RU2541320C1 - Method for purification of gas emission of polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz(a)pyrene - Google Patents
Method for purification of gas emission of polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz(a)pyrene Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541320C1 RU2541320C1 RU2013156247/04A RU2013156247A RU2541320C1 RU 2541320 C1 RU2541320 C1 RU 2541320C1 RU 2013156247/04 A RU2013156247/04 A RU 2013156247/04A RU 2013156247 A RU2013156247 A RU 2013156247A RU 2541320 C1 RU2541320 C1 RU 2541320C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- gas emission
- pyrene
- aromatic hydrocarbons
- polycyclic aromatic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 23
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 5
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 5
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N BeP Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC4=CC=C1C2=C34 TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004053 quinones Chemical class 0.000 description 2
- 150000005839 radical cations Chemical class 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- -1 moreover Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к способам очистки газовых выбросов от полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), в частности от бенз(а)пирена, и может быть использовано на предприятиях металлургической, химической, нефтяной, коксохимической, теплоэнергетической отраслей промышленности.The present invention relates to methods for purifying gas emissions from polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), in particular from benz (a) pyrene, and can be used in enterprises of the metallurgical, chemical, petroleum, coke, thermal power industries.
Известен способ очистки газа от органических углеродных соединений [Заявка ФРГ №3541652, МПК B01D 53/00 1987 г.], заключающийся в предварительном обогащении газа водяным паром и облучении ультрафиолетовыми лучами с длинами волн 185 и 250 нм в реакторе в течение 2 минут.A known method of purifying gas from organic carbon compounds [Application of Germany No. 3541652, IPC B01D 53/00 1987], which consists in preliminary enrichment of the gas with water vapor and irradiation with ultraviolet rays with wavelengths of 185 and 250 nm in the reactor for 2 minutes.
При значительных удельных затратах энергии облучения более 10 Дж/см2 весь органический углерод превращается в диоксид углерода.With significant specific energy consumption of more than 10 J / cm 2, all organic carbon is converted to carbon dioxide.
Однако в условиях промышленных газоходов со скоростями потоков газовых выбросов от нескольких единиц метров в секунду и более такой способ глубокого фотоокисления всех органических углеродных соединений практически не применим, поскольку требует больших затрат электроэнергии и сложных конструкций установок очистки. Более того, при облучении реальных газовых выбросов промышленных газоходов в заявленном спектральном интервале при плотности энергии облучения 0,05-0,2 Дж/см2 происходило увеличение концентраций некоторых полициклических ароматических углеводородов, включая бенз(а)пирен. Это наблюдалось при облучении УФ излучением с длинами волн в области 180-250 нм выбросов алюминиевого и электродного заводов.However, in the conditions of industrial gas flues with gas emission flow rates of several units meters per second or more, this method of deep photooxidation of all organic carbon compounds is practically not applicable, since it requires large amounts of energy and complex constructions of treatment plants. Moreover, when real gas emissions from industrial gas fluxes were irradiated in the declared spectral range at an irradiation energy density of 0.05-0.2 J / cm 2 , an increase in the concentrations of some polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz (a) pyrene, occurred. This was observed during irradiation with UV radiation with wavelengths in the region of 180-250 nm emissions of aluminum and electrode plants.
Известен также способ обезвреживания отходящих газов [Патент №2077936, МПК B01D 53/72 1997 г.] от полициклических ароматических углеводородов путем их облучения потоком ускоренных электронов в присутствии паров минеральной кислоты, взятой в массовом соотношении к ПАУ, равном (1-1,2):1.There is also a method of neutralizing exhaust gases [Patent No. 2077936, IPC B01D 53/72 1997] from polycyclic aromatic hydrocarbons by irradiating with a stream of accelerated electrons in the presence of vapors of mineral acid taken in a mass ratio to PAHs equal to (1-1.2 ):one.
