ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 555

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Мазмұны

Күкірт тотықтарының пайда болуы және олардың көздері

Жылу электр станцияларының түтін газдарындағы күкірт оксидтерінің қасиеттері

Күкірт оксидінің пайда болу шарты

2 Күкірт қосылыстарыңың қоршаған ортаға әсері

Атмосфераны қорғау

ЖЭС-ның технологиялық құрылымы

Түтін газдарын күкірт оксидтерінен тазарту әдістері

Жылу электр станцияларының қоршаған ортаға әсерін төмендететін шаралар.

Күкірт оксиді шығарындыларының төмендеуін жалпы бағалау

Газсыздандыру әдістерінің жіктелуі

Натрий және аммоний тұздарының ерітінділерін қолдануға негізделген әдістер

Күкірт оксидтерінен түтін газдардың тазарту әдістері

Электр станциясында күкірт оксидтерін жинау әдістері

Ылғал әдісі

Аммиак-сульфат технологиясы келесімен қызықты:

Озон әдісі

Батарея циклондары

Мата сүзгілері

Батарея эмульгаторы

Көмір электрстанцияларындағы күкірт диоксидының шығындыларын азайту

Түтін газдарын қатты және улы элементтерден дымқылды тазарту әдісі Бұл әдіс түтін газдарын қатты, сұйық және улы газ тәрізді элементтерден дымқыл тазарту технологиясына қатысты және оны жылу энергиясында, металлургияда, өндірістік қазандықтарда қолдануға болады.Қазіргі уақытта түтін газдарын дымқыл тазартудың екі бағыты белгілі: вентури түтіктерін скрубберлермен және эмульгаторлар көмегімен. Белгілі техникалық шешімдердің жалпы жетіспеушілігі - түтін газдарын көп компонентті тазарту үшін технологиялық процестің негізгі параметрлерін біріктіретін сызба жоқтығы, атап айтқанда механикалық қоспалар, күкірт оксиді, азот, көміртегі оксиді.Осы өнертабыстың техникалық сипатына жақын бұл газ тәріздес шығарындылардан улы заттарды жинау әдісі болып табылады (РФ патенті № 200875, 02.28.1994 ж.). Күлмен өңдеудің жоғары деңгейінде прототиптің бірнеше кемшіліктері бар: газды күкірт, азот, көміртек оксидтерінен тазарту мүмкіндігі жоқ; арнайы шайырлармен сіңдірілген базальт жіптерінен эмульгативті түтіктер-саптамаларды шығару қиындығы; тұрақты жууды қажет ететін саптамалық құбырлардың тұнбасы.Жұмыстың мақсаты - қауіпсіздікті және пайдалану сенімділігін сақтай отырып, түтін газдарын күлден, күкірт оксидтерінен, азоттан, көміртектен дымқыл тазарту.Бұл мақсатқа түтін газдарын қатты және уытты элементтерден дымқыл тазарту әдісі арқылы қол жеткізіледі, онда шығарылған түтін газдарының шығыны әр түтікте орналасқан түтін бұрылыстары бар құбырлардың кассета жиынтығы түрінде шығарылатын эмульгатор арқылы және құбырдың қабырғасына су беру жүйесімен, Өнертабысқа сәйкес, эмульгаторлар тазартқыш қатарда, біреуі күлді тазарту үшін, біреуі күкірт оксидін, азотты және көміртегі диоксидін сіңіруге арналған, онда эмульгаторлар жиынтық түрінде жасалады. судың нақты шығыны 0,25-0,50 л/м3 болғанда 8-10 м/с диапазонында газдың шығыс жылдамдығы бойынша ұзындығы мен диаметрі 10-15 қатынасы бар тозуға төзімді титан қорытпаларының ашық құбырлары.29-суретте әмбебап эмульгаторды (ЕМУ) қолдана отырып, түтін газдарын тазартудың ұсынылған әдісін іске асырудың сызбасы көрсетілген, оның принципі айналмалы және суармалы газ ағынында масса алмасу технологиясына негізделген. 