![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Обезвреживание вредных выбросов
Остановимся кратко на очистке дымовых газов от твердых выбросов - летучей золы. Применяемые в настоящее время устройства по очистке от твердых выбросов - золоуловители можно классифицировать по физическим явлениям, обуславливающим выделение частиц золы из газового потока. В соответствии с основными силами, которые в процессе улавливания действуют на частицу золы, существующие золоуловители деля на три основные группы /5, 6/: 1) сухие инерционные золоуловители, в которых взвешенные частицы отделяются от газа при помощи инерционных или центробежных сил. К ним относятся гравитационно-инерционные (осадительные камеры, инерционные уловители, циклоны) и фильтрующие (волокнистые, тканевые и зернистые фильтры); 2) мокрые золоуловители, в которых взвешенные частицы отделяются от газа путем промывки или орошения их водой, или путем улавливания частиц на водяной пленке. Бывают промывные (форсуночные скрубберы, скрубберы Вентури, динамические газопромыватели) и жидкостные (центробежные аппараты, ударно-инерционные, пенные); 3) электрофильтры, в которых взвешенные частицы отделяются от газа под действием электрических сил, к ним относятся однозонные (сухие пластинчатые с горизонтальным и вертикальным ходом газов, мокрые трубчатые и пластинчатые однозонные и двухзонные (зона зарядки и зона осаждения). В настоящее время для мощных блоков в отечественной и зарубежной практике для очистки дымовых газов ТЭС от летучей золы применяются сухие методы очистки - почти исключительно электрофильтры. Для котлоагрегатов малой и средней мощности (до 200 МВт) в отечественной энергетике широко используются мокрые методы очистки, обладающие рядом достоинств, к которым относятся сравнительно небольшая стоимость и более высокая эффективность улавливания взвешенных частиц по сравнению с сухими механическими аппаратами, а также возможность одновременного улавливания со взвешенными частицами газообразных компонентов, в частности, окислов серы, что, как указывалось ранее, является не менее важной проблемой в охране воздушного бассейна от загрязнений ТЭС. Процессы очистки газов от двуокиси серы можно классифицировать по двум различным принципам, разделяя их на необратимые и обратимые, а также мокрые и сухие. В необратимых процессах образуются твердые отходы, содержащие Са, которые затем удаляются. Поэтому в таких процессах необходим непрерывный приток новых реагентов. Продукты процесса обычно представляют собой S или H2SO4. В обратимых процессах химическое вещество, обеспечивающее удаление серы, непрерывно регенерирует в замкнутой системе. Системы очистки, как правило, основаны на абсорбционных, адсорбционных или каталитических процессах. Необратимые процессы могут быть использованы для удаления взвешенных частиц (сажи), если система на это рассчитана. В некоторых обратимых процессах используются электрофильтры, которые устанавливаются вместе с оборудованием для удаления SО2, так как взвешенные частицы мешают нормальному протеканию процесса. Методы сухой очистки основаны на улавливании серы сорбентами, например, активированным углем, полукоксом или окислами различных металлов (Al, Mn, Fe, Сu, К), которые при контакте с окислами серы либо растворяют их без химического взаимодействия, либо вступают в реакцию, образуя химическое соединение. Для ускорения процесса к сорбентам могут быть добавлены различные активизирующие присадки. Основное преимущество сухих методов заключается в том, что газы в процессе очистки не охлаждаются; это улучшает их рассеивание в атмосфере. Степень очистки здесь достигает 80-90%. (" Мицубиси" - сухая очистка дымовых газов от SО2 активированной окисью марганца - степень до 90% /8/). Методы каталитического окисления основаны на окислении SО2 в присутствии катализатора с последующим образованием серной кислоты. Катализаторами могут служить ионы металлов Cu2+, Fe3+ и т.д. На ТЭС Вуд Ривер (США.) в качестве катализатора используется пятиокись ванадия, степень извлечения SО2- 80%, концентрация получаемой кислоты - 80% /9/. Окисно-марганцевый метод основан на применении порошкообразной двуокиси марганца, которая вводится в поток отходящих газов для абсорбции SО2. Образовавшийся сульфат марганца улавливается в электрофильтре и обрабатывается далее аммиачной водой для регенерации абсорбента и получения сульфатоаммония в качестве полезного продукта /9/. Процесс испытан в промышленных масштабах. По этому методу в Японии работают две установки. Степень улавливания SО2- 90%. Весьма перспективен сухой метод очистки дымовых газов от SО2 b скрубберах, где в качестве сорбента используется известь (точнее раствор гашеной извести). Дымовые газы смешиваются с сорбентом. В этом процессе происходит испарение капель раствора гашеной извести и реагент вступает в реакцию с SО2, образуя сухие порошки сульфата (CaSO4 ) и сульфита (CaSO3)кальция. При этом тепла дымовых газов вполне хватает для этих процессов, Часть порошков оседает в скрубберах и удаляется, оставшаяся часть идет в рукавные фильтры или циклоны для дальнейшего их полного удаления. Эффективность удаления SО2 составила 78% /10/. В США запатентован