Этот процесс также энергоемкий, поскольку он заключается в молекулярно-радикальных преобразованиях за счет соударений всех молекул газовых, аэрозольных, дымовых составляющих выбросов с термализующимися электронами при вводе электронного пучка ускорителя в отходящие газы. На фоне всех процессов, происходящих в облучаемых выбросах, доля процессов, приводящих к уничтожению токсичных ПАУ, незначительна.This process is also energy-intensive, because it consists in molecular-radical transformations due to collisions of all the molecules of the gas, aerosol, and smoke components of the emissions with thermalizing electrons when the electron beam of the accelerator is introduced into the exhaust gases. Against the background of all processes occurring in irradiated emissions, the proportion of processes leading to the destruction of toxic PAHs is insignificant.
Кроме того, для обработки газовых потоков сечением 1 м и более должны использоваться ускорители с напряжением более 500 кВ, что требует специальных мер радиационной защиты персонала предприятия.In addition, accelerators with a voltage of more than 500 kV should be used to process gas flows with a cross section of 1 m or more, which requires special radiation protection measures for the enterprise personnel.
Известен способ [Патент №2118913, МПК B01D 53/32, B03C 3/00 1998 г.] снижения в газовых выбросах содержания бенз(а)пирена и других полициклических ароматических углеводородов путем фотоокисления ПАУ при облучении излучением электрического разряда в интервале длин волн 340-410 нм со средней плотностью световой энергии 10-3-3·10-1 Дж /см2 при рабочих температурах от -20°C до +80°C.The known method [Patent No. 21118913, IPC B01D 53/32,
Этот способ обладает сравнительно низкими энергозатратами за счет селективного фотовозбуждения уничтожаемых органических молекул и части молекул ПАУ со спектрами поглощения, попадающими в полосу УФ облучения. При УФ облучении молекулы ПАУ переходят в возбужденное синглетное состояние с последующим их переходом за счет столкновений в триплетное состояние и наработкой синглетного кислорода, вступающего в реакцию с ПАУ, с которым реагируют также некоторые составляющие газовых выбросов.This method has a relatively low energy consumption due to selective photoexcitation of destroyed organic molecules and part of PAH molecules with absorption spectra falling into the UV irradiation band. Under UV irradiation, PAH molecules pass into an excited singlet state with their subsequent transition due to collisions to the triplet state and the generation of singlet oxygen, which reacts with PAHs, with which some components of gas emissions also react.
К недостаткам вышеуказанного способа, проверенного на промышленных газоходах, относятся сравнительно невысокие скорости реакций уничтожения бенз(а)пирена и других ПАУ, и при этом степень очистки промышленных выбросов, например от бенз(а)пирена составляет не более 30-35%, а удельные затраты электроэнергии на каждый грамм уничтоженного бенз(а)пирена достигают 0,5 кВт·ч и более.The disadvantages of the above method, tested on industrial flues, are the relatively low reaction rates of destruction of benzo (a) pyrene and other PAHs, and the degree of purification of industrial emissions, for example, from benzo (a) pyrene, is not more than 30-35%, and specific energy costs for each gram of destroyed benz (a) pyrene reach 0.5 kWh or more.
Известны устройство и способ [Патент №54581, МПК U1 С01В 13/11, H01J 19/00, 2006 г.] получения озона путем облучения потока воздуха, подаваемого в камеру облучения при помощи оптодиода.A device and method are known [Patent No. 54581, IPC U1 С01В 13/11, H01J 19/00, 2006] for producing ozone by irradiating an air stream supplied to an irradiation chamber using an optodiode.
К недостаткам вышеуказанного способа относятся большие затраты электроэнергии и сложности в конструкции озонатора.The disadvantages of the above method include the large cost of electricity and the complexity of the design of the ozonizer.
