя часть соединена трубопроводом 18 с отстойником 19, который соединен сверху с трубопроводом грязной воды 20, а снизу с трубопроводом насыщенного сырого осадка 21, который, в свою очередь, соединен с метантенком 22.The device comprises a transit gas duct 1 branched into a reserve gas duct 2 with a gate 3 connected to a chimney (not shown in FIG. 1), a working gas duct 4 with a gate 5 connected in series with a heat exchanger 6 and an
Очистка и утилизация дымовых газов с получением метана осуществляется в предлагаемом устройстве следующим образом.Cleaning and disposal of flue gases with the production of methane is carried out in the proposed device as follows.
Дымовые газы из котельного агрегата, количество которых обусловлено производительностью устройства, в результате напора, создаваемого дымососом (на фиг.1 не показан), из транзитного газохода 1 через рабочий газоход 4 при открытом шибере 5, поступают в теплообменник 6, охлаждаемый, например, дутьевым воздухом или питательной водой, где охлаждаются до температуры (60-70)°С с образованием конденсата, смешивающегося с дымовыми газами, которые через патрубок 13 поступают в поглотительную башню 7. В башне 7 дымовые газы двигаются снизу вверх, контактируют в противотоке с сырым осадком городских сточных вод, поступающим через патрубок 10 и сползающим с одной перегородки 8 на другую под действием силы тяжести и угла наклона (наклон перегородок 8 равен углу естественного откоса сырого осадка и определяется экспериментально для конкретного вида осадка), проходя через щели в перегородках 8. В результате многократного контакта дымовых газов и частиц сырого осадка газы охлаждаются и освобождаются от оксидов азота, оксидов серы, диоксида углерода, капель конденсата и паров воды, после чего поступают через обратный рабочий газоход 12 в промывочную башню 15, а сырой осадок насыщается этими элементами в результате процессов абсорбции, адсорбции и хемосорбции, которые протекают при этом с компонентами осадка (водой, частицами белков, жирами, песком, глиной и. д.), нагревается до оптимальной температуры брожения 30-50°С за счет тепла дымовых газов и выводится через патрубок 14 и трубопровод насыщенного осадка 21 в метантенк 22. В промывочной башне 15 очищенные и охлажденные дымовые газы в противотоке контактируют с сырой водой, поступающей из распределителя жидкости 16, количество которой определяется из условия обеспечения необходимой плотности орошения, очищаясь при этом от частиц сырого осадка и других примесей, уносимых из поглотительной башни 7, и выводятся в атмосферу, а грязевая смесь, обогащенная также оксидами азота, серы и углерода, стекает по самотечному трубопроводу 18 в отстойник 19. В отстойнике 19 грязевая смесь в результате отстаивания делится на насыщенный сырой осадок, оседающий на дно и грязную воду, скапливающуюся в верхней зоне, которая по трубопроводу 20 подается на поля орошения, где она благодаря повышенному содержанию диоксида углерода интенсифицирует процесс фотосинтеза [6, с.210], а осадок из нижней зоны поступает в трубопровод 21, где смешивается с насыщенным осадком из поглотительной башни 7, откуда полученная смесь подается в метантенк 22. В метантенке 22 происходит обезвреживание насыщенного сырого осадка путем анаэробного сбраживания, которое является основным методом обезвреживания городских сточных вод. При этом в результате распада органических веществ осадка и взаимодействия продуктов распада с диоксидом углерода в качестве основных продуктов получается метан.Flue gases from the boiler unit, the amount of which is due to the performance of the device, as a result of the pressure created by the smoke exhauster (not shown in Fig. 1), from the transit flue 1 through the working flue 4 with the open gate 5, enter the heat exchanger 6, cooled, for example, by blow air or feed water, where they are cooled to a temperature of (60-70) ° С with the formation of condensate that mixes with flue gases, which through the pipe 13 enter the
Метан образуется в результате восстановления СО2 или метильной группы уксусной кислотыMethane is formed as a result of reduction of CO 2 or methyl group of acetic acid
где AH2 - органическое вещество, служащее для метанобразующих бактерий донором водорода (жирные кислоты, кроме уксусной, и спирты, кроме метилового);where AH 2 is an organic substance that serves for methane-forming bacteria as a hydrogen donor (fatty acids, except acetic, and alcohols, except methyl);
Кроме этого, многие виды метанообразующих бактерий окисляют молекулярный водород, образующийся в кислой фазе по реакцииIn addition, many types of methane-forming bacteria oxidize the molecular hydrogen formed in the acid phase by reaction
Микроорганизмы, использующие уксусную кислоту и метиловый спирт, осуществляют реакцииMicroorganisms using acetic acid and methyl alcohol carry out reactions
При этом в данном случае скорость реакций (1), (2) в связи с наличием в осадке свободного CO2 увеличивается, а (3), (4) уменьшается, что повышает долю метана в получаемом газе.In this case, in this case, the reaction rate (1), (2) due to the presence of free CO 2 in the precipitate increases, and (3), (4) decreases, which increases the methane fraction in the produced gas.
