Очистка выбросов промышленных установок использующих твёрдое топливо

Одна из насущных проблем человечества – очистка атмосферы от токсичных компонентов выбросов промышленных предприятий.

Одна ТЭЦ 2 города Алматы выбрасывает 45 000 тонн вредных веществ 

     Все эти выбросы приводят к тому, что миллионы жителей республики в год подвержены болезням верхних дыхательных путей переходящие в хронические заболевания и приводящим к преждевременной смерти.

Одним из оптимальных решений данной проблемы являются предлагаемые системы комплексной очистки.

Установленные системы комплексной очистки позволят собрать все эти миллионы тонны вредных веществ до выброса их в атмосферу, и более того – превратить их в полезную продукцию, приносящую доход и новые рабочие места. 

Другими словами установка предлагаемых фильтров позволит токсичные компоненты не выбрасывать нам на голову, а превращать в полезный строительный материал. При этом — эксплуатацию промышленных установок и техники с неисправной системой очистки выхлопов необходимо ЗАПРЕТИТЬ

Реализация данного проекта позволит внести огромный вклад в дело нормализации экологической обстановки страны. Соответственно это позволит улучшить и сомочувствие населения в целом, что не может не сказаться на развитии страны.

А в экономическом плане, внедрение предлагаемой технолгии это создание тысяч новых рабочих мест, экономия  десятков триллионов тенге бюджетных средств, производство миллионов тонн полезной продукции из выбросов, которые к сожалению на сегодняшний день выбрасываются на наши головы.

Предварительный анализ и испытания золы на прочность показали положительный результат.

Настоящий проект осуществляется в рамках реализации грантового финансирования коммерциализации РННТД, финансируемого за счет денежных средств ГУ «Комитета науки Министерства образования и науки РК»

По результатам конкурса на грантовое финансирование проектов коммерциализации результатов научной и (или) научно-технической деятельности на 2022 — 2024 годы в соответствии с протокольным решением заседания Национального Научного Совета по приоритетному направлению «Коммерциализация РННТД» Выписка №1 к Протокол заседания №2 от 09-24 ноября 2022 года проект реализуется силами АО «Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского».

АР15573729 «ОЧИСТКА ВЫБРОСОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ УСТАНОВОК на ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ»

Заявитель и грантополучатель:
АО «Институт топлива, катализа и электрохимии имени Д.В. Сокольского»

Частный партнер:
АО «Казахстанско — Британский Технический Университет»

Срок реализации:
26 месяцев (Период финансовой поддержки проекта со стороны АО «ФОНД НАУКИ»)

Результаты   НИОКР: № гос. регистрации проекта 0122РКИ0101
«Испытание  новой  системы 2 -х ступенчатой  очистки  на  основе катализатора  на первой ступени и  реагентной  очистки на основе поглотителя кислых газов на  2-й, для    проверки    эффективности очистки дымового газа».

Проведены испытания схемы 2-х ступенчатой очистки при работе на реальных газах котла утилизатора:
1 ступень(каталитическая):   дожиг СО и углеводородов;
2-я ступень(реагентная):   поглощение SO₂, СО, С_хН_у, NO_x
Испытывались отдельно каждая ступень и последовательно совмещеные. Достигнута степень очистки до 98 %

Область применения: Котельные, ТЭЦ на твердом топливе.

Предлагаемая Система Комплексной Очистки создается на базе данного РННТД

Команда проекта скомплектована с учетом имеющихся соответствующих навыков и компетенций у каждого члена команды: это образование, квалификация, опыт реализации подобных проектов, навыки общей координации и управления процессом реализации, контроль и мониторинг  соблюдения технологических деталей — в составе команды авторы патента технологии, применяемой в системе очистки. Мониторинг проектирования и изготовления продукции.

И самое важное – это вопрос продвижения продукции, мониторинг рынка, работа с потенциальными клиентами и их привлечение, работа с уже действующими потребителями продукции.

Уже сейчас начаты работы по реализации продукции. И первым клиентом ожидающим систему очистки является Котельная «Баскуат» в Талдыкоргане.

Много ступенчатая настраиваемая КСО удаляет: пыль и твердые частицы, СО , SO₂ , С_хН_у, No_x, H₂S

Ожидаемый эффект
— Степень очистки до 98 %;
— Подбор реагента дает широкий диапазон улавливаемых компонентов;
— СКО проста в эксплуатации.

Отечественных конкурентов нет – зарубежные дороже в разы
— Очистка газообразных выбросов источников работающих для получения тепловой и электрической энергии от токсичных компонентов — важнейшая экологическая проблема.
— Система комплексной очистки (Далее СКО) включает несколько самостоятельных ступеней отличающихся своим функционалом,  конструкцией и принципом работы.
— Ступени СКО могут компоноваться в зависимости от потребностей заказчика и небходимой степени очистки по принципу конструктора.
— Каждая ступень очищает выбросы от своего набора вредных компонентов.
— Полный комплект СКО предназначен для удаления таких вредных компонентов газообразных выбросов как:  твердые частицы, зола, CO, NO, NO₂, SO₂, CH₄, H₂S. Также полный комплект СКО включает модуль сбора CO₂.

Данная ступень предназначена для адсорбционного поглощения CO₂ с использованием твердого сорбента.

Суть метода заключается в том, что на практике, газ, предварительно очищенный от пыли и вредных оксидов, пропускают через слой адсорбента: в качестве последнего чаще всего выступают цеолиты различных марок (NaA, NaX, CaA), характеризующиеся определенными размерами пор и, как следствие, молекулярно-ситовыми свойствами, способствующими селективному поглощению CO₂.

К возможным потенциальным поглотителям относятся материалы, содержащие в себе соду, которая реагирует с CO₂ с образованием бикарбоната и дальнейшим его разложением при десорбции по схеме:

Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O = 2NaHCO₃                               2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O.

Процесс адсорбции протекает при комнатных температурах (5–35 °C) и давлениях, близких к атмосферным. Адсорбция протекает до насыщения сорбента, после чего цикл адсорбции завершается и газовый поток перенаправляется на другой адсорбер, а в первом протекает стадия регенерации острым паром при температурах 100–130 °C. Стадии адсорбции и десорбции протекают попеременно с автоматизированным направлением потоков газа и пара-десорбента. После десорбции пар с углекислым газом направляется в холодильник, где CO₂ отделяется от конденсирующейся воды. Данный способ является более технологичным и экономичным.

        Адсорбционный метод поглощения CO₂, предлагаемый в данном проекте, имеет ряд преимуществ перед используемыми на практике в настоящее время. Одним из главных преимуществ является использование в качестве основной части сорбента твердых отходов ТЭЦ.

        При этом в зависимости от внешних условий могут быть использованы различные модифицирующие добавки и схемы приготовления сорбента.

Такой подход позволит создавать гибкие системы, которые можно будет легко адаптировать к конкретным условиям эксплуатации тепловых агрегатов.

Поскольку зола ТЭЦ характеризуется малой величиной удельной поверхности, то целесообразно введение в ее состав связующих материалов различной природы, что позволит как сформировать сорбент, так и достичь требуемых характеристик его пористой структуры, необходимых для эффективного поглощения CO₂. В частности, предварительные опыты показали принципиальную возможность формирования на основе отходов ТЭЦ гранул содосодержащего адсорбента с удовлетворительной эффективностью поглощения CO₂