Наиболее близким по технической сущности решением (прототипом) к предлагаемому способу является способ [Патент №2257256, МПК B01D 53/32, B01J 19/08 2003 г.], включающий облучение газовых выбросов ультрафиолетовым излучением электрического разряда в рабочем интервале длин волн со средней плотностью световой энергии 10-3-3·10-1 Дж/см2, облучение газовых выбросов ультрафиолетовым излучением электрического разряда проводят в присутствии паров жидкости, вплоть до насыщенных, при температуре газовых выбросов 0°С - 250°С, в качестве воды выбирают воду с добавлением озона или окислов серы в определенных концентрациях.The closest in technical essence the solution (prototype) to the proposed method is the method [Patent No. 2257256, IPC B01D 53/32, B01J 19/08 2003], including irradiating gas emissions with ultraviolet radiation of an electric discharge in the operating range of wavelengths with an average density light energy 10 -3 -3 · 10 -1 J / cm 2 , irradiation of gas emissions by ultraviolet radiation of an electric discharge is carried out in the presence of liquid vapors, up to saturated, at a gas emission temperature of 0 ° C - 250 ° C, water is chosen as water with the addition iem ozone or sulfur oxides in certain concentrations.
К недостаткам вышеуказанного способа относятся сравнительно невысокая степень очистки газов от бенз(а)пирена и кислотная коррозия газохода установки, что ведет к дополнительным эксплуатационным затратам на ремонт оборудования.The disadvantages of the above method include a relatively low degree of gas purification from benz (a) pyrene and acid corrosion of the installation duct, which leads to additional operational costs for equipment repair.
Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в повышении степени очистки промышленных выбросов от токсичных ПАУ, в том числе бенз(а)пирена, снижении кислотной коррозии газохода установки, а также повышении экономичности работы оборудования.The technical problem of the invention is to increase the degree of purification of industrial emissions from toxic PAHs, including benz (a) pyrene, to reduce acid corrosion of the plant duct, as well as to increase the efficiency of the equipment.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе очистки газовых выбросов от полициклических ароматических углеводородов, в том числе бенз(а)пирена, включающем облучение газовых выбросов ультрафиолетовым излучением электрического разряда в рабочем интервале длин волн со средней плотностью световой энергии 10-3-3·10-1 Дж/см2, облучение газовых выбросов ультрафиолетовым излучением электрического разряда проводят в присутствии озона и воды в виде жидкости или пара при температуре газовых выбросов 0°С - 250°С, причем озон получают путем облучения потока воздуха, подаваемого в камеру предварительного воздействия, причем облучение газового потока в газоходе установки осуществляется чередованием больших 3-10-1 Дж/см2 и меньших значений 103 Дж/см2 средней плотности световой энергии из указанного диапазона, причем облучение газовых выбросов ультрафиолетовым излучением электрического разряда проводят в спектральном диапазоне длин волн 310-410 нм.The stated technical problem is solved in that in a method for purifying gas emissions from polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz (a) pyrene, including irradiating gas emissions with ultraviolet radiation of an electric discharge in the operating range of wavelengths with an average light energy density of 10 -3 -3 · 10 -1 J / cm 2, the irradiation electric discharge gas emission ultraviolet ray is conducted in the presence of ozone and water in liquid or vapor form at the temperature of the gas emissions 0 ° C - 250 ° C, the ozone get irradiation by airflow supplied to the pre-exposure camera, the exposure of the gas stream in the gas duct installation is carried out by alternating large 3-10 -1 J / cm 2 and a lower value of 10 3 J / cm 2 average light energy density of the specified range, the irradiation of gas emissions of ultraviolet radiation of an electric discharge is carried out in the spectral wavelength range of 310-410 nm.
Под воздействием электрического разряда высоких плотностей энергии происходит деструкция (разложение) полиароматических соединений в дымовых газах, в том числе бенз(а)пирена, при этом процесс деструкции происходит почти мгновенно (порядка 100 мс), поэтому высокие значения плотностей энергии на конечный результат (максимальную степень очистки дымовых газов) не оказывают значительного влияния. Следовательно, не обязательно использовать высокие значения плотности энергии в течение всего процесса очистки (а только лишь в начальный момент процесса). В связи с этим для экономии электрической энергии при обеспечении заданного технического результата предлагается использовать меньшие значения плотности энергии чередованием при помощи импульсно-периодического генератора электрического разряда.Under the influence of an electric discharge of high energy densities, the destruction (decomposition) of polyaromatic compounds in flue gases, including benz (a) pyrene, occurs, and the destruction process occurs almost instantly (of the order of 100 ms), therefore, high energy densities per final result (maximum degree of purification of flue gases) do not have a significant effect. Therefore, it is not necessary to use high values of energy density during the entire cleaning process (but only at the initial moment of the process). In this regard, to save electrical energy while ensuring a given technical result, it is proposed to use lower values of the energy density by alternation using a pulse-periodic generator of an electric discharge.
