ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 568

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

қатты шөгінділерден тұратын әк зауыттарының жұмысындағы негізгі қиындықты болдырмауға болады.

Әк сүтін қолданудың кемшіліктері (CaCO3) кальцийдің салыстырмалы түрде төмен дәрежесін (60-70%) қамтиды. Сондықтан кальций карбонаты көбінесе кальций оксидімен алмастырылады, бұл да газды күкірт диоксидінен тазарту тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Құрама Штаттардағы кальций мен күкірт қосылыстарының өзара әрекеттесу өнімдері шламға шығарылады, ал Жапонияда олар гипске және басқа жол-құрылыс материалдарына өңделеді.

Теңіз суын пайдалану дымқыл әктас технологиясының жақын аналогы болып табылады, өйткені теңіз суында күкірт диоксидін тұрақты сульфаттар қалыптастыру үшін байланыстыра алатын сілтілі жер металды иондарының көп мөлшері бар. Теңіз суларында тұздың орташа концентрациясы 35 г/кг болғанда, натрий иондары шамамен 10,80% құрайды; калий - 0,38%; кальций

  • 0,40%; магний - 1,29%; бикарбонат - 0,14%. Бұл технологияда қосымша реагенттер қажет емес.

Дезульфуризацияның қосымша өнімі - бұл теңіз суларының табиғи компоненттері болып табылатын осы элементтердің сульфаттарының қоспасы, сондықтан жұмсалған суспензия теңіз аймағын ластамай-ақ тікелей теңізге жіберілуі мүмкін. Суспензияны, вакуумды сүзуді жеке және сұйық фазаларға бөлуге және ағынды суларды сульфаттар мен хлоридтерден қосымша тазартуға шоғырландырудан бас тарту осы залалсыздандыруға жұмсалған капиталды 33 - 35% төмендетеді.

Аммиак-сульфат технологиясы келесімен қызықты:


  • реагенттің жоғары белсенділігі оны аммиак тұздарының ерітіндісінің минималды мөлшерімен және сіңіргіштің минималды мөлшерімен стехиометриялық арақатынасқа сәйкес толық пайдалануды қамтамасыз етеді;

  • күкірттендірудің жанама өнімі аммоний сульфаты – жем-шөп ашытқысы өндірісінде тыңайтқыш немесе шикізат ретінде пайдалануға болатын құнды тауарлық өнім;

  • күкірт диоксидімен бір уақытта азот оксидінің 30% түседі.

Бұл технология бірнеше жылдар бойы Дорогобуж ЖЭО-дағы үлкен тәжірибелік зауытта әзірленді және нәтижесінде стехиометриялық ағынның жылдамдығында жақсы газсыздандыру дәрежесін көрсетті (99% -дан астам). Санитарлық органдар кристалды аммоний сульфатына сапа сертификатын берді, сондықтан технологияны әзірлеу кезінде пайда болған бірнеше мың тонна сульфат тез тарату желісі арқылы сатылды.

Аммоний сульфатын әртүрлі түрде алуға болады:

  • түйіршікті (ең қымбат өнім); кристалды;

  • концентрацияланған ерітінді түрінде. Соңғы түрі тұтынушыға жыл бойы тұрақты түрде тиеу үшін тиімді, бұл құрғақ өнімге шешім қабылдау қажеттілігін жояды және күрделі салымдарды 25-30% -ға төмендетеді.

Жабдықтың өлшемдері реагенттің жоғары белсенділігіне байланысты, дымқылдандыруға капиталды салымдар береді, олар ылғалды әктас технологиясымен салыстырғанда төмен, ал аммоний сульфатын сату оларды өтеуге мүмкіндік береді, бұл осы технологияны өте тартымды етеді.

Электр станцияны жылына 5000 сағатқа пайдалану кезінде аммоний

сульфатын 80 доллар/тонна бағасымен сатудан түскен табыс жылына 12,7- ден 69 миллион долларға дейін болады. Егер аммоний сульфаты түйіршіктелген түрінде 120 доллар/тонна бағасына сатылса, кірісі жылына 24,3 және 112 миллион долларды құрайды.

Бұл негізінен жоғары күкіртті көмірді жағатын энергетикалық қондырғыларда аммиак-сульфат технологиясын қолдануға болатындығын көрсетеді.

Сульфат-магний технологиясында табиғи реагент қолданылады - MgCO3 магнезиті, сонымен қатар MgO оксиді және Mg(OH)2 гидроксиді сияқты магний қосылыстары. Пайдаланған кезде магний сульфаты түзіледі, ол целлюлоза және целлюлоза, қағаз және тоқыма өндірісі үшін шикізат болып табылады.

