RU2752939C1 - Device for reducing emissions of carbon monoxide and nitrogen oxide when utilizing solid waste by incineration - Google Patents
Device for reducing emissions of carbon monoxide and nitrogen oxide when utilizing solid waste by incineration Download PDFInfo
- Publication number
- RU2752939C1 RU2752939C1 RU2020140959A RU2020140959A RU2752939C1 RU 2752939 C1 RU2752939 C1 RU 2752939C1 RU 2020140959 A RU2020140959 A RU 2020140959A RU 2020140959 A RU2020140959 A RU 2020140959A RU 2752939 C1 RU2752939 C1 RU 2752939C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solid waste
- incineration
- combustion
- electrode
- carbon monoxide
- Prior art date
Links
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 title claims abstract description 15
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 claims description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- ODUCDPQEXGNKDN-UHFFFAOYSA-N Nitrogen oxide(NO) Natural products O=N ODUCDPQEXGNKDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 102220579497 Macrophage scavenger receptor types I and II_F23C_mutation Human genes 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
- F23H13/00—Grates not covered by any of groups F23H1/00-F23H11/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки твердых бытовых отходов (ТБО) методом сжигания The invention relates to the field of processing solid waste (MSW) by incineration
Одним из компонентов ТБО являются изделия из полимерных материалов, которые при горении выделяют опасные для окружающей среды вещества [Мазурин И. М., Понуровская В. В., Колотухин С. П. Экологический тупик от сжигания мусора и возможные пути его преодоления //Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. – 2018. – Т. 16. – №. 3-4.]. One of the components of MSW are products made of polymeric materials that, when burned, emit substances hazardous to the environment [Mazurin I. M., Ponurovskaya V. V., Kolotukhin S. P. Ecological dead end from waste incineration and possible ways to overcome it // Electronic scientific publication Almanac Space and Time. - 2018. - T. 16. - No. 3-4.].
Известен способ [патент на изобретение RU 2694268. Способ интенсификации и управления пламенем. МПК F23C 99/00. Заявка № 2018104632 от 06.02.2018, опубл. 11.07.2019 в бюл. № 20], позволяющий использовать однородное электрическое поле, создаваемое двумя кольцевыми электродами, как катализатор горения для снижения выбросов CO и NO, однако он разработан применительно для горения газовых смесей. К недостаткам данного способа можно отнести следующее: The known method [patent for invention RU 2694268. Method of intensification and control of the flame. IPC F23C 99/00. Application No. 2018104632 dated 06.02.2018, publ. 07/11/2019 in bul. No. 20], which allows the use of a uniform electric field created by two ring electrodes as a combustion catalyst to reduce CO and NO emissions, but it was developed for the combustion of gas mixtures. The disadvantages of this method include the following:
выбранная конфигурация электродов создает однородное электрическое поле, напряженность которого очень сильно зависит от расстояния между электродами при заданной разности потенциалов. Заявленное эффективное значение напряженности влияния в 100 кВ/м предполагает при расстоянии между кольцевыми электродами один метр подачу разности потенциалов в 100 кВ. Данный факт указывает на необходимость дорогостоящего оборудования и высокие требования к безопасности работы. The chosen configuration of the electrodes creates a uniform electric field, the strength of which depends very much on the distance between the electrodes at a given potential difference. The stated effective value of the influence intensity of 100 kV / m assumes, at a distance between the annular electrodes of one meter, the supply of a potential difference of 100 kV. This fact indicates the need for expensive equipment and high requirements for work safety.
Конфигурация электродов кольцо-кольцо не позволяет создавать электрическое поле в зоне расплава при горении полимера. При этом именно интегральное наложение электростатического поля на область горения полимеров, согласно исследованиям, приводит к значительному повышению температуры горения [Решетников С. М., Позолотин А. П., Зырянов И. А. Горение полимеров в электростатическом поле //Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика СП Королёва (национального исследовательского университета). – 2013. – №. 3-1 (41)], полноты сгорания до 15% [Зырянов И. А. и др. Возможность снижения токсичности газообразных выбросов энергетических установок воздействием электростатического поля на зону горения органического топлива //Теоретическая и прикладная экология. – 2019. – №. 1. – С. 88-93].The ring-ring electrode configuration does not allow the creation of an electric field in the melt zone during polymer combustion. In this case, it is the integral imposition of an electrostatic field on the combustion area of polymers, according to studies, leads to a significant increase in the combustion temperature [Reshetnikov S.M., Pozolotin A.P., Zyryanov I.A. University named after Academician SP Korolev (National Research University). - 2013. - No. 3-1 (41)], combustion efficiency up to 15% [Zyryanov IA et al. Possibility of reducing the toxicity of gaseous emissions from power plants by the effect of an electrostatic field on the fossil fuel combustion zone // Theoretical and Applied Ecology. - 2019. - No. 1. - S. 88-93].
