ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 586
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
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
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
Аммиак-сульфат технологиясы келесімен қызықты:
Көмір электрстанцияларындағы күкірт диоксидының шығындыларын азайту
ЖЭО-дағы қоқыс суының таралуы арқылы күкірт қышқылының эмиссиясын азайту
3+SO2+H2O=2NaHSO3
СО2 сода ерітіндісімен сіңіру процесі оралған немесе көпіршікті типтегі аппараттарда жүзеге асырылады. Газ екі мұнара қатарынан өтеді, олардың біріншісі NaHSO3 ерітіндісімен, екіншісі – Na2SO3 ерітіндісімен суарылады. Сода әдісі бір уақытта сатылатын NaHSO3 және Na2SO3 тұздарын алу кезінде SO2-ден шығатын газдарды жақсы тазартуды қамтамасыз етеді.
Натрий тұздарының сулы ерітінділерін қолдануға негізделген әдістердің артықшылығы жоғары тазалық тиімділігі, сіңіргіште қатты компоненттердің болмауы және халық шаруашылығы үшін құнды заттарды қалдықтар ретінде шығару болып табылады.
Бұл әдістердің кемшіліктері сорбенттің қосымша шығындарына әкелетін сорбция және регенерация цикліндегі тұздардың жоғарылауын қамтиды; сорбенттің салыстырмалы тапшылығы; технологиялық схеманың күрделілігі; циклдік процестерде регенерация үшін бу шығынын арттыру; сіңіргіштің коррозиялық белсенділігінің жоғарылауы.
Қышқылдық каталитикалық әдістер. Қышқыл-каталитикалық әдіс әлсіз күкірт қышқылын алуға негізделген (10-15 вт.%), Қолдану шектеулі, сіңіру аймағында. Әдістің кемшіліктері оны өнеркәсіпте кеңінен қолдануға кедергі болды, күкірт қышқылының ерітінділеріндегі SO2-нің төмен тотығу жылдамдығы, әр түрлі катализаторларды қолданғанына қарамастан, сонымен қатар органикалық қоспаларды, мысалы, ЖЭО газдарында болатын қоспалардың әсерінен катализаторлардың белсенділігінің күрт төмендеуі.
Қышқыл-каталитикалық әдіс вариациясы озон-каталитикалық әдіс болып табылады, оның мәні күкірт қышқылы ерітіндісіндегі күкірт диоксиді мен оттегінің катализатордың (марганец) және озонның қатысуымен әрекеттесуі болып табылады. Бұл әдіс концентрациясы 30–40 вт күкірт қышқылын
алуға мүмкіндік береді. Сору циклінде ол шектеулі қолданылғанымен, оны негізгі өндірісте күкірт қышқылы қондырғыларынан шыққан газдарды тазарту жағдайында қолдануға болады.
Күкірт диоксидін қатты қоқыспен сіңіру. Шығарылатын газдардан SO2 тазартудың дымқыл әдістерінің кемшіліктері (шығарылатын газ ағынын температураны төмендету және ылғалдандыру, жабдықтардың коррозиясы, қондырғылардың күрделі және жоғары шығындары) газды шықтан жоғары температурада SO2 газ ағындарынан сіңіруге негізделген процестердің дамуын қажет етті. . Жақында мұндай жұмыс индустриалды дамыған барлық елдерде кеңінен жүргізілді. Көптеген зерттеушілер құрғақ процестерді пайдаланылған газдарды тазарту үшін, әсіресе энергетика және түсті металлургия үшін өте перспективалы деп санайды.
Құрғақ газды тазарту қондырғыларын салудың күрделі құны әдетте төмен, сондықтан пайдалану шығындары көбінесе айтарлықтай болады. Сорбенттердің қалпына келуі және шығарылатын газдарды сіңіретін
материалдың шаңынан тазарту жағдайлары құрғақ процесстермен бірге ылғалды циклдер қолданылатын аралас процестердің пайда болуымен байланысты.
Кокске және активтендірілген көмірге SO2 адсорбциясын алу әдістері. Соңғы уақытқа дейін SO2 шығарылған газдарды көміртекті қоқыс жинағыштармен тазартудың адсорбциялық әдістері аз нәтиже деп саналды, дегенмен SO2-ге қатысты активтендірілген көмірдің сіңіру қабілетін зерттеу ұзақ уақыт бойы жүргізілген. Соңғы зерттеулер күкірт диоксидін су буы мен оттегі болған жағдайда көміртегі қоқысымен байланыстыру механизмін егжей-тегжейлі зерттеді және жылу электр станцияларының, металлургиялық және күкірт
зауыттарының сарқынды газдарынан SO2 шығару үшін белсендірілген көмір мен коксты үнемді пайдалану мүмкіндігі дәлелденді.