При большой влажности газов в промышленных выбросах увеличивается скорость химических реакций, в которые вступают молекулы ПАУ, возбуждаемые ультрафиолетовым излучением электрического разряда. В этих условиях работает как механизм окисления ПАУ через газофазные реакции, так и через фотохимические реакции, которые протекают в воде.With high humidity of gases in industrial emissions, the rate of chemical reactions that enter PAH molecules, excited by ultraviolet radiation of an electric discharge, increases. Under these conditions, both the mechanism of PAH oxidation through gas-phase reactions and through photochemical reactions that occur in water works.
После насыщения газовых выбросов парами воды, в частности с помощью аппарата мокрой очистки, облучение УФ излучением газовых выбросов молекулы ПАУ параллельно могут вступать в реакцию с синглетным кислородом и в реакцию одноэлектронного окисления триплетного состояния молекул ПАУ [К механизму фотоинициированного превращения бенз(а)пирена в воде. Изв. АН ЭССР Хим., 1982 г., 31 №2, 117-123.]. Синглетный кислород нарабатывается при фотовозбуждении молекул ПАУ, которые переходят в синглетное, а затем за счет соударений в триплетное состояния. При соударении с молекулами кислорода они переводят последние в долгоживущее возбужденное состояние - синглетный кислород, который является химически активным к ПАУ.After saturation of gas emissions with water vapor, in particular using a wet cleaning apparatus, PAH molecules irradiated with UV radiation of gas emissions can simultaneously react with singlet oxygen and the one-electron oxidation of the triplet state of PAH molecules [On the mechanism of photoinitiated conversion of benzo (a) pyrene to water. Izv. AS ESSR Chem., 1982, 31 No. 2, 117-123.]. Singlet oxygen is produced by photoexcitation of PAH molecules, which become singlet, and then, due to collisions, in the triplet state. Upon collision with oxygen molecules, they transfer the latter to a long-lived excited state - singlet oxygen, which is chemically active to PAHs.
Рабочие спектры длин волн ультрафиолетового облучения промышленных выбросов могут быть расширены и составлять 290-430 нм. В этом случае увеличивается число ПАУ, поглощающих ультрафиолетовое излучение [Нурмухамедов Р.Н. Поглощение и люминесценция ароматических соединений. М., 1974 г.] и увеличивается интенсивность поглощения каждым ПАУ, которые участвуют в наработке синглетного кислорода, а следовательно, возрастает скорость его наработки, что приводит к росту скоростей реакций окисления ряда ПАУ, в том числе бенз(а)пирена.The working wavelength spectra of the ultraviolet radiation of industrial emissions can be expanded to be 290-430 nm. In this case, the number of PAHs absorbing ultraviolet radiation increases [Nurmukhamedov R.N. Absorption and luminescence of aromatic compounds. Moscow, 1974] and the rate of absorption of each PAH that participates in the production of singlet oxygen increases, and consequently, the rate of its production increases, which leads to an increase in the rates of oxidation reactions of a number of PAHs, including benz (a) pyrene.
В условиях насыщенных паров воды и при облучении УФ излучением достаточно легко происходит одноэлектронное окисление ПАУ с образованием сначала катион-радикалов, затем хинонов и димеров исходных молекул ПАУ. Катион-радикалы образуются и в ходе фотокаталитических реакций в присутствии воды и кислорода, причем катализаторами могут быть твердые частицы, содержащиеся в промышленных выбросах.Under conditions of saturated water vapor and when irradiated with UV radiation, one-electron oxidation of PAHs occurs fairly easily with the formation of radical cations, then quinones and dimers of the initial PAH molecules. Radical cations are also formed during photocatalytic reactions in the presence of water and oxygen, moreover, solid particles contained in industrial emissions can be catalysts.