Технический результат заявляемого технического решения заключается в повышении температуры в камере сжигания, вследствие которой изменяется состав продуктов термического разложения и увеличивается полнота сгорания.The technical result of the proposed technical solution is to increase the temperature in the combustion chamber, as a result of which the composition of thermal decomposition products changes and the completeness of combustion increases.
Технический результат достигается тем, что устройство для снижения выбросов угарного газа (CО) и оксида азота (NO) при утилизации ТБО методом сжигания в электростатическом поле включает в себя два электрода, помещаемые в зону горения, при этом один электрод представляет собой изолированную керамическими вставками колосниковую решетку для сжигания ТБО, а другой электрод выполнен в виде стержня, изготовленного из жаропрочной стали, и помещен в керамический изолятор. При этом между электродами подается постоянная разность потенциалов до 3 кВ, которая способствует увеличению температуры сжигания и изменению процессов термического разложения ТБО. The technical result is achieved by the fact that the device for reducing emissions of carbon monoxide (CO) and nitrogen oxide (NO) during the disposal of solid waste by burning in an electrostatic field includes two electrodes placed in the combustion zone, while one electrode is a grate, insulated with ceramic inserts. grate for incineration of solid waste, and the other electrode is made in the form of a rod made of heat-resistant steel and placed in a ceramic insulator. In this case, a constant potential difference of up to 3 kV is supplied between the electrodes, which contributes to an increase in the combustion temperature and a change in the thermal decomposition of solid waste.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
В камеру сжигания котельной установки любого типа, осуществляющей горение ТБО на колосниковой решетке для снижения выбросов СO и NO помещается система электродов (см. Фигура). Электрод 1 выполнен из жаропрочной стали (возможно применение марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т и пр.) и помещен в керамический изолятор 2. Электрод 3 представляет собой колосниковую решетку, изолированную от корпуса котла керамическими вставками 4 (примеры материалов для изолятора 2 и вставок 4: МКС-72, КС-95 и пр.), на которую помещаются элементы ТБО для сжигания 5. На электроды подается постоянное напряжение до 3 кВ от источника 6, при помощи высоковольтных проводов 7. Электрод 1 соединен с отрицательным полюсом источника, электрод 3 - с положительным полюсом. Данная система отличается от изложенной в патенте RU 2694268 тем, что позволяет создавать электростатическое поле на всех участках горения полимера, оказывает существенное влияние на рост температуры горения (до 150 К) и процессы термического разложения, которые при разных темпах нагрева полимера дают разные продукты распада [Решетников С. М., Решетников И. С. Анатомия горения //Москва, НГСС. – 2014. – №. 247c. ISBN. – С. 987] и не требует использования высокого (100 кВ) напряжения. In the combustion chamber of any type of boiler plant that burns solid waste on a grate to reduce CO and NO emissions, an electrode system is placed (see Figure). Electrode 1 is made of heat-resistant steel (it is possible to use grades 12X18H10T, 08X18H10T, etc.) and is placed in a
Принцип работы изобретения заключается в следующем: между электродом 1 и 3 создается электростатическое поле, напряженность которого максимальна у электрода 1 и однородна у электрода 3. В пламени полимеров существуют избыточные заряды (положительные и отрицательные) [Решетников С.М. Особенности горения полимеров в электростатическом поле [Текст] / С.М Решетников., И.А Зырянов., А.П Позолотин // Известия ЮФУ. Технические науки, Таганрог, 2013. - №8. С.30-36]. Со стороны электрического поля на заряженные частицы действует сила Кулона (F=qE), которая приводит к их движению, в результате чего изменяется форма пламени и повышается температура горения продуктов пиролиза к-фазы. Повышение температуры приводит к росту теплового потока в к-фазу, в результате чего происходит изменения в составе продуктов газификации. Описанные выше процессы приводят к снижению выбросов СO, см. Таблицу 1 (результаты получены на модельной установке, имитирующей условия сжигания, описанные выше).The principle of operation of the invention is as follows: an electrostatic field is created between the
Таблица 1. Зависимости суммарных концентраций выбросов CO/NO за время горения, отнесенных к массе сгоревшего топлива , от разности потенциалов между электродамиTable 1. Dependences of the total concentrations of CO / NO emissions during combustion, referred to the mass of burned fuel , from the potential difference between the electrodes
