Обзор статьи

Сокращение выбросов вредных веществ с отходящими газами промышленных печей

УДК: 

620.91:504.062

DOI: 

10.23968/1999-5571-2025-22-4-97-107

Страницы: 

97-107

Аннотация: 

Представлены результаты исследований, целью которых является снижение выброса вредных веществ, образующихся при сжигании газового топлива в промышленных печах специального назначения. Для этого рассмотрены задачи образования и снижения выброса оксидов азота при сжигании топлива в печи производства радиотехнической керамики. Значительную трудность решения задачи представляет невозможность изменить условия сжигания топлива, определяемые технологическими параметрами печи. В основу методологии работы положено технико-экономическое сравнение различных способов подавления выбросов оксидов азота и выбор оптимального варианта. Выполнено конструктивное проектирование системы азотоподавления, совмещенной с существующей установкой мокрой очистки отходящих газов. Экспериментально исследованы различные варианты ее работы. Определена эффективность каждого варианта и обоснован предпочтительный вариант работы системы с использованием каталитических свойств побочного продукта технологического процесса. Научные и практические результаты дают возможность значительно снизить загрязнение воздуха в прилегающих жилых районах города.

Список цитируемой литературы: 

  1. Шкаровский А. Л. Охрана окружающей среды. М.: Юрайт, 2024. 84 с. (ISBN 978-5-534-19741-9)

  2. Gayen P., Spataro J., Avasarala S., Ali A.-M., Cerrato J. M., Chaplin B. P. Electrocatalytic Reduction of Nitrate Using Magnéli Phase TiO2 Reactive Electrochemical Membranes Doped with Pd-Based Catalysts // Environmental Science & Technology. 2018. Vol. 52 (16). Pp. 9370-9379. DOI 10.1021/acs.est.8b03038

  3. Maliszewska A. M., Shkarovskiy A. Wpływ kuchenek gazowych na jakość powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych // Gaz, Woda i Technika Sanitarna. 2018. Vol. 92 (9). Pp. 318-321. DOI 10.15199/17.2018.9.1

  4. Maliszewska A., Szkarowski A., Chernykh A. Normative Problems of the Nitrogen Oxides Concentration Limiting in the Human Residence Environment // Rocznik Ochrona Środowiska. 2019. Vol. 21 (2). Pp. 1328-1342

  5. Shkarovskiy A., Maliszewska A. Study of air pollution with combustion products of gas stoves in gas-supplied apartments // Architecture and Engineering. 2018. Vol. 3 (1). Pp. 38-43. DOI 10.23968/2500-0055-2018-31-38-43

  6. Стрелкова A. В., Пыжов А. М., Анисимов А. С. Разработка термического метода обезвреживания оксидов азота с помощью активных углей // Известия Самарского научного центра РАН. 2013. Т. 15, № 3-6. С. 1969-1971. DOI https://sciup.org/148202144

  7. Cui X., Tang C., Zhang Q. A Review of Electrocatalytic Reduction of Dinitrogen to Ammonia under Ambient Conditions // Advanced Energy Materials. 2018. Vol. 8 (22). 1800369. DOI 10.1002/aenm.201800369

  8. Janta-Lipińska S., Shkarovskiy A. Investigations of nitric oxides reduction in industrial-heating boilers with the use of the steam injection metod // Archives of Environmental Protection. 2020. Vol. 46 (2). Pp. 100-107. DOI 10.24425/aep.2020.133480

  9. Кузьмин В. А., Заграй И. А., Десятков И. А. Контроль образования оксидов азота в топке парового котTi/IrO2-TiO2-RuO2 as the anode and Cu/Zn as the cathode // Chemical Engineering Journal. 2013. Vol. 214. Pp. 83-90. DOI 10.1016/j.cej.2012.10.026

  10. Шкаровский А. Л., Комина Г. П. Газоснабжение. Использование газового топлива. Изд. 2-е., стер. СПб.: Лань, 2024. 140 с. (ISBN 978-5-507-49489-7)

  11. Landman M. J., Derksen M. A. F., Kok J. B. W. Effect of Combustion Air Dilution by Water Vapor or Nitrogen on NOx Emission in a Premixed Turbulent Natural Gas Flame: an Experimental Study // Combustion Science and Technology. 2006. Vol. 178 (4). Pp. 623-634

  12. Li C.-J., Zhao R., Peng M-Q., Liu H., Yu G., Xia D.-S. Study on desulfurization and denitrification by modified activated carbon fibers with visible-light photocatalysis // Journal of Fuel Chemistry and Technology. 2015. Vol. 43 (12). Pp. 1516-1522. DOI 10.1016/S18725813(16)30004-4

  13. Xu H., Smoot L. D., Hill S. C.Computational model for NOx reduction by advanced reburning // Energy & Fuels. 1999. Vol. 13 (2). Pp. 411-420. DOI 10.1021/ ef980090h

  14. Kuropka J. Reduction of Nitrogen Oxides from Boiler Flue Gases // Environment Protection Engineering. 2010. Vol. 36 (2). Pp. 111-122