Другими реакциями, приводящими к уничтожению токсичных ПАУ, являются реакции с окислами веществ, концентрации паров которых присутствуют в промышленных выбросах и после аппаратов мокрой очистки. Эти реакции могут ускоряться при облучении УФ излучением. При этом продуктами реакций являются гораздо менее токсичные и нетоксичные вещества, например трисульфобенз (а) пирен, хиноны и др.Other reactions leading to the destruction of toxic PAHs are reactions with oxides of substances whose vapor concentrations are present in industrial emissions and after wet cleaners. These reactions can be accelerated by irradiation with UV radiation. Moreover, the reaction products are much less toxic and non-toxic substances, for example, trisulfobenz (a) pyrene, quinones, etc.
Дополнительным техническим результатом, улучшающим механизм очистки выбросов с помощью УФ облучения, является более эффективная вкладка световой энергии за счет рассеивания УФ излучения на мелкодисперсных частицах воды в присутствии озона. За счет малой общей концентрации ПАУ эффективная длина поглощения ультрафиолетового излучения составляет в газоходе десятки метров [Очистка отходящих газов электродного завода от бенз(а)пирена с помощью фотолитической установки. Научные доклады на 3-й Международной конференции: «Экология и развитие Северо-Запада России». СПб, 1998 г., стр. 42-48.]. Рассеивание УФ излучения на мелкодисперсных частицах водяных паров приводит к лучшему распределению излучения по сечению газохода. При этом эффективность работы установки очистки повышается при увеличении диаметра газохода и росте концентрации ПАУ.An additional technical result that improves the mechanism for cleaning emissions using UV irradiation is a more efficient insertion of light energy due to the scattering of UV radiation on fine particles of water in the presence of ozone. Due to the low total concentration of PAHs, the effective absorption length of ultraviolet radiation in the duct is tens of meters [Cleaning of the exhaust gas of the electrode plant from benz (a) pyrene using a photolytic installation. Scientific reports at the 3rd International Conference: "Ecology and development of the North-West of Russia." St. Petersburg, 1998, pp. 42-48.]. The scattering of UV radiation on fine particles of water vapor leads to a better distribution of radiation over the cross section of the duct. At the same time, the efficiency of the treatment plant increases with an increase in the diameter of the gas duct and an increase in the concentration of PAHs.
Для примера заданы параметры рабочего процесса очистки: температура газовых выбросов котла ТГМ-84Б - 130°С, большие (3-10-1 Дж/см2) и меньшие (10-3 Дж/см2) значения средней плотности световой энергии чередуются при помощи импульсно-периодического генератора электрического разряда, в результате достигнута степень очистки дымовых газов от ПАУ и бенз(а)пирена, равная 98%.For example, the parameters of the cleaning process were set: the temperature of the gas emissions of the TGM-84B boiler is 130 ° C, large (3-10 -1 J / cm 2 ) and lower (10 -3 J / cm 2 ) values of the average light energy density alternate at using a pulse-periodic generator of electric discharge, as a result, the degree of purification of flue gases from PAHs and benzo (a) pyrene, equal to 98%, was achieved.
На чертеже представлена блок-схема реализации предлагаемого способа очистки газовых выбросов от полициклических ароматических углеводородов, в том числе и бенз(а)пирена, где 1 - устройство введения озона и воды в виде жидкости или пара; 2, 3 - устройство облучения ультрафиолетовым излучением (импульсно-периодический генератор электрического разряда); 4 - камера предварительного облучения; 5, 6 - пробоотборники; 7, 8 - устройства для удаления твердых отходов.The drawing shows a block diagram of the implementation of the proposed method for purifying gas emissions from polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz (a) pyrene, where 1 is a device for introducing ozone and water in the form of a liquid or steam; 2, 3 - device irradiation with ultraviolet radiation (pulse-periodic generator of electric discharge); 4 - camera preliminary irradiation; 5, 6 - samplers; 7, 8 - devices for the disposal of solid waste.