29 Сурет. ЭМУ негізінде өнеркәсіптік пайдаланылған газдарды көп компонентті тазарту схемасыСоңғы он жыл ішінде жылу электр станцияларында және мемлекеттік орталық электр станцияларында түтік эмульгаторларын пайдалану тәжірибесі күлді тазартуда өз уәделерін көрсетті (99,6% дейін), онда композитті шыны талшықтар мен керамикалық материалдардан жасалған құбырлар, сондай-ақ ВТ1-0 титан қорытпасы қолданылған дәнекерленген құбырлар пайдаланылды. Мысалы, Донецк облысындағы Мироновская ЖЭС, Серовская ЖЭС, Нижне-Туринская ЖЭС, Екатеринбург облысындағы Верхнетагиль ЖЭС, Қарағанды ЖЭО-3, Алматы ЖЭО-1.Қазандықтар үшін отын - Донецк, Челябинск, Қарағанды, Кузнецк көмірлері, күкірт мөлшері 3,5% дейін.Эмульгаторлардың коммерциялық жұмысы бірқатар кемшіліктерді анықтады: құбырлы элементтердің үлкен тозуы, дәнекерленген титан құбырлары жағдайында олардың температура мен дірілге байланысты бұзылуы; композиттік және керамикалық материалдардан жасалған құбырлар үшін - күл тұнбасы. Осы техникалық кемшіліктерді шешу үшін эмульгаторларда титанның тозуға төзімді маркаларынан жасалған жіксізқұбырларды пайдалану ұсынылады. Титанның белгілі бір маркасын таңдау оның беріктігімен, тозуға төзімділігімен және сонымен бірге жоғары пластикалық қасиеттерімен анықталады. Эмульгаторда түтін ағымы мен температура өрісінің жылдамдық режимінің біркелкі болмауынан құбырлар циклдік жүктемелерге ұшырайды. Титан қорытпаларының кең спектрі отандық өнеркәсіпте дамыған. Мысалы, титан қорытпалары - ВТ1-00, ВТ1-0, ПТ1M химиялық және медициналық салалардың қажеттіліктері үшін қолданылады, авиацияда - OT4, ВТ5, ВТ6, ВT8, кеме жасау саласында - ПT1M, ПT7M, ПT3В, ВT3-1, ВT14, аэроғарышта - ВT9, ВT20, ВT22. Барлықосы қорытпалар беріктікте де, пайдалану сенімділігінде де өзіндік сипаттамаларға ие. Қорытпалардың бірінші тобының созылу күші 5520 МПа- дан аз, бірақ жоғары икемділік - салыстырмалы созылу кемінде 25% тең. Қорытпалардың соңғы тобының беріктігі 1100 МПа-дан асады, бірақ төмен икемділік 10% -дан аспайды. Сонымен бірге, ол балқыту кезінде едәуір қымбат болып кедеді.Құбырларды келесі қорытпалы эмульгаторларда қолдану өте орынды (ПT7M, ВT6, ПT3В), мұнда олардың беріктігі 730 МПа-дан, икемділігі 15% - дан төмен емес. Бұл қорытпалардың барлық түрлері 2,5-6,5% алюминиймен қорытылған, бұл қорытпалардың беріктігін арттырып қана қоймай, сонымен қатар бетінің қаттылығын да береді.Эмульгаторларда дәл титан құбырларын қолдану қажеттілігі материалдың қасиеттеріне негізделген көптеген себептермен түсіндіріледі: агрессивті ортаға коррозияға төзімділік, тозуға төзімділік, төмен ауырлық күші. Бұл біздің процессіміз үшін өте маңызды - титан құбырларының бетінде күл қалмайды, сәйкесінше құбырлардың бітеліп қалуы мүмкін.Эмульгаторларда дәл титан құбырларын қолдану қажеттілігі материалдың қасиеттеріне негізделген көптеген себептермен түсіндіріледі: агрессивті ортаға коррозияға төзімділік, тозуға төзімділік, төмен ауырлық күші. Бұл біздің процессіміз үшін өте маңызды - титан құбырларының бетінде күл қалмайды, сәйкесінше құбырлардың бітеліп қалуы мүмкін.