Бүгінгі таңда сорбенттің қозғалмалы және қозғалмалы қабаттарын пайдаланып газды тазартудың бірнеше әдістері ұсынылды және әртүрлі қуаттылықтағы пилоттық өнеркәсіптік зауыттарда сыналды. Атап айтқанда, біздің елімізде түйіршікті көмір сорбентінің сұйықталған төсегінде SO2-ден шығатын газдарды тазарту әдісі ұсынылды және зертханада өңделді.
Көмір сорбенттерін қолданудың барлық әдістері қарапайым және жан- жақты, яғни оларды кез-келген өндірістің газдарын тазарту үшін қолдануға болады, олар тұрақты немесе мерзімді SO2 шығарады.
Осы әдістердің көпшілігінің артықшылығы - ыстық (100°C-тан жоғары) газдарды тазарту мүмкіндігі. Сорбентті қалпына келтіру әдісіне байланысты кемшіліктер сорбентті көп тұтыну немесе қалдық ретінде сұйылтылған, қатты ластанған күкірт қышқылын шығару болып табылады, оны сату қиын, ал өңдеуге қосымша қаржы қажет.
Сорбенттің сұйылтылған қабатындағы газды тазарту.Бастапқы газ қоспасы SO2 сіңірілетін түйіршікті көміртегі сорбентінің сұйықталған қабатыбар көпбұрышты адсорберге құйылады. Тазартылған газдар циклонға түседі, онда күл бөлшектер бөлініп, атмосфераға шығады. Жаңа сорбент өлшеуіш көмегімен адсорбердің жоғарғы сөресіне беріледі. Сорбентті сөреден сөреге жылжыту үшін тасымалдау құрылғылары қолданылады.
Сульфатты ангидридпен қаныққаннан кейін, адсорбенттің төменгі сөресінен сорбент ауырлық күшімен бункерге ағады, ол жерден сорбентті беру реттегіші арқылы десорберге беріледі. Соңғысы - сыртқы болаттан жылытылатын тік болат цилиндр тәріздес. Ол қозғалмалы сорбент қабатында
термиялық десорбцияны жүзеге асырады, оған қарсы SO2 шығару жақсы алдын-ала қыздырылған инертті газ немесе су буымен қамтамасыз етіледі.
Шоғырланған SO2-ні қалдықтар ретінде алу үшін инертті газ SO2 десорбциясымен бірге газды үрлегіш көмегімен стриптизер арқылы жіберіледі. Айналымдағы газдың температурасы жылытқышпен қажетті деңгейде ұсталады.
Айналымдағы газдың бір бөлігі күкірт диоксидімен қанықтырудың жеткілікті дәрежесінде өңдеуге бөлінеді. Тиісінше, таза инертті газдың
бірдей мөлшері айналым цикліне үздіксіз қосылады. Регенерация әдісімен құрамында 40-50% SO2 бар газсыз газ алуға болады.
Қажет болса, десорбциядан кейін сорбент ұсақ фракцияларды тастау үшін механикалық елекке кіреді, содан кейін ол лифтпен контейнерге түсіп, қайтадан қанықтырылады. Сорбент шығынын өтеу үшін жүйеге жүйелі түрде жаңа сорбенттің қажетті мөлшері қосылып отырады.
СКТД-1 көмірі (құрамында күкірт мөлшері жоғары өндірістің біреуі қалдықтары) және жартылай кокс пилоттық зауытта сорбенттер ретінде сыналды.Бастапқы газ қоспасындағы SO2 мөлшері 0,18-ден 0,20% -ке дейін ауытқиды, газдың ылғалдылығы 100 г / м3. Сұйытылған қабаттың көмегімен SO2 бойынша тексерілген көмірдің сыйымдылығы сәйкесінше 23,2 құрады; 15,8 және 7,1%.Өткізілген сорбент регенерация температурасына дейін қыздырылған су буымен немесе азотпен үрлеу арқылы 400-450°С температурада қалпына келтірілді. Сорбенттің регенерациясы кезінде күкірт диоксиді (бастапқыдан 96-97%), 2-4% күкіртсутегі мен 0,1-0,3% күкірт ангидриді қосылды.