Способ реализуется следующим образом. Газовые выбросы от технологического цикла подаются на вход устройства для введения озона и воды в виде жидкости или пара 1, где подвергаются облучению ультрафиолетовым излучением устройством 3 при чередовании больших и меньших значений средней плотности световой энергии в спектральном интервале длин волн 310-410 нм при помощи импульсно-периодического генератора электрического разряда. Озон поступает на вход устройства для введения озона и воды в виде жидкости или пара 1 из камеры предварительного облучения 4. Затем насыщенные озоном газовые выбросы облучают с помощью устройства 2 облучения ультрафиолетовым излучением с чередованием больших (3-10-1 Дж/см2) и меньших (103 Дж/см2) значений средней плотности световой энергии в спектральном интервале длин волн 310-410 нм. Перед устройством 2 облучения УФ излучением и после него в газоходе установлены пробоотборники 5 и 6 для взятия проб на смолистые соединения, включая бенз(а)пирен.The method is implemented as follows. Gas emissions from the technological cycle are fed to the input of the device for introducing ozone and water in the form of liquid or
После устройства 1 насыщения озоном и воды в виде жидкости или пара и устройства 2 облучения ультрафиолетовым излучением установлены устройства для удаления твердых отходов 7 и 8 соответственно.After the
При использовании предлагаемого способа степень очистки газовых выбросов от бенз(а)пирена достигает 90-99%, в некоторых случаях в газовых выбросах присутствуют лишь следы этого канцерогенного соединения.When using the proposed method, the degree of purification of gas emissions from benz (a) pyrene reaches 90-99%, in some cases only traces of this carcinogenic compound are present in gas emissions.
Заявленное изобретение позволяет повысить степень очистки промышленных выбросов от токсичных ПАУ, в том числе бенз(а)пирена и снизить кислотную коррозию газохода установки, а следовательно, повысить экономичность работы оборудования.The claimed invention allows to increase the degree of purification of industrial emissions from toxic PAHs, including benz (a) pyrene, and to reduce acid corrosion of the installation flue, and therefore, to increase the efficiency of the equipment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013156247/04A RU2541320C1 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Method for purification of gas emission of polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz(a)pyrene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013156247/04A RU2541320C1 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Method for purification of gas emission of polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz(a)pyrene |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2541320C1 true RU2541320C1 (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=53287131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013156247/04A RU2541320C1 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Method for purification of gas emission of polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz(a)pyrene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2541320C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2636717C2 (en) * | 2015-12-08 | 2017-11-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for purifying gas emissions from polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz (a) pirene |
| RU2705974C2 (en) * | 2015-04-30 | 2019-11-12 | Прозернат | Removal of aromatic hydrocarbons from poor acidic gas material for production of sulphur |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2077936C1 (en) * | 1992-10-22 | 1997-04-27 | Научно-техническая фирма "ТЕКРА" | Method of detoxification of exhaust gas from polycyclic aromatic hydrocarbons |
| RU2118913C1 (en) * | 1997-02-06 | 1998-09-20 | Научно-производственное предприятие "Фотек" | Method of reducing concentration of benzpyrene and other polycyclic aromatic hydrocarbons in gas emissions |
| RU2257256C1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-07-27 | Кашников Геннадий Николаевич | Method of cleaning gas emissions from polycyclic aromatic hydrocarbons, benza-pyrene inclusive |
| RU54581U1 (en) * | 2006-01-18 | 2006-07-10 | Закрытое акционерное общество "Электроника силовая" | Ozone Generator |