Эмульгаторда қарастырылатын процестің көп факторлы сипатын ескере отырып: түтін газының өткізгіштік қабілеттілігі, газ шығыны, оның температурасы, ішкі диаметрі мен құбырдың биіктігі, гидравликалық кедергі, суару сұйықтығының шығыны, тазарту тиімділігі және т.б., оның ішінде конструкторлық және технологиялық ерекшеліктері, мұнда Технологиялық процестің үш негізгі параметрлері таңдалды: 1,5-2,0 мм бекітілген құбырдың қабырғалары бар 10-15 тігіссіз титан құбырының ұзындығы мен сыртқы диаметрінің қатынасы; газ шығыны 8-10 м/с, судың нақты шығыны 0,25-0,50 л /м3.Эмульгатордағы құбырдың ұзындығы мен диаметрі эмульгатордың өткізгіштік қабілеттілігін есептеу, минималды шашыратумен тұрақты режимнің шекарасын анықтау, сонымен қатар құрылымның металл шығыны мен экономикалық орындылығы негізінде есептелді.Газ ағынының жылдамдығын 8-10 м/с аралығында, судың нақты шығыны 0,25-0,50 л/м3 болатын реттеу, көптеген тәжірибелерден алынған және тәжірибеден расталған. Мысалы, бүріккіш саз 10 м/с жылдамдықпен күрт өседі (кейде). Ағынның төмендеуі жүйеде судың азаюына әкеледі, жылдамдықтың жоғарылауы судың көбеюіне әкеледі. Мұнда таңдалған эмульгатордың жұмыс режимі тиімділік пен гидравликалық қысым тұрғысынан оңтайлы.Эмульгатордың сонымен қатар оларды түтін газын тазарту жүйесіне сериялы түрде енгізе отырып, масса беру қондырғысы ретінде жұмыс істейтінін ескере отырып, біз келесі технологияны аламыз: түтін шығаратын газдар тазарту жүйесінің бірінші тізбегіне - ЕМУ-I кіреді, мұнда күл тазартылады - механикалық қоспалардың газ ағынынан сулы суспензияға өтуінің жаппай ауысу процесі (30-суретті қараңыз); 30 Сурет. Күлді тазарту сызбасы газ ағыны, одан механикалық ерімейтін қоспаларды алып тастағаннан кейін, ағым температурасының орташа 45°C төмендеуімен ЕМУС-II екінші тазарту тізбегіне бағыттаушы түтікті қалдырады; ЕМУС-II екінші тізбегінде газ ағыны күкірт және азот иондарына ыдыраудың жоғары дәрежесі бар реагент ерітіндісімен суарылады. Бұл әдіс тазарту процесінің химиясына және дезульфация мен денитрификацияның химиялық реакцияларының соңғы өнімдеріне негізделген. ЕМУС-II негізінде бірлескен дезульфация мен денитрификацияның функционалдық диаграммасы 31- суретте көрсетілген; ЕМУГ-II үшінші тізбегінде газдың шығуы реактивті аймақта СО2 байланыстыру және көміртегі диоксидін газ тәріздес күйден сұйық фазаға көшіру үшін реагентпен суарылады (32-суретті қараңыз). 31 Сурет. ЭМУ-ІІ негізіндегі күкірттендіру функционалды диаграммасы.Нақты қосымшаның мысалы.Жалпы өлшемдері бойынша эмульгатордың касетасын қарастырамыз: ұзындығы - ені - биіктігі, сәйкесінше 2200×2200×1500 мм берілген (33 суретті қараңыз). Тіксіз құбырлардың мөлшері: сыртқы диаметрі - қалыңдығы - сәйкесінше ұзындығы 108×1,5×1100 мм, материал - ПT7M титан қоспасы. Касетадағы құбырлардың жалпы саны - 144 дана. Ұзындықтың диаметрге қатынасы 10,18 тең. Бір құбырдың салмағы 2,5 кг. Газ шығыны 9 м/с, + 180°C температурада. Суарылатын сұйықтықтың шығыны 0,3 л/м3, гидравликалық кедергісі 55 мм су. Өнер түтін газының өткізу қабілеттілігі