Суда магний қосылыстарының ерігіштігі төмен болғандықтан, бұл дезульфатизация технологиялық ерекшеліктері бойынша ылғал әктасқа жақын. Бірақ бірқатар технологиялық ерекшеліктер (сіңіргіштің ішкі беттерін өңдеудің болмауы және т.б.) оған салынатын капиталды айтарлықтай азайтады.

Сульфат-магний технологиясын ең алдымен табиғи реагенттің қайнарына жақын орналасқан жылу электр станцияларында қолданған жөн.

Магний сульфатын сатудан түскен табыс мемлекеттік электр станциясының қуатын тұрақты пайдалану арқылы бірнеше жылдар ішінде күкірттендіруге жұмсалған капиталды қалпына келтіруі мүмкін.

Сульфат-магнийді дезульфурациялауды төменгі қуаттылықтағы электр станцияларында да қолдануға болады, мысалы жылу электр станцияларында (өнімділігі 170 және 230 т/сағ қазандықтар); (өнімділігі 170 т/сағ қазандықтар); Оңтүстік Орал ГРЭС-те (қуаты 230 т/сағ қазандықтар), онда жергілікті Челябідегі күкірт мөлшері 0,93-1,17% болатын қоңыр көмір жағылады; Ливия мемлекеттік электр станциясында (қуаттылығы 500 т/сағ
қазандықтар), онда олар құрамында күкірт мөлшері 3,4% -ке дейінгі күкірт диатомды көмірді жағады.

Зерттеулер көрсеткендей, қазандықтардың агрегаттық қуаты төмендегенде, капиталды салымдарды өтеудің ақылға қонымды мерзімі сақталады.

Ылғалдандыру технологиясын бағалау қуыс сіңіргіштерді қолдануға негізделген. Тазаланған түтін газының сұйық реагентпен байланысын ұйымдастырудың заманауи әдістері реагенттің сіңіргішін суару үшін реагенттің мөлшері мен нақты шығынын едәуір төмендетеді. Ал бұл залалсыздандыруға жұмсалатын капиталды тағы 20-25% төмендетеді.

Кейбір отандық ЖЭО мазуттарды үнемі немесе жыл мезгілімен жағып отырады, олардың жану өнімдері күкірттің бастапқы құрамына және қазандықтың жылу шығуына байланысты күкірт диоксидінен 30-80% тазартылуы керек. Жанармай майын үнемі жағып отырғанда, дезульфурацияның ылғалды технологиялары қолданылады: әктас, аммиак,

магнезит. Оларды қолданудың маңызды шарты - бұл газдарды терең бөлу, өйткені мазуттың күлінде құрамында күкірттендіру процесіне теріс әсер ететін күйе мен ванадий пентоксиді бар. Қазандықтың жұмыс науқанының 20-30% -ына дейін мазутты маусымдық жағу кезінде қазандықты табиғи газдан мазутқа ауыстырған кезде қарапайым іске қосуға және өшіруге болатын арзан технологиялар ұсынылады. Мұнайды тазартуға арналған жабдық газ-майлы жылу электр станцияларының қысылған жағдайында орналастырылуы керек.

Ылғал газсыздандырудан кейінгі бензин газдарының температурасы дымқыл термометрдің температурасына тең, сондықтан олар
кейінгі газ жолының (мұржаны қоса) коррозиясының алдын алу үшін қыздырылады. Ол үшін ыстық ауаны, арнайы газ-газды және бу газды жылу алмастырғыштарды және басқа құрылғыларды қолданады. Тазартылған газдарды атмосфераға тастауды бу турбиналы конденсаторлардың айналымдағы суына салқындатқыш мұнаралар арқылы ұйымдастырудан бас тартуға болады, бұған шетелдегі бірқатар ірі энергетикалық қондырғылар сияқты.

Жылу электр станциялары мен қазандықтардың нақты жағдайлары үшін газсыздандыру технологиясын таңдау мүмкін нұсқаларды техникалық және экономикалық салыстыруға негізделген, ал оларды салыстырудың негізгі критерийі ретінде 1 тонна күкірт диоксидін ұстау құны алынады.

Түтін газын газсыздандыру энергияны өндірудің дәстүрлі технологиясын өзгертпейді және сатылымы электр станциясының экономикалық көрсеткіштерін жақсартатын құнды тауарлық өнімдерге (гипс, аммоний сульфаты және магний, аммоний сульфаты мен нитрат қоспасы) әкелуі мүмкін.

Жоғарыда аталған барлық әдістер жылу электр станцияларының түтін газдарын тек күкірт диоксидінен тазартуға мүмкіндік береді. Түтін газдарында 90-95% -ға азот оксидтері бар болсақ, олар аз мөлшерде осы агрегаттарға түседі. Себебі, азот оксидінің реактивтілігі күкірт диоксидінің реактивтілігіне қарағанда магнитудасы үш ретті төмен.

      1. 1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   24