COMPREHENSIVE PURIFICATION OF GAS EMISSIONS FROM HEAT POWER PLANTS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2026.2.8

Keywords:

gas emissions, purification system, heat power, dust, sulfur dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides

Abstract

The article presents a comprehensive scientific approach to solving a pressing environmental problem – cleaning gas emissions of thermal power plants from the most common pollutants: dust, sulfur dioxide, carbon monoxide and nitrogen oxides. The relevance of the study is due to the growth in the volume of emissions of harmful substances and their critical impact on human health and the state of the environment. The proposed technology for cleaning gas emissions consists of four consecutive stages. Dust is cleaned using a cyclone-rotary dust collector, which allows capturing fine dust with an efficiency of up to 99%. For the removal of sulfur dioxide, an absorption method of neutralization is proposed, in which acidic flue gases are cleaned using alkaline wastewater from industrial enterprises. For the removal of carbon monoxide, a catalytic method is proposed. A catalyst composition based on zinc, copper, chromium and aluminum oxides has been developed. Unlike platinum analogues, it can operate in dusty gases and has low hydrodynamic resistance due to the application of a paste-like mass to the inner surfaces of the reactor tubes. The final stage of the complex purification system is the thermal neutralization of nitrogen oxides using an arc plasma torch. The processes of high-temperature decomposition have been studied and it has been established that the introduction of reducing agents, such as methane or ammonia, into the reactor allows to shift the reaction equilibrium towards the formation of molecular nitrogen and oxygen. The proposed step-by-step purification system allows to reduce the concentration of harmful compounds in the purified gases to the maximum permissible values.

References

Наказ МОЗ України від 09.07.2024 № 1192 «Про затвердження державних медико-санітарних нормативів допустимого вмісту хімічних і біологічних речовин у повітрі робочої зони». URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/z1107-24#Text (дата звернення: 17.01.2026).

Наказ МОЗ України від 05.08.2021 № 1657 «Про затвердження Змін до Гігієнічних регламентів гранично допустимої концентрації та орієнтовно безпечних рівнів впливу хімічних і біологічних речовин в атмосферному повітрі населених місць». URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z1249-21#Text (дата звернення: 17.01.2026).

Бєкєтов В. Є., Євтухова Г. П. Джерела та процеси забруднення атмосфери. Харків : ХНУМГ ім. О. Н. Бекетова, 2019. 113 с.

Викиди забруднюючих речовин і парникових газів в атмосферне повітря. URL: https://zt.ukrstat.gov.ua/dostat/dost_vykydy.pdf (дата звернення: 16.01.2026).

Наказ міністерства охорони навколишнього природного середовища України від 27.06.2006 № 309 «Про затвердження нормативів граничнодопустимих викидів забруднюючих речовин із стаціонарних джерел». URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0912-06#Text (дата звернення: 09.02.2026).

Галак О. В., Белоусов І. О., Сахненко М. Д., Каракуркчі Г. В., Матикін О. В., Косарев О. В. Методи очищення газових викидів від хімічно-небезпечних речовин для підвищення ефективності фільтрувальних систем // Вісник Національного Технічного Університету «ХПІ». Серія: Інноваційні дослідження у наукових роботах студентів, 2018. № 18 (1294). С. 89-93. http://idnrs.khpi.edu.ua/issue/view/8938

Крусір Г. В., Мадані М. М., Гаркович О.Л. Техніка та технології очищення газових викидів. Навч. посібник. Одеса: ОНАХТ-Одеса, 2017. 207 с.

Кузнєцов С.І., Венгер О.О., Безпальченко В.М., Семенченко О.О., Івкіна Є.С. Електростатичний фільтр для очищення газів від пилу. Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського Серія: Технічні науки Т. 36(75) № 2. Ч.1.2025. С. 62-67. https://www.tech.vernadskyjournals.in.ua/journals/2025/2_2025/part_1/12.pdf

Ліпенков І. В. Аналіз сучасних систем очищення вихідних газів у суднових енергетичних установках. Молодий вчений. Технічні науки. 2020. № 1(77). С. 1-4. DOI: https://doi.org/10.32839/2304-5809/2020-1-77-1.