ЖЭО-дағы қоқыс суының таралуы арқылы күкірт қышқылының эмиссиясын азайту

Қолданылған әдебиеттер тізімі


Достияров А.М., Айдымбаева Ж.А., Бегимбетова А.С.
ЖЭС-ғы KYKIPT ОКСИДТЕРІНІҢ ШЫҒАРЫНДЫЛАРЫНАН ҚОРШАҒАН ОРТАНЫ ҚОРҒАУ

SO2 3


Алматы, 2020.

ӘОЖ 662.613.5:66.074.3

КБЖ 35.115

Д 70


А.М.Достияров, Ж.А.Айдымбаева, А.С. Бегимбетова.

ЖЭС-ғы күкірт оксидтерінің шығарындыларынан қоршаған ортаны қорғау: оқу құралы. – Алматы, 2020. 101б.


Пікір жазғандар:

Шалбаев К.К., т.ғ.д., профессор Умышев Д.Р., PhD докторы

Оқу құралында күкірт тотықтарының пайда болуы және олардың көздері бойынша жалпы мағлұматтар берілген. Сондай-ақ түтін газдарын күкірт оксидтерінен тазарту, зиянды газ шығарындыларының шығынын азайту жөніндегі шаралардың белсенді әдістері сипатталып ең тиімді әдістері келтірілген. Күкірттің негізгі бөлігін алу үшін көптеген технологиялар ұсынылған және де газсыздандыру әдістерінің жіктелуі баяндалған. Сонымен қатар газды тазазалау барысындағы әртүрлі күл жинағыш аппараттары, олардың конструкциясы, жұмыс істеу принциптары толықтай қарастырылған.

Оқулықта «Экология» проблемасына ерекше назар аударылып, табиғаттың күкірт оксидтерімен ластануымен күресудің белсенді әдістері күкірт оксидтерінен қоршаған ортаға шығатын зиянды заттардың классификациясы келтіріліп және де атмосферадағы күкірт қосылыстарының шығарылуын азайтудың жолдары, әдістері жеткізілген.

Ұсынылып отырған оқу құралы жылуэнергетика мамандығында оқитын бакалаврлар, магистранттар, сондай-ақ докторанттар үшін пайдалы және қызықты болып табылады.

ISBN 978-601-332-938-3


©
А.М.Достияров, Ж.А.Айдымбаева, А.С. Бегимбетова.

Мазмұны


  1. Күкірт тотықтарының пайда болуы және олардың көздері 4

    1. Отын және түтін газдар құрамындағы улы заттар 4

    2. Жылу электр станцияларының түтін газдарындағы күкірт оксидтерінің қасиеттері 6

      1. Күкірт оксидінің пайда болу шарты 11

  2. Күкірт қосылыстарыңың қоршаған ортаға әсері 12

    1. Атмосфераны қорғау 19

    2. ЖЭС-ның технологиялық құрылымы 21

    3. Жылу электр станцияларының қоршаған ортаға әсер ету сұлбасы 23

  3. Түтін газдарын күкірт оксидтерінен тазарту әдістері 26

    1. ЖЭО-ға арналған органикалық отындағы күкірт қышқылдарының эмиссияларын азайту 26

    2. Жылу электр станцияларының қоршаған ортаға әсерін төмендететін шаралар 29

    3. Газ шығарындыларын тазартуға арналған процестер мен аппараттардың жіктелуі 30

    4. Күкірт оксиді шығарындыларының төмендеуін жалпы бағалау 33

    5. Газсыздандыру әдістерінің жіктелуі 34

    6. Натрий және аммоний тұздарының ерітінділерін қолдануға негізделген әдістер 37

    7. Күкірт оксидтерінен түтін газдардың тазарту әдістері 42

  4. Электр станциясында күкірт оксидтерін жинау әдістері 46

    1. Ылғал әдісі 51

    2. Озон әдісі 60

    3. Батарея циклондары 69

    4. Ылғал циклон күл жинағыштар 72

    5. Электр сүзгілері 75

    6. Мата сүзгілері 77

    7. Аралас күл жинағыштар 77

    8. Батарея эмульгаторы 78

    9. Көмір электрстанцияларындағы күкірт диоксидының шығындыларын азайту 83

    10. Түтін газдарын қатты және улы элементтерден дымқылды тазарту әдісі 87

    11. ЖЭО-дағы қоқыс суының таралуы арқылы күкірт қышқылының эмиссиясын азайту 93


Қолданылған әдебиеттер тізімі 101
  1.   1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

Күкірт тотықтарының пайда болуы және олардың көздері

  1. Отын және түтін газдар құрамындағы улы заттар



Жылу электр станциясы, әлемде өндiрiлетiн отынның 1/3 бөлігі биосфера мен қоршаған ортаға үлкен әсерін тигізеді.

