Система выхлопа

Полезная модель относится к системам очистки газов от оксидов азота и может быть использовано для очистки выхлопных газов газотурбинных двигателей (ГТД), например, газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций, тепловых электростанций.
X
X
Во многих странах мира были приняты законодательные нормы на предельно допустимое содержание определенных веществ в выхлопных газах, образующихся при работе ГТД. Речь при этом преимущественно идет о веществах, выброс которых в окружающую среду нежелателен. Одним из таких веществ является оксид азота (NO), доля которого в выхлопных газах не должна превышать законодательно установленных предельно допустимых значений. Снижение содержания оксидов азота в выхлопных газах ГТД за счет внесения изменений во внутреннее устройство двигателя возможно лишь в ограниченных пределах, которые зачастую не удовлетворяют законодательно установленным предельно допустимым значениям. Это создает необходимость использования дополнительных способов для снижения содержания N0 в выхлопных газах ГТД.
Одним из таких способов является способ селективного каталитического восстановления (СКВ) оксидов азота. СКВ представлено химическими процессами восстановления оксидов азота газом-восстановителем до простейших составляющих. Конечным продуктом реакции являются безопасные компоненты - пары воды и азот.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является система выхлопа, включающая в себя сочлененные между собой газоход с устройством для подачи реагента-восстановителя, диффузор, проставку, на входе и выходе которой установлены решетки с ячейками в виде каналов, трубу выхлопа, содержащую катализатор селективного каталитического восстановления (патент РФ №2606298 «Система выхлопа»).
Недостатки данного технического решения заключаются в том, что объем и сложность монтажных работ по сборке системы существенно увеличивают временные и финансовые затраты; решетки с ячейками в виде каналов не всегда могут обеспечить достаточную эффективность выравнивания скоростей загрязненного потока по сечению газохода, в результате чего в сечении газохода образуются зоны с пониженной эффективностью очистки; устройство для подачи реагента-восстановителя не имеет запаса мощности и не позволяет обслуживать несколько различных систем выхлопа одновременно, в связи с чем каждую систему выхлопа необходимо оборудовать системой подачи реагента.
Задачей, на которую направлено заявляемое техническое решение, является устранение указанных недостатков и расширение арсенала технических средств в данной области. Данная задача решается за счет того, что в системе выхлопа, включающей сочлененные между собой газоход с устройством для подачи реагента-восстановителя, диффузор, проставку, на входе и выходе которой установлены решетки с ячейками в виде каналов, трубу выхлопа, содержащую катализатор селективного каталитического восстановления, газоход, диффузор, проставка, труба выхлопа выполнены в транспортном габарите блоками заводской готовности. Кроме того на решетки с ячейками в виде каналов дополнительно установлены перфорированные листы. Кроме того устройство для подачи реагента-восстановителя имеет запас по мощности и используется для подачи реагента одновременно в несколько систем выхлопа, при этом на каждом подводящем реагент трубопроводе установлен регулятор расхода.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является: минимизация объема и сложности монтажных работ по сборке системы, сокращение временных и финансовых затрат; выравнивание скоростей загрязненного потока по сечению газохода и, как следствие, минимизация зон пониженной эффективности очистки; возможность обслуживать несколько различных систем выхлопа одним устройством для подачи реагента-восстановителя.
Сущность технического решения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - общий вид системы выхлопа;
на фиг. 2 - общий вид устройства для подачи реагента;
на фиг. 3 - общий вид проставки;
на фиг. 4 - общий вид диффузора.
Система выхлопа, включающая сочлененные между собой газоход 1 с устройством для подачи реагента-восстановителя 2, диффузор 5, проставку 3, на входе и выходе которой установлены решетки 4 с ячейками в виде каналов, трубу выхлопа 6, содержащую катализатор селективного каталитического восстановления 7, отличающаяся тем, что газоход 1, диффузор 5, проставка 3, труба выхлопа 6 выполнены в транспортном габарите блоками заводской готовности.
Дополнительно на решетки 4 с ячейками в виде каналов могут быть установлены перфорированные листы 8.
Дополнительно устройство для подачи реагента-восстановителя 2 имеет запас по мощности и может быть использовано для подачи реагента одновременно в несколько систем выхлопа, при этом на каждом подводящем реагент трубопроводе установлен регулятор расхода.
Работает устройство следующим образом.
В систему выхлопа поступают загрязненные окислами азота дымовые газы. В газоход 1 устройством для подачи реагента-восстановителя 2 подается реагент-восстановитель (аминосодержащая жидкость). За счет тепловой энергии дымовых газов реагент-восстановитель нагревается и газифицируется. В диффузоре 5 и проставке 3, на входе и выходе которой установлены решетки 4 с ячейками в виде каналов, поток дымовых газов смешивается с реагентом-восстановителем. Благодаря решеткам 4 с ячейками в виде каналов поток дымовых газов выравнивается по скоростям и направлению. Далее поток дымовых газов, смешанный с реагентом-восстановителем, поступает в трубу выхлопа 6, содержащую катализатор селективного каталитического восстановления 7. При этом газоход 1, диффузор 5, проставка 3, труба выхлопа 6 выполняются в транспортном габарите блоками полной заводской готовности, благодаря чему существенно сокращаются трудозатраты по строительно-монтажным работам.
Для более интенсивного смешения реагента-восстановителя с потоком дымовых газов в решетках 4 с ячейками в виде каналов могут быть дополнительно установлены перфорированные листы 8, создающие дополнительное аэродинамическое сопротивление.
С целью снижения капитальных затрат и сокращения объема эксплуатируемой техники система выхлопа может укомплектовываться устройством для подачи реагента-восстановителя 2, имеющим запас по мощности, благодаря чему может подавать реагент одновременно в несколько систем выхлопа. При этом, для компенсации возможных отличий параметров потока дымовых газов (расход, концентрация окислов азота) в различных системах выхлопа, на каждом подводящем реагент трубопроводе установлен регулятор расхода.
Предложенное решение подтвердило свою эффективность при апробации в рамках проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по теме «Разработка технологии по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух» в составе газоперекачивающего агрегата ГПА-16 «Урал», цеха №2 газокомпрессорной станции N'1 Горнозаводского линейного путевого управления магистральных газопроводов.