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140959A RU2752939C1 (en) | 2020-12-11 | 2020-12-11 | Device for reducing emissions of carbon monoxide and nitrogen oxide when utilizing solid waste by incineration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140959A RU2752939C1 (en) | 2020-12-11 | 2020-12-11 | Device for reducing emissions of carbon monoxide and nitrogen oxide when utilizing solid waste by incineration |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2752939C1 true RU2752939C1 (en) | 2021-08-11 |
Family
ID=77349215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020140959A RU2752939C1 (en) | 2020-12-11 | 2020-12-11 | Device for reducing emissions of carbon monoxide and nitrogen oxide when utilizing solid waste by incineration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2752939C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2135895C1 (en) * | 1998-09-30 | 1999-08-27 | Акционерное общество "ВНИИЭТО" | Domestic waste combustion plant |
| RU2010152712A (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский авиационный техникум" (RU) | METHOD FOR DISPOSAL OF SOLID DOMESTIC WASTE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
| WO2014138551A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | Xyleco, Inc. | Processing biomass and energy |
| RU2694268C1 (en) * | 2018-02-06 | 2019-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) | Method for intensification and control of flame |
-
2020
- 2020-12-11 RU RU2020140959A patent/RU2752939C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2135895C1 (en) * | 1998-09-30 | 1999-08-27 | Акционерное общество "ВНИИЭТО" | Domestic waste combustion plant |
| RU2010152712A (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский авиационный техникум" (RU) | METHOD FOR DISPOSAL OF SOLID DOMESTIC WASTE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
| WO2014138551A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | Xyleco, Inc. | Processing biomass and energy |
| RU2694268C1 (en) * | 2018-02-06 | 2019-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) | Method for intensification and control of flame |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109351140B (en) | Thermal plasma waste gas treatment device and application | |
| RU2752939C1 (en) | Device for reducing emissions of carbon monoxide and nitrogen oxide when utilizing solid waste by incineration | |
| RU93056638A (en) | INSTALLATION FOR GASIFICATION, METHOD FOR OBTAINING SOLID FUEL FROM ORGANIC INDUSTRIAL WASTE, MEANS FOR ACCELERATION BURNING, APPLICATION OF MEANS FOR ACCELERATING BURNING, SOLID FUEL FROM ORGANIC INDUSTRIAL WASTE | |
| Wang et al. | Apparent energy yield of a high efficiency pulse generator with respect to SO2 and NOx removal | |
| ATE144924T1 (en) | METHOD FOR VITRATING WASTE MATERIALS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SUCH METHOD | |
| EP0379760A1 (en) | Device for continuously reducing concentration of carbon monoxide and other harmful types of emission | |
| Ghani et al. | Co-combustion of refuse derived fuel with coal in a fluidised bed combustor | |
| RU95103215A (en) | Method and device for burning crushed coal | |
| CN209423302U (en) | A kind of hot plasma emission-control equipment | |
| RU2010152712A (en) | METHOD FOR DISPOSAL OF SOLID DOMESTIC WASTE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN112833421A (en) | Electric field constraint combustion device and electric field constraint waste incineration power generation device | |
| RU2694268C1 (en) | Method for intensification and control of flame | |
| RU2267025C2 (en) | Solid-propellant rocket engine test set | |
| RU2117870C1 (en) | Method and device for incineration of waste and refuse | |
| RU2693342C1 (en) | Operating method of gas generator electric plant and gas generator electric plant | |
| RU2598984C2 (en) | Method of increasing hybrid rocket engine thrust | |
| Budin et al. | Ways to reduce CO emissions in the polypropylene medical products disposal | |
| Chun et al. | Development of a Plasma-Dump Combustor for VOC Destruction | |
| RU2480674C1 (en) | Method to burn solid domestic wastes and garbage and device for its realisation | |
| RU2687544C1 (en) | Hydrocarbons in the ionized air stream combustion method | |
| Budin et al. | Investigation of the polystyrene combustion completeness increasing method in the environmentally safe waste disposal installation | |
| Bologa et al. | Influence of Electrode System Geometry on Efficiency of Particle Collection of a Compact Electrostatic Precipitator for Small Scale Biomass Combustion | |
| RU2712321C1 (en) | Operating method of gas generator plant and gas generator plant | |
| RU98479U1 (en) | EXHAUST GAS BURNER | |
| Chelnokov et al. | Improving the Environmental Safety of Combustion Products in the Development of Designs of Magnetic-Electric Activators for Industrial Gas Combustion |
