Ежегодная Международная конференция "Сотрудничество для решения проблемы отходов"


Главная страница
Сведения об авторах

 

Установки на основе импульсного коронного разряда для очистки газовых выбросов от вредных примесей

Бойко Н. И., Борцов А. В., Евдошенко Л. С., Евсеев И. М., Зароченцев А. И., Иванов В. М., Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «Молния» Национального технического университета «Харьковский политехнический институт», Харьков, Украина

В настоящее время активно разрабатываются новые технологии очистки газовых выбросов в атмосферу, источниками которых являются промышленные предприятия, теплоэлектростанции, автомобили, тепловозы, теплоходы и т. д.

Весьма перспективны технологии на основе импульсного коронного разряда (ИКР), отличительная черта которых — энергетически и экономически эффективное генерирование активных микрочастиц и широкополосного излучения в сильном импульсном электрическом поле без заметного нагрева среды, в которой горит ИКР.

Среди этих технологий выделим два основных варианта:

1)   создание в реакторах с ИКР длинных высоковольтных импульсов (10 мкс и более) с частотой следования не более 3 000 имп./с;

2)   создание в реакторах с ИКР коротких высоковольтных импульсов (единицы микросекунд и менее) с частотой следования более 3 000 имп./с (возможно 50 000 имп./с и более).

Нами осуществлены оба варианта.

Установка по обезвреживанию газовых выбросов от токсичных примесей, в которой реализован 1-й вариант технологии, функционирует на предприятии «ЭЛГА» (Сумская обл.) с июня 2006 г. Максимальная амплитуда импульсов напряжения достигает 70 кВ.

В 2009 г. для предприятия «Зеленая планета» (Харьковская обл.) мы разработали техническое предложение по созданию установки производительностью примерно в 10 раз большей, чем на предприятии «ЭЛГА». В ее реакторах можно получать длинные (более 10 мкс) импульсы с амплитудой до 100 кВ и частотой следования до 3 000 имп./с.

Преимущество 1-го варианта установок — возможность достаточно просто получить ИКР в длинных (5—50 см) разрядных промежутках из-за их низкой средней рабочей напряженности (Ер.ср ? 7—15 кВ/см) с резко неоднородным электрическим полем на длинных импульсах:

Ер.ср   = Up /d,

где Up — рабочее напряжение, d — длина межэлектродного промежутка. При d = 50 см и Ер.ср = 7 кВ/см рабочее напряжение Up = 350 кВ.

Недостаток подобных установок — менее эффективное (по сравнению со 2-м вариантом) генерирование активных частиц в разрядном промежутке из-за более низких напряженностей поля и, следовательно, менее эффективное удаление примесей из обрабатываемых газов.

Основной недостаток 2-го варианта установок — более короткие разрядные промежутки при тех же рабочих напряжениях из-за более высокой электрической прочности и более высоких рабочих напряженностей при коротких импульсах. Однако эффективность очистки газовых выбросов по этим же причинам выше. Кроме того, при коротких импульсах в ИКР допустима более высокая частота следования импульсов, что позволяет повысить эффективность обработки без увеличения удельных энергозатрат. С ростом частоты следования импульсов электрическая прочность и рабочие напряженности в межэлектродном промежутке реактора уменьшаются.

Создана пилотная установка с длительностью импульсов по полувысоте 47 мкс и частотой следования от 3 000 до 50 000 имп./с (рис. 1).

Рис. 1. Короткоимпульсная установка  с ферритовым трансформатором и допустимой частотой следования  импульсов более 50 000 имп./с
 

Установка состоит из генератора исходных импульсов, импульсного ферритового повыша­ющего трансформатора, коаксиального реактора. В конструкции использовано изобретение, защищенное патентами № 71940 Украины и № 2211800 РФ.

Один из реакторов короткоимпульсной установки с горящим в нем ИКР представлен на рис. 2.


Рис. 2. Реактор с ИКР без изоляторов в рабочей зоне

Подпись:
Отличительная особенность этой конструкции — вынос из рабочей зоны высоковольтных изоляторов, что позволило предотвратить пробои вдоль их внут­ренних поверхностей и повысить допустимые рабочие температуры в реакторе.

Предварительные испытания показали, что короткоимпульсная установка эффективно удаляет окислы азота и уменьшает количество углекислого газа в выбросах на 30 % и более.

Межэлектродный зазор (промежуток) в реакторе короткоимпульсной установки 0,5—2,0 см, длина коаксиального реактора 50 см, внешний диаметр его трубы 7 см.

Короткоимпульсные установки с реакторами, подобными показанным на рис. 1 и 2, могут найти применение, например, при очистке выхлопных газов дизельных двигателей. Основные преимущества таких установок: высокая эффективность очистки, низкие удельные энергозатраты (~10 Вт·ч/м3), компактность, простота изготовления, доступная цена.

Gas Treatment Plants Using Pulsed Corona Discharge

Boyko N. I., Bortsov A. V., Evdoshenko L. S., Evseev I. M., Zarochentsev A. I., Ivanov V. M., Research and Design Institute «Molniya», National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Kharkiv, Ukraine

Two options of high-voltage gas treatment plans based on pulsed corona discharge (PCD) have been created. The first option allows to generate long pulses (10 microseconds and more) in the PCD reactors, with a passage rate of pulse being up to 3 000 pulses per second. The second option allows to generate short pulses (few microseconds and less) in the PCD reactors, with a passage rate of pulses being up to 50 000 pulses per second and more.

 

Главная страница

Сведения об авторах

Бойко Николай Иванович, д-р техн. наук, гл. науч. сотр., Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «Молния» Национального технического университета «Харьковский политехнический институт», ул. Шевченко, 47, оф. 112, Харьков, 61013, Украина. Тел./факс (057) 707-61-83, моб. (097) 365-49-71. E-mail1,  e-mail2
Борцов Александр Васильевич, ст. науч. сотр., Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «Молния» Национального технического университета «Харьковский политехнический институт», ул. Шевченко, 47, оф. 420, Харьков, 61013, Украина. Тел./факс (057) 707-61-83.
E-mail
Евдошенко Леонид Свиридович, ст. науч. сотр., Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «Молния» Национального технического университета «Харьковский политехнический институт», ул. Шевченко, 47, оф. 404, Харьков, 61013, Украина. Тел./факс (057) 707-61-83.
E-mail
Евсеев Игорь Михайлович, ст. науч. сотр., Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «Молния» Национального технического университета «Харьковский политехнический институт», ул. Шевченко, 47, оф. 313, Харьков, 61013, Украина. Тел./факс (057) 707-61-83.
E-mail
Зароченцев Александр Иванович, ст. науч. сотр., Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «Молния» Национального технического университета «Харьковский политехнический институт», ул. Шевченко, 47, оф. 404, Харьков, 61013, Украина. Тел./факс (057) 707-61-83.
E-mail
Иванов Владимир Михайлович, ст. науч. сотр., Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «Молния» Национального технического университета «Харьковский политехнический институт», ул. Шевченко, 47, оф. 404, Харьков, 61013, Украина. Тел./факс (057) 707-61-83.
E-mail
 

 

 

  Rambler's Top100


© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 21.09.10