СКТД-1 активтендірілген көмірді адсорбент ретінде пайдалану кезінде 1 тонна күкірт диоксидін алу үшін айналым жүйесі арқылы 5-6 г көмір өту қажет болады. Сонымен қатар бастапқы SO
2 мөлшері 0,2% болатын 200-250 мың мВ газ тазартылады.
Бұл схеманың артықшылығы - шаңды газдарды тазарту мүмкіндігі (200°C дейін). Газдағы күл сұйық төсек адсорберінде сақталмайды. Тазалаудан кейін газ жоғары температураны сақтайды, оның көтеру күші маңызды және ол атмосфераға тасталғаннан кейін оңай таралады.
Газда шайырлы заттар болған кезде сорбенттің сіңу қабілеті оның ластануына байланысты біртіндеп төмендейді. Бұл жағдайда сорбенттің бір бөлігі регенерация үшін алынып тасталуы керек. Соңғысын сорбентті тиісті еріткіштермен жуып, содан кейін ыстық буды үрлеу арқылы жүргізуге болады. Әдістің кемшіліктері сіңіруге байланысты сорбентті көп тұтынуды қамтиды.
Түтін газын SO2-ден тазарту әдісі химиялық (пассивті) және технологиялық (белсенді) болып бөлінуі керек.Тазалаудың химиялық әдістерін циклдік (жабық) деп бөлуге болады, онда адсорбент (қатты немесе сұйық зат сіңіретін) реттеледі және циклге сіңеді, ал ұсталған күкірт диоксиді және адсорбент пен басқа заттар қалпына келмейтін циклдік емес (ашық) қолданылады.
Сонымен қатар, газсыздандыру әдістері құрғақ және дымқыл болып бөлінеді.Сондай-ақ, циклдік тазарту әдістері циклдік емес нұсқалардың операциялық шығындарынан едәуір қымбат екенін атап өткен жөн.
Көптеген елдерде әлі күнге дейін шығарындыларды бақылау жүйесі жоқ. Сондықтан жақын болашақта SO2 шығарындыларын азайту бойынша айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізу мүмкін емес.
Жанармай құрамындағы күкірт SOx күкірт оксидінің түзілу көзі болып табылады: күкірт диоксиді SO2 және күкірт диоксиді SO3 ангидридтері. SOx- тың жалпы массалық шығарылуы тек Sr-дің күкірт құрамына байланысты.
Қатты отындардағы күкірт үш түрде болуы мүмкін: органикалық соп,
СО2 сода ерітіндісімен сіңіру процесі оралған немесе көпіршікті типтегі аппараттарда жүзеге асырылады. Газ екі мұнара қатарынан өтеді, олардың біріншісі NaHSO3 ерітіндісімен, екіншісі – Na2SO3 ерітіндісімен суарылады. Сода әдісі бір уақытта сатылатын NaHSO3 және Na2SO3 тұздарын алу кезінде SO2-ден шығатын газдарды жақсы тазартуды қамтамасыз етеді.
Натрий тұздарының сулы ерітінділерін қолдануға негізделген әдістердің артықшылығы жоғары тазалық тиімділігі, сіңіргіште қатты компоненттердің болмауы және халық шаруашылығы үшін құнды заттарды қалдықтар ретінде шығару болып табылады.
Бұл әдістердің кемшіліктері сорбенттің қосымша шығындарына әкелетін сорбция және регенерация цикліндегі тұздардың жоғарылауын қамтиды; сорбенттің салыстырмалы тапшылығы; технологиялық схеманың күрделілігі; циклдік процестерде регенерация үшін бу шығынын арттыру; сіңіргіштің коррозиялық белсенділігінің жоғарылауы.
Қышқылдық каталитикалық әдістер. Қышқыл-каталитикалық әдіс әлсіз күкірт қышқылын алуға негізделген (10-15 вт.%), Қолдану шектеулі, сіңіру аймағында. Әдістің кемшіліктері оны өнеркәсіпте кеңінен қолдануға кедергі болды, күкірт қышқылының ерітінділеріндегі SO2-нің төмен тотығу жылдамдығы, әр түрлі катализаторларды қолданғанына қарамастан, сонымен қатар органикалық қоспаларды, мысалы, ЖЭО газдарында болатын қоспалардың әсерінен катализаторлардың белсенділігінің күрт төмендеуі.
