ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 557

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

отын құрамындағы күкiрт мөлшерiнен тәуелді болады.

Қатты отын (бурыл, тас көмiрлер, антрациттiк үгiндi, жанғыш тақтас және торф) құрамында күкіртті келесі пішіндерде ұстай алады: колчедан Fe2S және пирит FeS2 түрiнде, отынның органикалық бөлiгiндегі молекулалардың құрамында және минералды бөлiктегі сульфат түрінде.

Жанудың нәтижесiнде күкiрттiң қосылыстары күкiрт оксидтеріне түрленедi, және де 99% шамасында SO2 күкiрттiң қос тотығын құрайды.

Шығатын жеріне байланысты көмiрлердiң күкiрттiлiгi 0,3-6 %, жанатын тақтатастың күкірттілігі 1,4-1,7 % , торфтың күкірттілігі 0,1 % құрайды.

Қазанда сынаптың, фтордың және хлордың қосылулары, газ тәрiздi күйде болады. Қатты отындарды күл құрамында калий, уран, барийдың радиоактивтi изотоптары қатыса алады. Бұл шығарулар ЖЭС ауданында радиациялық жағдайларға жүзiнде әсер етпейдi, бiр жағынан олардың жалпы саны, қуаттылығы бірдей АЭС-ке радиоактивтi ауа тозаңының шығаруларынан артуы мүмкiн.

Сұйық отыннан жылуэнергетикада мазут, тақтатас майы, дизельдi және жанғыш отын қолданылады.

Мазут күлiнің құрамына ванадий пентаоксиді V2O5 , сонымен бiрге Ni2O3, Al2O3, Fe2O3, SiO2, MgO және т.б. кiредi. Мазуттың күлдiлiгi 0,3 % аспайды.

Сұйық отында пиритті күкiрт болмайды. Мазутта күкiрт көбінесе органикалық байланыстар элементарлы күкiрт және күкiртсутек түрінде кездеседі (оның құрамы алынған мұнайдың күкірттілігінен тәуелді болады).

Оттық мазуттар оның құрамындағы күкірт мөлшеріне байланысты аз күкiрттi, күкiрттi, көп күкiрттiге жіктеледі. Дизельді отынның күкiрттiлiгi - 0,5% дейін. Жанғыш
отында күкiрт 1,1 %-ке дейiн. Тақтатас майында күкiрт 1

%-дан аспайды.

Ең «таза» органикалық отын ретінде газ тәріздес отын жатады, өйткенi оның толық жануы кезінде азот тотықтары NO пайда болады.

Қатты отынды жағу кезінде ластану 1 деп қабылданады, бұл кезде газды жағу кезінде 0,2, ал мазуттан – 0,6 деп қабылданады.

Жылулық шығарулар электрстанциясының өзінен отынды тұтыну кезінде, сонымен қоса электр және жылу энергиясының тұтынушысынан пайда болады. КЭС үшін жылулық энергияның 2/3 бөлігі циркуляциялық сумен қоршаған ортаға кетеді, ал 1/3 бөлігі жылулық және электр энергиясын тұтынушысына бөлінеді. ЖЭО үшiн жылулық шығарулардың 1/3 бөлігін станция құрайды, ал жылулық энегрияның 2/3 бөлігі жылулық және электроэнергиясын

тұтынушысына беріледі.

Есептеулер көрсеткендей, жылубөлінулер электрстанциясында жанатын отын есебінен сияқты, отынды басқа да тұтынушылардан сияқты жылу мөлшеріне қатысты планетаның күн радиациясынан алынатын әлі аз болып келеді. Күн энергиясынан алатын жылушығарулар 0,02 % құрайды, ал барлық

көздерден атмосфераның температурасын 0,01оС жоғарылауын бередi. Қорыта келгенде, планетаның қызу қаупі көмiрқышқылының қостотығы СО2 атмосфераға түскенде, жылулық шығаруларға қарағанда едәуір жоғары болады, дегенмен бұл екі фактор бір бағытта әрекет етеді.

Қалалардың басқа факторлармен жылумен қамтамасыз етуі облыспен салыстырғанда қаладағы температураны 1-2оС жоғарылатады, бірақ оның қаупі жоқ.

    1. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

Жылу электр станцияларының түтін газдарындағы күкірт оксидтерінің қасиеттері



Күкірт оксиді - бұл күкірт және оттегіден тұратын қарапайым заттардыңқосындысы. Өзара бір-бірімен S валенттілігімен көрсетілген дәрежесімен ерекшеленетін,күкірт оксидтерінің үш түрі бар: SO (монооксиді бар, күкірт монототығы), SO2 (күкірт диоксиді немесе күкіртті газ) SO3 (үшоксиді немесе күкіртті ангидрид). Барлық аталған күкірт оксидтерінің түрлері химиялық және физикалық сипаттамалары ұқсас келеді [6].