ЖЭС-тің қоршаған ортаға әсері үш бағытта жүреді:

  1. түтiн газдарын түтiн шығару құбыры арқылы атмосфераға жіберу;

  2. отынның үлкен мөлшерін жағудың нәтижесiнде қоршаған ортаға жылу шығару. Ол «жылулық ластану» деп аталады;

  3. күл шығару және химсудаярлау қондырғыларынан көп мөлшерде минерализацияланған сонымен қоса мазутталған суды тастау.

Улағыш (зиянды) заттар дегеніміз улағыштық адамның денсаулығы мен жануарларға кері әсерін тигізетін химиялық қосылыстарды атайды. Отынды жағу кезінде атмосфераға көміртек пен сутектің тотықтарымен қоса шала жанған отынның бөлшекткрімен ұшпа күл, күкірт және күкіртті ангидридтер, азот тотықтары, ванади қосылыстары, фтор қосылыстарының біраз мөлшері, аммиак, цианды қоспалар, банзепирен, сынап, қышқылдар, сонымен қатар шала жанған отынның газ тәріздес өнімдері ұшады. Бұл элементтердiң көпшiлiгі улы заттарға жатады және салыстырмалы түрде аз мөлшерде табиғат пен адамға жаман әсерін тигізеді.

Жұмыс массасына қатты отынның элементарлық құрамы:

CPSP HP OP NP AP WP 100%
Оның ішінде көміртегі C, сутегі Н және күкірт S жанғыш элементтер ретінде; ал оттегі O мен азот N тотықтырғыштар болып келеді. Отынның жанбайтын
(минералды) бөлігі ылғал W және күлден A тұрады. Отынның минералды құрайтын негізгі бөлік жағу процесі кезінде түтіндік газбен кететін ұшпа күлге өзгереді. От жағудың құрылымына және отынның минералдық құрамының физикалық ерекшеліктеріне байланысты басқа бөлігі қождануы мүмкін.

Отынның түтіндік газдармен толық жануы кезінде атмосфераға келесілер бөлінеді: күл, СО2, SO2, SO3, Н2О↑ , NO, NO2, O2, N2.

Шала жану кезінде (отынның химиялық кем жануы): СО, Н2S, Н2, көмірсутектер СnHm (жиі кездесетіні СН4 - метан, С20H16 бенз(а)пирен). Шала жану өнімдері зиянды болғанмен, қазіргі техникалық жағу кезінде олардың пайда болуын жоюға немесе минимумға әкелуге болады.

Күл кремний, алюминий, титан, калий, натрий, темір, кальций, магний оксидтерінентұрады. Күлде кальций еркiн оксидтiң түрiнде қатысады, сонымен бірге силикаттар, сульфаттар және тағы басқа қосындылардың құрамында кездеседі. Қатты отындардың минералды бөлiктiң толық талдауы, күлде тағы басқа элементтер болатынын көрсетедi. Мысалы, германий, бор, мышьяк, ванадий, марганец, мырыш, уран, күміс, сынап, фтор, хлор. Аталған элементтердiң микроқоспалары ұшпа күл фракцияларының бөлшектерi өлшемдері бойынша әр түрлi болатын шақталарда әрқалай үлестiредi, және әдетте олардың құрамы (күл бөлшектерiнiң өлшемдерi 1-2-ден 60 мкм дейін

және одан да көп аралығында), бұл бөлшектердiң өлшемдерiн кiшiрейтумен артады.

Отынының түрi оны жаққан кезде пайда болатын заттардың құрамына әсер етедi. Электрстанцияларында қатты, сұйық және газ тектес отын пайдаланылады. Күкiрттi шығарулардың атмосфераға кеткен мөлшері бастапқы