Қышқыл-каталитикалық әдіс вариациясы озон-каталитикалық әдіс болып табылады, оның мәні күкірт қышқылы ерітіндісіндегі күкірт диоксиді мен оттегінің катализатордың (марганец) және озонның қатысуымен әрекеттесуі болып табылады. Бұл әдіс концентрациясы 30–40 вт күкірт қышқылын
алуға мүмкіндік береді. Сору циклінде ол шектеулі қолданылғанымен, оны негізгі өндірісте күкірт қышқылы қондырғыларынан шыққан газдарды тазарту жағдайында қолдануға болады.
Күкірт диоксидін қатты қоқыспен сіңіру. Шығарылатын газдардан SO2 тазартудың дымқыл әдістерінің кемшіліктері (шығарылатын газ ағынын температураны төмендету және ылғалдандыру, жабдықтардың коррозиясы, қондырғылардың күрделі және жоғары шығындары) газды шықтан жоғары температурада SO2 газ ағындарынан сіңіруге негізделген процестердің дамуын қажет етті. . Жақында мұндай жұмыс индустриалды дамыған барлық елдерде кеңінен жүргізілді. Көптеген зерттеушілер құрғақ процестерді пайдаланылған газдарды тазарту үшін, әсіресе энергетика және түсті металлургия үшін өте перспективалы деп санайды.
Құрғақ газды тазарту қондырғыларын салудың күрделі құны әдетте төмен, сондықтан пайдалану шығындары көбінесе айтарлықтай болады. Сорбенттердің қалпына келуі және шығарылатын газдарды сіңіретін
материалдың шаңынан тазарту жағдайлары құрғақ процесстермен бірге ылғалды циклдер қолданылатын аралас процестердің пайда болуымен байланысты.
Кокске және активтендірілген көмірге SO2 адсорбциясын алу әдістері. Соңғы уақытқа дейін SO2 шығарылған газдарды көміртекті қоқыс жинағыштармен тазартудың адсорбциялық әдістері аз нәтиже деп саналды, дегенмен SO2-ге қатысты активтендірілген көмірдің сіңіру қабілетін зерттеу ұзақ уақыт бойы жүргізілген. Соңғы зерттеулер күкірт диоксидін су буы мен оттегі болған жағдайда көміртегі қоқысымен байланыстыру механизмін егжей-тегжейлі зерттеді және жылу электр станцияларының, металлургиялық және күкірт
зауыттарының сарқынды газдарынан SO2 шығару үшін белсендірілген көмір мен коксты үнемді пайдалану мүмкіндігі дәлелденді.
Бүгінгі таңда сорбенттің қозғалмалы және қозғалмалы қабаттарын пайдаланып газды тазартудың бірнеше әдістері ұсынылды және әртүрлі қуаттылықтағы пилоттық өнеркәсіптік зауыттарда сыналды. Атап айтқанда, біздің елімізде түйіршікті көмір сорбентінің сұйықталған төсегінде SO2-ден шығатын газдарды тазарту әдісі ұсынылды және зертханада өңделді.
Көмір сорбенттерін қолданудың барлық әдістері қарапайым және жан- жақты, яғни оларды кез-келген өндірістің газдарын тазарту үшін қолдануға болады, олар тұрақты немесе мерзімді SO2 шығарады.
Осы әдістердің көпшілігінің артықшылығы - ыстық (100°C-тан жоғары) газдарды тазарту мүмкіндігі. Сорбентті қалпына келтіру әдісіне байланысты кемшіліктер сорбентті көп тұтыну немесе қалдық ретінде сұйылтылған, қатты ластанған күкірт қышқылын шығару болып табылады, оны сату қиын, ал өңдеуге қосымша қаржы қажет.
Сорбенттің сұйылтылған қабатындағы газды тазарту.Бастапқы газ қоспасы SO2 сіңірілетін түйіршікті көміртегі сорбентінің сұйықталған қабатыбар көпбұрышты адсорберге құйылады. Тазартылған газдар циклонға түседі, онда күл бөлшектер бөлініп, атмосфераға шығады. Жаңа сорбент өлшеуіш көмегімен адсорбердің жоғарғы сөресіне беріледі. Сорбентті сөреден сөреге жылжыту үшін тасымалдау құрылғылары қолданылады.
Сульфатты ангидридпен қаныққаннан кейін, адсорбенттің төменгі сөресінен сорбент ауырлық күшімен бункерге ағады, ол жерден сорбентті беру реттегіші арқылы десорберге беріледі. Соңғысы - сыртқы болаттан жылытылатын тік болат цилиндр тәріздес. Ол қозғалмалы сорбент қабатында
термиялық десорбцияны жүзеге асырады, оған қарсы SO2 шығару жақсы алдын-ала қыздырылған инертті газ немесе су буымен қамтамасыз етіледі.
