ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2025-12-15-21ekip-3074Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSСтекловолокнистые катализаторы для управляемого кондиционирования дымовых газов угольных ТЭЦ триоксидом серыFiberglass Catalysts for Controlled Conditioning of Flue Gases from Coal-fired Thermal Power Plants with Sulfur TrioxideГоляшоваК. Е.GolyashovaK. E.

инженер

Engineer

podpiska@kalvis.ruЗажигаловС. В.ZazhigalovS. V.

канд. техн. наук, научный сотрудник

Cand. Sci. (Eng.), Research Scientist

ctls@kalvis.ruЗагоруйкоА. Н.ZagoruykoA. N.

д-р техн. наук, вед. науч. сотрудник

Dr. Sci. (Eng.), Leading Research Fellow

ctls@kalvis.ruФедеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова" Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН)РоссияFederal Research Center Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (IC SB RAS)Russian Federation20251112202529121521Copyright © ООО "Калвис", 20252025ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/3074

С целью повышения эффективности удаления частиц золы и пыли в электрофильтрах предложено введение в состав очищаемых газов микроколичеств кондиционирующих агентов, улучшающих электрофизические свойства угольной золы, таких как триоксид серы. Рассмотрены структурированные каталитические системы для окисления SO2, присутствующего в дымовых газах, на основе платиновых стекловолокнистых катализаторов, которые могут располагаться непосредственно в газоходе, частично перекрывая его сечение в высокотемпературной зоне (~450 °С). Рекомендовано изменение конфигурации слоя и его гидравлического сопротивления, за счёт чего можно управлять объемом потока, проходящего через каталитический блок, и, соответственно, концентрацией получаемого триоксида серы в потоке дымовых газов перед электрофильтром. Сделан вывод о том, что данный подход может существенно повышать экологическую эффективность угольных ТЭЦ, не требуя дорогостоящей реконструкции электрофильтров, создания отдельного каталитического реактора и использования внешнего источника серы.

To increase the efficiency of ash and dust removal in electrostatic precipitators, it is proposed to introduce microquantities of conditioning agents into the flue gas stream that improve the electrophysical properties of coal ash, such as sulfur trioxide. Structured catalytic systems for the oxidation of SO2 present in flue gases were studied, based on platinum fiberglass catalysts that can be positioned directly in the flue duct, partially blocking its cross-section in the high-temperature zone (~450 °C). A modification of the catalyst layer configuration and its hydraulic resistance is recommended, which allows control of the gas volume passing through the catalytic block and, consequently, regulation of the SO3 concentration in the flue gases before the electrostatic precipitator. It is concluded that this approach can significantly enhance the environmental efficiency of coal-fired thermal power plants without costly reconstruction of electrostatic precipitators, installation of a separate catalytic reactor or the use of an external sulfur source.