  15. Hwang Y.-H., Kim D.-G., Shin H.-S. Mechanism study of nitrate reduction by nano zero valent iron // Journal of Hazardous Materials. 2011. Vol. 185 (2-3). Pp. 1513-1521. DOI 10.1016/j.jhazmat.2010.10.078

  16. Ji Y., Niu J., Xu D., Wang K., Brejcha J., Jeon S., Warsinger D. M. Efficient electrocatalysis for denitrification by using TiO2 nanotube arrays cathode and adding chloride ions // Chemosphere. 2021. Vol. 274. 129706. DOI 10.1016/j.chemosphere.2021.129706

  17. Kai G., Zhu Y., Yan Z., Liu A., Du X., Wang X., Tan W., Li L., Sun J., Tong Q., Tang C., Dong L. The Dual Effects of Ammonium Bisulfate on the Selective Catalytic Reduction of NO with NH3 over Fe2O3-WO3 Catalyst Confined in MCM-41 // Chemical Engineering Journal. 2020. Vol. 389. 124271. DOI 10.1016/j.cej.2020.124271

  18. Krawczyk P. Experimental investigation of N2O formation in selective non-catalytic NOx reduction processes performed in stoker boiler // Polish Journal of Chemical Technology. 2016. Vol. 18 (4). Pp. 104-109. DOI 10.1515/pjct-2016-0078

  19. Koebel M., Madia G., Elsener M. Selective catalytic reduction of NO and NO2 at low temperatures // Catalysis Today. 2002. Vol. 73 (3-4). Pp. 239-247.

  20. Fan N., Li Z., Zhao L., Wu N., Zhou T. Electrochemical denitrification and kinetics study using combustion of pulverised coals // Fuel. 2005. Vol. 84 (17). Pp. 2190-2195. DOI 10.1016/j.fuel.2005.06.011

  21. Man C. K., Gibbins J. R., Witkamp J. G., Zhang J. ла с целью защиты атмосферного воздуха от загрязнеCoal characterization for NOx prediction in air-staged ния // Теоретическая и прикладная экология. 2021. № 3. С. 126-132. DOI 10.25750/1995-4301-2021-3-126-132

  22. Park H. Y., Baek S. H., Kim Y. J., Kim T. H., Kang D. S., Kim D. W. Numerical and experimental investigations on the gas temperature deviation in a large scale, advanced low NOx, tangentially fired pulverised coal boiler // Fuel. 2013. Vol. 104. Pp. 641-646. DOI 10.1016/j. fuel.2012.06.091

  23. Ларионов П. Д., Рязанцева А. В., Усанова О. Ю. Очистка отходящих газов от оксидов азота и серы // Тенденции развития науки и образования. 2022. № 81-1. С. 44-48. DOI 10.18411/trnio-01-2022-14

  24. Туркин В. A., Игнатенко Г. В., Беляев В. В., Зубко С. С., Краевой А. И. Адсорбционная очистка отработавших газов судового энергетического оборудования // Морские интеллектуальные технологии. 2024. № 1 (1). С. 153-158. DOI https://doi.org/10.37220/ MIT.2024.63.1.019

  25. Bityurin V., Bocharov A., Filimonova E. Simulation of the Physical and Chemical Processes in the Chemical Compression Reactor // Combustion and Atmospheric Pollution. Ed. by G. D. Roy, S. M. Frolov, A. M. Starik. Moscow: Torus Press, 2003. 680 p

  26. Pavlenko A., Szkarowski A., Janta-Lipińska S. Research on Burning of Water Black Oil Emulsions // Rocznik Ochrona Środowiska. 2014. Vol. 16 (1). Pp. 376-385

  27. Shen Z., Wang P., Hu X., Qu W., Liu X., Zhang D. Ultrahighly Alkali-Tolerant NOx Reduction over Self-Adaptive CePO4/FePO4 Catalysts // Environmental Science & Technology. 2023. Vol. 57 (38). Pp. 14472-14481. DOI 10.1021/acs.est.3c05112

  28. Dal Secco S., Juan O., Louis-Louisy M., Lucas J.-Y., Plion P., Porcheron L. Using a genetic algorithm and CFD to identify low NOx configurations in an industrial boiler // Fuel. 2015. Vol. 158. Pp. 672-683. DOI 10.1016/j. fuel.2015.06.021

  29. Wang X., Xu Y., Zhao Z., Liao J., Chen C., Li Q. Recent progress of metal-exchanged zeolites for selective catalytic reduction of NOx with NH3 in diesel exhaust // Fuel. 2021. Vol. 305. 121482. DOI 10.1016/j. fuel.2021.121482

  30. Jia R., Wang Y., Wang C., Ling Y., Yu Y., Zhang B. Boosting Selective Nitrate Electroreduction to Ammonium by Constructing Oxygen Vacancies in TiO2 // ACS Catalysis. 2020. Vol. 10 (6). Pp. 3533-3540. DOI 10.1021/acscatal.9b05260

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Шкаровский А.Л. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Гримитлин А.М. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Таурит В.Р. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Другие статьи авторов: 

Ссылка на статью в НЭБ: 

https://elibrary.ru/item.asp?id=83203807

Выпуск журнала

№ 4 (111) Август 2025