Периодически поглотительную башню 7 во избежание зарастания осадком промывают сырой водой (периодичность промывки и расход сырой воды устанавливают из опыта эксплуатации). После промывки грязную воду направляют в отстойник 19, где она смешивается с грязной водой из промывочной башни 15 и совместно с ней осветляется.Periodically, the
В случае отказа или ремонта установки очистки в работу включают резервный газоход 2, открывая шибер 3, и отключают рабочий газоход 4 путем закрытия шибера 5.In case of refusal or repair of the cleaning installation, the backup gas duct 2 is opened, opening the gate 3, and the working gas duct 4 is turned off by closing the gate 5.
Полученный метан может быть использован как добавка к топливу основных котельных агрегатов или для обеспечения топливом вспомогательного теплогенератора, увеличивая таким образом коэффициент использования топлива, а сброженный осадок используется как высокоэффективное удобрение для сельского хозяйства.The methane obtained can be used as an additive to the fuel of the main boiler units or to provide auxiliary heat generator with fuel, thus increasing the fuel utilization coefficient, and the fermented sludge is used as a highly effective fertilizer for agriculture.
Использование предлагаемого способа и установки очистки и утилизации возможно при размещения теплогенераторов на территории очистных сооружений, в непосредственной близости от них или при обеспечении транспортировки сырого осадка на территорию ТЭС.The use of the proposed method and installation for cleaning and disposal is possible when placing heat generators on the territory of treatment facilities, in close proximity to them or while transporting raw sludge to the territory of the thermal power plant.
Таким образом, предлагаемые комплексный способ и устройство очистки и утилизации дымовых газов с получением метана обеспечивают высокую степень поглощения оксидов азота, оксидов серы, диоксида углерода, паров воды, утилизацию тепла, получение дополнительного топлива, интенсификацию работы очистных сооружений, одновременное снижение угрозы парникового эффекта и разрушения озонового щита окружающей атмосферы, что увеличивает экологическую и экономическую эффективность процесса очистки дымовых газов.Thus, the proposed integrated method and device for cleaning and utilizing flue gases to produce methane provides a high degree of absorption of nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon dioxide, water vapor, heat recovery, obtaining additional fuel, intensifying the operation of treatment facilities, while reducing the threat of the greenhouse effect and destruction of the ozone shield of the surrounding atmosphere, which increases the environmental and economic efficiency of the flue gas cleaning process.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ №2254161, МКл B01D 53/60, 53/14, 2005.1. RF patent No. 2254161, MKL B01D 53/60, 53/14, 2005.
2. Патент РФ №2217221, МКл. B01D 53/14, 53/62, 2003.2. RF patent №2217221, MKl. B01D 53/14, 53/62, 2003.
3. К.Ф.Роддатис и др. Справочник по котельным установкам малой производительности. - М.: Энергия, 1975, 370 с.3. KF Roddatis et al. Handbook of low-capacity boiler plants. - M .: Energy, 1975, 370 p.
4. К.Неницеску. Общая химия. - М.: Мир, 1968, 816 с.4. K. Nenitsesku. General chemistry. - M .: Mir, 1968, 816 p.
5. С.В.Яковлев и др. Канализация. - М.: Госстройизд. 1976, 632 с.5. S.V. Yakovlev and others. Sewerage. - M.: Gosstroyizd. 1976, 632 p.
6. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. - М.: Дрофа, 2004, 640 с.6. Komov V.P., Shvedova V.N. Biochemistry. - M.: Bustard, 2004, 640 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007148935/15A RU2371239C2 (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007148935/15A RU2371239C2 (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007148935A RU2007148935A (en) | 2009-06-27 |
| RU2371239C2 true RU2371239C2 (en) | 2009-10-27 |
Family
ID=41026872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007148935/15A RU2371239C2 (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2371239C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2603736C2 (en) * | 2011-08-11 | 2016-11-27 | Недерландсе Органисати Вор Тугепаст-Натюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно | Method and device for capturing carbon dioxide (co2) from a gaseous stream |
| RU2674125C1 (en) * | 2017-12-19 | 2018-12-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Agricultural and industrial complex enterprises waste water sediments thermal treatment device |
| RU2678129C2 (en) * | 2014-03-28 | 2019-01-23 | Университет Варминьско-Мазурский В Ольштыне | Photobioreactor for co2 biosequestration with immobilised biomass of algae or cyanobacteria |
| RU2689620C1 (en) * | 2017-01-24 | 2019-05-28 | Мицубиси Хеви Индастриз Энджиниринг, Лтд. | Exhaust gas cleaning device and co2 extraction device using it |
| RU2733774C1 (en) * | 2020-02-13 | 2020-10-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром" | Method of extracting carbon dioxide from flue gases and device for realizing said method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6117672A (en) * | 1998-12-22 | 2000-09-12 | Breckenridge; Leon | Moving bed biofilter and condenser for flue gas pollutant removal and collection |
| RU2217221C2 (en) * | 2001-06-27 | 2003-11-27 | Курский государственный технический университет | Method and device for separation of carbon dioxide from flue gases |
| JP2005239991A (en) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Nittetu Chemical Engineering Ltd | Digestion gas purification method |
-
2007
- 2007-12-25 RU RU2007148935/15A patent/RU2371239C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6117672A (en) * | 1998-12-22 | 2000-09-12 | Breckenridge; Leon | Moving bed biofilter and condenser for flue gas pollutant removal and collection |
| RU2217221C2 (en) * | 2001-06-27 | 2003-11-27 | Курский государственный технический университет | Method and device for separation of carbon dioxide from flue gases |
| JP2005239991A (en) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Nittetu Chemical Engineering Ltd | Digestion gas purification method |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2603736C2 (en) * | 2011-08-11 | 2016-11-27 | Недерландсе Органисати Вор Тугепаст-Натюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно | Method and device for capturing carbon dioxide (co2) from a gaseous stream |
| RU2678129C2 (en) * | 2014-03-28 | 2019-01-23 | Университет Варминьско-Мазурский В Ольштыне | Photobioreactor for co2 biosequestration with immobilised biomass of algae or cyanobacteria |
| RU2689620C1 (en) * | 2017-01-24 | 2019-05-28 | Мицубиси Хеви Индастриз Энджиниринг, Лтд. | Exhaust gas cleaning device and co2 extraction device using it |
| RU2674125C1 (en) * | 2017-12-19 | 2018-12-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Agricultural and industrial complex enterprises waste water sediments thermal treatment device |
| RU2733774C1 (en) * | 2020-02-13 | 2020-10-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром" | Method of extracting carbon dioxide from flue gases and device for realizing said method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007148935A (en) | 2009-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9901864B2 (en) | Device and method for simultaneous hydrogen sulphide removal and biogas upgrading | |
| CN102489136B (en) | Flue gas desulfurizing waste water recovering process and device | |
| EP2918327B1 (en) | Method for purifying gaseous effluents by selective removal of the pollutants contained therein | |
| RU2371239C2 (en) | Complex method and device for cleaning and recovery of smoke fumes with receiving of methane | |
| CN104707454B (en) | Tower flue gases of cock oven UTILIZATION OF VESIDUAL HEAT IN and simultaneous SO_2 and NO removal system | |
| US20110011261A1 (en) | Wet scrubber for carbon dioxide collection | |
| RU2090245C1 (en) | Method and apparatus for neutralizing impurities | |
| CN112875968A (en) | Desulfurization wastewater zero discharge system and method thereof | |
| CN101254392A (en) | Energy-saving type sodium sulphite circulation desulfurizing device and method | |
| CN1698933A (en) | Desulfurization denitration dust collecting integral purifier for coal burning boiler fume gas | |
| TW202308750A (en) | Hydrogen production system | |
| CN109126410A (en) | A kind of biological desulfurization process for biogas | |
| KR100793115B1 (en) | Waste disposal device | |
| CN205832930U (en) | Coking type smoke pollutant removal and flue gas regenerative apparatus and coking smoke processing system | |
| KR101807244B1 (en) | Apparatus for preparing biogas | |
| CN101476822A (en) | Burner gas purification system and process for silicon-manganese alloy electric furnace | |
| RU2009132473A (en) | EXCLUSION OF A SEWAGE TREATMENT SYSTEM | |
| CN201558666U (en) | Fume desulfurizing equipment for fuel furnace | |
| US3951198A (en) | Apparatus and method for recovering pure water from natural sources and industrial polluted waste sources | |
| EP3511310B1 (en) | Device and method for increasing the content of methane in a current of biogas by means of a low-pressure airlift system | |
| CN105688629B (en) | It purifies anaerobic fermentation gas and recycles the method and system of phosphate and carbon dioxide | |
| WO2018020394A1 (en) | Modified uasb reactor, energy usage method and use | |
| ES2442244A1 (en) | Microaerobic system to control the concentration of hydrogen sulfide in biomethanization reactors | |
| CN210340389U (en) | Desulfurization waste water zero release coupling flue gas takes off white integration system | |
| CN210097363U (en) | A purifier for sulphur pond unloading tail gas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091226 |