стекловолокнистые катализаторыкондиционированиеугольные ТЭЦтриоксид серыкаталитическое окисление диоксида серыfiberglass catalystsconditioningcoal-fired thermal power plantssulfur trioxidecatalytic oxidation of sulfur dioxideРабота выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственного задания для Института катализа им. Борескова (проект FWUR-2024-0037).The work was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the framework of the state assignment for the Boreskov Institute of Catalysis (project FWUR-2024-0037).ReferencesChen Y. et al. A comprehensive review of toxicity of coal fly ash and its leachate in the ecosystem. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2024. V. 269.115905.Chen Y. et al. A comprehensive review of toxicity of coal fly ash and its leachate in the ecosystem. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2024. V. 269.115905.Shanthakumar S., Singh D.N., Phadke R.C. Flue gas conditioning for reducing suspended particulate matter from thermal power stations. Progress in Energy and Combustion Science. 2008. V. 34(6). Р. 685—695.Shanthakumar S., Singh D.N., Phadke R.C. Flue gas conditioning for reducing suspended particulate matter from thermal power stations. Progress in Energy and Combustion Science. 2008. V. 34(6). Р. 685—695.Guo B., Yang D., Su Y., Yu A. Process modeling of low temperature electrostatic precipitators. Powder Technology. 2017. V. 314. Р. 567—576.Guo B., Yang D., Su Y., Yu A. Process modeling of low temperature electrostatic precipitators. Powder Technology. 2017. V. 314. Р. 567—576.X. Wu et al. Measurement techniques for sulfur trioxide concentration in coal-fired flue gas: a review. Environmental Science and Pollution Research. V. 28. 2021. P. 22278—22295.X. Wu et al. Measurement techniques for sulfur trioxide concentration in coal-fired flue gas: a review. Environmental Science and Pollution Research. V. 28. 2021. P. 22278—22295.Krigmont H.V., Ferrigan J.J. Dual flue gas conditioning processes, technology and experience. XVth International Conference on Electrostatic Precipitation. 2018. URL: https://d1wqtxts1xzle7.cloud-front.net/88234413/TPP-607---Dual-FGC---Process-Technnology-and-Experience-libre.pdfKrigmont H.V., Ferrigan J.J. Dual flue gas conditioning processes, technology and experience. XVth International Conference on Electrostatic Precipitation. 2018. URL: https://d1wqtxts1xzle7.cloud-front.net/88234413/TPP-607---Dual-FGC---Process-Technnology-and-Experience-libre.pdfPat. US8449653B2. System and method for flue gas conditioning. Krigmont H. B01D53/8609. 2011.Pat. US8449653B2. System and method for flue gas conditioning. Krigmont H. B01D53/8609. 2011.US5547495A. Flue gas conditioning system. Robert A. Wright. C01B17/803. 1992.US5547495A. Flue gas conditioning system. Robert A. Wright. C01B17/803. 1992.Васильев Б.Т., Отвагина М.И. Технология серной кислоты. М., Химия, 1985. 384 с.Васильев Б.Т., Отвагина М.И. Технология серной кислоты. М., Химия, 1985. 384 с.Загоруйко А.Н., Лопатин С.А. Структурированные каталитические системы на основе стекловолокнистых катализаторов. Новосибирск, издательство НГТУ, 2018. 204 с.Загоруйко А.Н., Лопатин С.А. Структурированные каталитические системы на основе стекловолокнистых катализаторов. Новосибирск, издательство НГТУ, 2018. 204 с.Golyashova K., Mikenin P., Elyshev A., Bobylev A., Matigorov A., Paukshtis E., Lopatin S., Zagoruiko A. Structured Catalytic Cartridges for SO2 Oxidation in Flue Gases of Coal-Fired Powerplants. Chemical Engineering Journal. 2019. V. 378. 122194.Golyashova K., Mikenin P., Elyshev A., Bobylev A., Matigorov A., Paukshtis E., Lopatin S., Zagoruiko A. Structured Catalytic Cartridges for SO2 Oxidation in Flue Gases of Coal-Fired Powerplants. Chemical Engineering Journal. 2019. V. 378. 122194.Zagoruiko A., Balzhinimaev B., Vanag S., Goncharov V., Lopatin S., Zykov A., Anichkov S., Zhukov Yu., Yankilevich V., Proskokov N., Hutson N. Novel Catalytic Process for Flue Gas Conditioning in Electrostatic Precipitators of Coal-Fired Power Plants. Journal of the Air & Waste Management Association. 2010. V. 60. Р. 1002—1008.Zagoruiko A., Balzhinimaev B., Vanag S., Goncharov V., Lopatin S., Zykov A., Anichkov S., Zhukov Yu., Yankilevich V., Proskokov N., Hutson N. Novel Catalytic Process for Flue Gas Conditioning in Electrostatic Precipitators of Coal-Fired Power Plants. Journal of the Air & Waste Management Association. 2010. V. 60. Р. 1002—1008.Lopatin S., Elyshev A., Zagoruiko A. CFD Modelling of the Structured Cartridges with Glass-Fiber Catalysts. Chemical Engineering Research and Design. 2023. V. 190. Р. 255—267.Lopatin S., Elyshev A., Zagoruiko A. CFD Modelling of the Structured Cartridges with Glass-Fiber Catalysts. Chemical Engineering Research and Design. 2023. V. 190. Р. 255—267.Голяшова К.Е., Загоруйко А.Н., Лопатин С.А. Способ химического кондиционирования дымовых газов. Патент РФ № 2825406. 2023.Голяшова К.Е., Загоруйко А.Н., Лопатин С.А. Способ химического кондиционирования дымовых газов. Патент РФ № 2825406. 2023.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.