способ контактирования дымовых газов с активированным углем при t = 100-200°С. При этом SО2 окисляется присутствующим в газе кислородом до SO3, который, реагируя с водяными парами превращаются в серную кислоту. Активированный уголь с адсорбированной на нем серной кислотой обрабатывается аммиаком. Образуется сульфат аммония. Регенерированный уголь после промывки водой и сушки используется для повторной сорбции. Эффективность этого метода составляет более 95%/1/. Однако, для большинства сухих методов требуются дорогостоящие и дефицитные активные адсорбенты. Эти методы сложны, кроме того, они требуют больших капитальных и эксплуатационных затрат /5/. В настоящее время известно свыше 200 методов мокрой очистки, однако, на практике нашли применение лишь некоторые из них. Это, как указывалось ранее, связано с тем, что объемы отходящих газов велики, концентрации в SО2 малы, а газы характеризуются высокой температурой и значительным содержанием пыли. Многие методы находятся еще в стадии разработки. В качестве абсорбентов в хемосорбционных методах могут быть использованы вода, водные растворы и суспензии солей щелочных и щелочноземельных металлов. В связи с низкой растворимостью диоксида серы для очистки водой требуется ее большой расход и абсорберы с большими объемами. Одним из эффективных хемосорбционных методов является сульфит-бисульфитный метод Веллман-Лорд, по которому очищенный от воды и сажи дымовой газ контактирует в противоточном абсорбере с раствором сульфита натрия, в результате чего образуется сульфат-бисульфат натрия, который далее при нагревании разлагается на сульфит натрия и двуокись серы. Таким образом, товарным продуктом является 100%-ный сернистый ангидрид, побочным продуктом - сульфит и сульфат натрия. Степень очистки газов от SО2 в этом случае составляет 90% /5/. Наиболее широко известными методами являются известняковые и известковые. Достоинством этих методов является простая технологическая схема, низкие эксплуатационные затраты, доступность и дешевизна сорбента, возможность очистки газа без предварительного охлаждения и обеспыливания. В этом случае процесс абсорбции диоксида серы осуществляется в несколько стадий, протекание которых зависит от состава и рН суспензии. Присутствие в растворе различных примесей значительно усложняет процесс абсорбции. Например, действие небольших количеств сульфата магния повышает степень очистки и степень использования известняка. Однако, известковые и известняковые методы обладают следующими недостатками: происходит зарастание систем отложениями гипса, коррозия и эрозия оборудования, брызгоунос из абсорберов, образование осадков. Кроме того, несмотря на то, что более 90%действующих установок мокрого сероудаления относятся к последним двум типам (суфит-бисульфитному и известково-известняковому), оба метода довольно дорогостоящие. Увеличение капитальных затрат при этом составляет 150-200% /5/. Наиболее перспективными методами в нашей стране являются аммиачно-циклический и магнезитовый, а также методы, основанные на, использовании щелочных сточных вод предприятий. Суть магнезитового метода заключается в следующем: окись магния связывают с SО2 в сульфит магния, который при нагревании разлагается на окись магния, возвращаемую для поглощения SО2, и концентрированный серный ангидрид, перерабатываемый затем в серную кислоту или серу. В последнее время большое внимание привлекают скрубберные способы очистки дымовых газов от окислов серы и пыли совместно. Такие схемы обладают тем свойством, что не требуется значительных капитальных затрат на сооружение специальных узлов сероочистки. Весьма интересный способ очистки от SО2 предлагается в США. Суть его заключается в том, что для связывания серы используются окислы щелочноземельных металлов, входящих в минеральную часть углей. Соотношение CaO + MgO и S разных углей различное и в общем случае недостаточное для полной очистки от SО2. Но при благоприятной величине этого показателя это обстоятельство имеет смысл использовать. В США работает более 10 таких установок, в которых высокое содержание Ca и Mg в угле используется для сокращения расхода попутного известняка /12/. Однако, использование осветленной воды после золоотвала на орошение газа в абсорбере не позволяет полностью использовать щелочные свойства золы для поглощения двуокиси серы. Кроме того, при сжигании углей с высоким содержанием Caиспользование осветленной воды приводит к перенасыщению ее труднорастворимыми солями кальция, которые впоследствии оседают в системах МЗУ и ГЗУ в виде трудноудаляемых минеральных отложений. Перспективным, на наш взгляд, является способ, предложенный в КазНИИЭнергетики /13/, основанный на дополнительном увеличении щелочности орошающей воды при продувке золо-водяной пульпы дымовыми газами, содержащими СО2. При этом, без значительных капитальных затрат на реконструкцию существующего золоулавливающего оборудования достигается высокая щелочность исключительно за счет более полного использования щелочных свойств золы. В ряде случаев для установок средней и малой мощности этот способ является альтернативным известково-известняковому методу с точки зрения охраны окружающей среды.
|