Күкірт – химиялық элементтердің басты топтптамасының VI бөлігінде (немесе заманауи нысандағы ХЭПЖ-ның 15 тобында) және Д. И. Менделеевтің(ХЭПЖ)химиялық элементтердің периодикалық жүйесінің үшінші периодында орналасқан. Күкірт атомы құрамында сыртқы энергетикалық деңгейінде 2 жұпталмаған электрон және екі бөлінбеген электрондық жұптардан тұрады. Демек, атом күкірт құра алады 2 байланыс бойынша айырбас механизмі және оттегі. Демек, күкірт атомы оттегі сияқты алмасу механизмімен 2 байланыс түзе алады. Алайда, оның оттегінен айырмашылығы, бос 3d орбитальға байланысты күкірт атомы қозған энергетикалық күйіне түсе алады.Сонымен, қосылыстардағы күкірттің максималды валенттілігі VI-ке тең (оттегінен айырмашылығы). Сонымен қатар, күкірт IV- валенттілікпен сипатталады. Күкірт атомының тотығу жағдайы -2 ден +4 дейін. Тотығу сипаттамалары –2, 0, +4, +6. Кәдімгі күкірт қосылыстары 1-кестеде келтірілген.
1 кесте. Валенттілігіне байланысты күкірт қоспалары

Тотығу күйі

Типтік қосылыстар

+6

Күкірт оксиді (VI) SO3

Күкірт қышқылы H2SO4

СульфиттерMeSO4

Галоген

ангидридтер2Cl2

+4

Күкірт

оксиді (IV) SO2

Күкірт қышқылы H2SO3




СульфиттерMeSO3ГидросульфиттерMeHSO3ГалогенангидридтерSOCl2

-2

КүкіртсутегіH2S

Металл сульфидттеріMeS


Қалыпты жағдайда күкірттің химиялық белсенділігі төмен: қыздырылған кезде күкірт белсенді болады және тотықтырғыш немесе тотықсыздандырғыш болуы мүмкін.

  1. Күкірт тотықтырғыштың (периодтық жүйеде төменгі және сол жақта орналасқан элементтермен әрекеттесу кезінде) және тотықсыздандырғыштың (жоғарыда және оң жақта орналасқан элементтерімен) қасиеттерін көрсетеді. Сондықтан күкірт металдармен және металл емес заттармен әрекеттеседі.

    1. Күкірт жанған кезде, ауадакүкірт оксиді(IV) пайда болады.


S O2 SO2 (1)


    1. Күкірт, галогендермен әрекеттескенде (йодтан басқа), күкірт галогенидтері түзіледі.

S Cl2 SCl2 S2Cl2

S 3F2 SF6

(2)
(3)




    1. Фосфор мен көміртек күкіртпен әрекеттескенде, фосфор сульфидтері мен көміртегі дисульфидтері түзіледі.




2P 3S P2S3
2P 5S P2S5
2S C CS2

(4)
(5)
(6)




    1. Күкірт металдармен әрекеттескенде тотықтырғыштың қасиеттерін көрсетеді, ал реакция өнімдері сульфидтер деп аталады. Сондай-ақ сілтілік металдармен күкіртқыздырмай реакция жасайды, ал басқа металдармен (алтын мен платинадан басқа) - тек қыздырған кезде әрекеттеседі.

    2. Күкірт күкіртсутегін түзу үшін қыздырылған кезде сутегімен әрекеттеседі




SH2 H2 S

(7)



  1. Күкірт күрделі заттармен әрекеттеседі, сонымен қатар тотығу және қалпына келтіру қасиеттерін көрсетеді. Күкірт белгілі бір заттармен әрекеттескен кезде сәйкес келмейді.

    1. Тотықтырғыш заттармен әрекеттескенде, күкірт күкірт оксидіне (IV) немесе күкірт қышқылына дейін тотығады (егер реакция ерітіндіде жүрсе).

    2. Сілтілікте еріген кезде күкірт сульфит пен сульфидке сәйкес келмейді. Қыздырылған бумен әрекеттескенде, күкірт пропорционалды болмайды.





S H2Oбу 2H2 S SO2

(8)

H2S күкіртті сутек–бұл күкірт пен сутегінің екілік қоспасы болып табылад және олар ұшпа сутегі қосылыстарына жатады. Су ерітіндісінде күкіртсутегі әлсіз қышқылдық қасиетке ие. Ол сульфидтер мен гидросульфидтер түзе отырып, күшті негіздермен әрекеттеседі.

H2S күкіртті сутек - «-2» тең тотығу күйіндегі күкірттің әсерінен өте күшті тотықсыздандырғыш. Ерітіндіде оттегі жетіспегенде H2S бос күкіртке дейін тотығады (ерітінді бұлтты болады).




Артық оттегіде:

H2 S O2 2S 2H2O

2H2 S 3O2 2SO2 2H2O

(9)

(10)


Күшті тотықтырғыш ретінде сутегі сульфиді тотықтырғыш заттармен оңай тотығады.


Күкірт оксидтері

Түсі

Фазасы

Оксидтің сипаты

SO2күкірт оксиді(IV),күкірт

газы

түссіз

газ

қышқыл

SO3күкірт оксиді

(IV),күкірт

ангидриді

түссіз

сұйықтық

қышқыл



Түтін газдарында түзілетін күкірт оксидтері 2-кестеде келтірілген. 2 кесте. Күкірт оксиді

Күкірт оксиді (IV) - қышқыл оксиді. Суда өте жақсы еритін иісі бар түссіз газ. Күкірт (IV) оксидін алу әдістері:

  1. Ауада күкірт жағу

S O2 SO2

  1. Сульфидтер мен күкіртсутектің жануы

2H2 S 3O2 2SO2 2H2O

(11)
(12)