| US7883622B1 (en) * | 2003-09-23 | 2011-02-08 | Barnes Ronald L | Water treatment methods and systems using combinations of ozone and chlorine generators |
-
2013
- 2013-12-18 RU RU2013156247/04A patent/RU2541320C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2077936C1 (en) * | 1992-10-22 | 1997-04-27 | Научно-техническая фирма "ТЕКРА" | Method of detoxification of exhaust gas from polycyclic aromatic hydrocarbons |
| RU2118913C1 (en) * | 1997-02-06 | 1998-09-20 | Научно-производственное предприятие "Фотек" | Method of reducing concentration of benzpyrene and other polycyclic aromatic hydrocarbons in gas emissions |
| US7883622B1 (en) * | 2003-09-23 | 2011-02-08 | Barnes Ronald L | Water treatment methods and systems using combinations of ozone and chlorine generators |
| RU2257256C1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-07-27 | Кашников Геннадий Николаевич | Method of cleaning gas emissions from polycyclic aromatic hydrocarbons, benza-pyrene inclusive |
| RU54581U1 (en) * | 2006-01-18 | 2006-07-10 | Закрытое акционерное общество "Электроника силовая" | Ozone Generator |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2705974C2 (en) * | 2015-04-30 | 2019-11-12 | Прозернат | Removal of aromatic hydrocarbons from poor acidic gas material for production of sulphur |
| RU2636717C2 (en) * | 2015-12-08 | 2017-11-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for purifying gas emissions from polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz (a) pirene |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dhali et al. | Dielectric‐barrier discharge for processing of SO2/NO x | |
| Ye et al. | The use of vacuum ultraviolet irradiation to oxidize SO2 and NOx for simultaneous desulfurization and denitrification | |
| Huang et al. | Removal of H2S from gas stream using combined plasma photolysis technique at atmospheric pressure | |
| RU2113889C1 (en) | METHOD OF REMOVAL OF SO2 AND NOx FROM COMBUSTION PRODUCTS OF FUEL GASES AND DEVICE FOR REALIZATION OF THIS METHOD | |
| Matsumoto et al. | Non-thermal plasma technic for air pollution control | |
| Huang et al. | Energy efficiency in hydrogen sulfide removal by non-thermal plasma photolysis technique at atmospheric pressure | |
| CN204247050U (en) | A kind of sludge drying produces foul gas UV photodissociation cleaning equipment | |
| Li et al. | Oxidation and absorption of SO2 and NOx by MgO/Na2S2O8 solution at the presence of Cl− | |
| CN105435603A (en) | Efficient coal-fired flue gas treatment method and device | |
| Ye et al. | Decomposition of dimethylamine gas with dielectric barrier discharge | |
| RU2541320C1 (en) | Method for purification of gas emission of polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz(a)pyrene | |
| Li et al. | Degradation of n-hexane by the high-throughput double dielectric barrier discharge: Influencing factors, degradation mechanism and pathways | |
| RU2567284C1 (en) | Method of purifying gas emissions from polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz(a)pyrene | |
| Fang et al. | A combined plasma photolysis (CPP) method for removal of CS2 from gas streams at atmospheric pressure | |
| CN104815534A (en) | Ozone combined photo-excited peroxide VOCs (volatile organic chemicals) purification system and method | |
| RU2257256C1 (en) | Method of cleaning gas emissions from polycyclic aromatic hydrocarbons, benza-pyrene inclusive | |
| RU2636717C2 (en) | Method for purifying gas emissions from polycyclic aromatic hydrocarbons, including benz (a) pirene | |
| JP5927074B2 (en) | Gas processing method and gas processing apparatus | |
| RU2077936C1 (en) | Method of detoxification of exhaust gas from polycyclic aromatic hydrocarbons | |
| CN106984146A (en) | Light strengthens water smoke plasma emission-control equipment | |
| CN104815538B (en) | A kind of photolysis peroxide desulfurization and denitrification method of upper and lower sprayed bed | |
| Lakshmipathiraj et al. | Electron beam treatment of gas stream containing high concentration of NOx: An in situ FTIR study | |
| CN104923074B (en) | One kind is based on light-catalysed organic waste gas treatment device | |
| Tsai et al. | Reducing nitric oxide into nitrogen via a radio-frequency discharge | |
| Park et al. | Continuous treatment of hydrogen sulfide on a large scale using wet-electrostatic precipitator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181219 |