Kuznietsov S., Venher O., Grygorieva L., Semenchenko O., Bezpalchenko V., Ivkina E. Gas cleaning from dust in a cyclone rotary device. Екологічні науки. 2023. № 2(47). С. 22-26. http://ecoj.dea.kiev.ua/archives/2023/2/3.pdf

Куц В. П., Гумницький Я. М., Марціяш О. М. Можливості застосування пиловловлювачів комбінованої дії на підприємствах переробної галузі регіону і економічна оцінка ефективності процесу пилоочищення. Наукові праці ОНАХН. 2016. Вип. 1. Т. 80. С. 138–143.

Яворський В. Т., Гелеш А. Б., Яворський І. Є., Калимон Я. А. Теоретичний аналіз хемосорбції сульфуру (IV) оксиду. Обґрунтування вибору ефективного масообмінного апарата. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2015. Т.1, № 6 (79). С. 32-40. DOI: 10.15587/1729-4061.2016.60312.

Patel D. M., Kodgire P., Dwivedi A. H. Low temperature oxidation of carbon monoxide for heat recuperation: A green approach for energy production and a catalytic review. Journal of Cleaner Production. V. 245, 2020. P. 118838. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118838.

Іваненко О. І., Мартинюк А. С., Вагін А. В., Довголап С. Д. Каталітичне знешкодження монооксиду вуглецю печей обпалу типу рідгамера. Науковий Журнал Метінвест Політехніки. Серія: Технічні науки, № 3. 2025. С. 14-25. https://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-3-2.

Іваненко О. І., Довголап С. Д. Застосування феритного методу для знешкодження токсичних газових відходів. Екологічні науки. 2023. № 2 (47). С. 228–231. http://ecoj.dea.kiev.ua/archives/2023/2/37.pdf DOI https://doi.org/10.32846/2306-9716/2023.eco.2-47.37

Effects of Doping on the Performance of CuMnOx Catalyst for CO Oxidation / Dey S., Dhal G. C., Prasad R., Mohan D. // Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis. 2017. Vol. 12, Issue 3. Р. 370–383. doi: https://doi.org/10.9767/bcrec.12.3.901.370-383.

Kuznietsov S.I., Venher O.О., Bezpalchenko V.M., Semenchenko O.O., Ivkina Yе.S. Classification of methods for sanitary purification of gases from nitrogen oxides. Вісник ХНТУ. № 1 (92). Ч.1. 2025, С. 105–114. https://kntu.net.ua/ukr/layout/set/print/content/download/123902/691205/file/Bісник%201(92),%20том%201.pdf

Кузнєцов С. І., Малєєв В. О., Безпальченко В. М. Високотемпературна нейтралізація нітроген оксидів у вихлопних газах суднових двигунів. Збірник наукових праць Національного університету імені адмірала Макарова. № 2 (476). 2019. С. 73-76. DOI https://doi.org/10.15589/znp2019.2(476).11

Kuznietsov S. I., Kachuk D. S., Venger O. O., Ivkina E. S. Method of neutralization of nitrogen oxides in area of low-temperature plasma. Питання хімії та хімічної технології. 2024. № 2(153). С. 32–39. http://dx.doi.org/10.32434/0321-4095-2024-153-2-32-38.

Патент на винахід України UA 62855А Україна, МПК 7 В01D47/00, C10K1/00. Спосіб очищення відхідних газів котельних від оксиду вуглецю та пристрій для його реалізації / Кузнєцов С.І. (Україна); Заявл.04.09.03; Опубл. 15.12.03, Бюл. № 12, 2003.

Downloads

Published

2026-05-07