Стекловолокнистые катализаторы для управляемого кондиционирования дымовых газов угольных ТЭЦ триоксидом серы

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.

1. 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.

2. 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.

3. Guo B., Yang D., Su Y., Yu A. Process modeling of low temperature electrostatic precipitators. Powder Technology. 2017. V. 314. Р. 567—576.

4. 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.

5. 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.pdf

6. Pat. US8449653B2. System and method for flue gas conditioning. Krigmont H. B01D53/8609. 2011.

7. US5547495A. Flue gas conditioning system. Robert A. Wright. C01B17/803. 1992.

8. Васильев Б.Т., Отвагина М.И. Технология серной кислоты. М., Химия, 1985. 384 с.

9. Загоруйко А.Н., Лопатин С.А. Структурированные каталитические системы на основе стекловолокнистых катализаторов. Новосибирск, издательство НГТУ, 2018. 204 с.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. Голяшова К.Е., Загоруйко А.Н., Лопатин С.А. Способ химического кондиционирования дымовых газов. Патент РФ № 2825406. 2023.