Шоғырланған SO2-ні қалдықтар ретінде алу үшін инертті газ SO2 десорбциясымен бірге газды үрлегіш көмегімен стриптизер арқылы жіберіледі. Айналымдағы газдың температурасы жылытқышпен қажетті деңгейде ұсталады.
Айналымдағы газдың бір бөлігі күкірт диоксидімен қанықтырудың жеткілікті дәрежесінде өңдеуге бөлінеді. Тиісінше, таза инертті газдың
бірдей мөлшері айналым цикліне үздіксіз қосылады. Регенерация әдісімен құрамында 40-50% SO2 бар газсыз газ алуға болады.
Қажет болса, десорбциядан кейін сорбент ұсақ фракцияларды тастау үшін механикалық елекке кіреді, содан кейін ол лифтпен контейнерге түсіп, қайтадан қанықтырылады. Сорбент шығынын өтеу үшін жүйеге жүйелі түрде жаңа сорбенттің қажетті мөлшері қосылып отырады.
СКТД-1 көмірі (құрамында күкірт мөлшері жоғары өндірістің біреуі қалдықтары) және жартылай кокс пилоттық зауытта сорбенттер ретінде сыналды.Бастапқы газ қоспасындағы SO2 мөлшері 0,18-ден 0,20% -ке дейін ауытқиды, газдың ылғалдылығы 100 г / м3. Сұйытылған қабаттың көмегімен SO2 бойынша тексерілген көмірдің сыйымдылығы сәйкесінше 23,2 құрады; 15,8 және 7,1%.Өткізілген сорбент регенерация температурасына дейін қыздырылған су буымен немесе азотпен үрлеу арқылы 400-450°С температурада қалпына келтірілді. Сорбенттің регенерациясы кезінде күкірт диоксиді (бастапқыдан 96-97%), 2-4% күкіртсутегі мен 0,1-0,3% күкірт ангидриді қосылды.
СКТД-1 активтендірілген көмірді адсорбент ретінде пайдалану кезінде 1 тонна күкірт диоксидін алу үшін айналым жүйесі арқылы 5-6 г көмір өту қажет болады. Сонымен қатар бастапқы SO
2 мөлшері 0,2% болатын 200-250 мың мВ газ тазартылады.
Бұл схеманың артықшылығы - шаңды газдарды тазарту мүмкіндігі (200°C дейін). Газдағы күл сұйық төсек адсорберінде сақталмайды. Тазалаудан кейін газ жоғары температураны сақтайды, оның көтеру күші маңызды және ол атмосфераға тасталғаннан кейін оңай таралады.
Газда шайырлы заттар болған кезде сорбенттің сіңу қабілеті оның ластануына байланысты біртіндеп төмендейді. Бұл жағдайда сорбенттің бір бөлігі регенерация үшін алынып тасталуы керек. Соңғысын сорбентті тиісті еріткіштермен жуып, содан кейін ыстық буды үрлеу арқылы жүргізуге болады. Әдістің кемшіліктері сіңіруге байланысты сорбентті көп тұтынуды қамтиды.
Түтін газын SO2-ден тазарту әдісі химиялық (пассивті) және технологиялық (белсенді) болып бөлінуі керек.Тазалаудың химиялық әдістерін циклдік (жабық) деп бөлуге болады, онда адсорбент (қатты немесе сұйық зат сіңіретін) реттеледі және циклге сіңеді, ал ұсталған күкірт диоксиді және адсорбент пен басқа заттар қалпына келмейтін циклдік емес (ашық) қолданылады.
Сонымен қатар, газсыздандыру әдістері құрғақ және дымқыл болып бөлінеді.Сондай-ақ, циклдік тазарту әдістері циклдік емес нұсқалардың операциялық шығындарынан едәуір қымбат екенін атап өткен жөн.
Көптеген елдерде әлі күнге дейін шығарындыларды бақылау жүйесі жоқ. Сондықтан жақын болашақта SO2 шығарындыларын азайту бойынша айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізу мүмкін емес.
Жанармай құрамындағы күкірт SOx күкірт оксидінің түзілу көзі болып табылады: күкірт диоксиді SO2 және күкірт диоксиді SO3 ангидридтері. SOx- тың жалпы массалық шығарылуы тек Sr-дің күкірт құрамына байланысты.
Қатты отындардағы күкірт үш түрде болуы мүмкін: органикалық соп,