ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 573

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

пирит СК және Sc сульфаты. Органикалық күкірт күрделі жоғары молекулалы салмақты органикалық отын қосылыстарының құрамына кіреді. Пирит күкірті - бұл металдармен (көбінесе FeS2 темір пириті) қосылыстар, ол отынның минералды бөлігі болып табылады. Сульфат күкірті отынның минералды бөлігінде сілтілі металл сульфаттары (CaS04 және MgS04) түрінде орналасады, сондықтан жану кезінде одан әрі тотығуға ұшырамайды және күлге айналады. Күкірт газ тәріздес отынның құрамына H2S күкіртсутегі немесе S02 күкірт диоксиді түрінде енеді. Жанармай майындағы күкірт, негізінен, күкірт қосылыстарында және аз дәрежеде H2S және элементар күкірт түрінде болады:
2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O FeS2 + 11O2 2FeO 3 + 8SO2

Содан кейін SO2-нің бір бөлігі (1–5%) жанармайдың тікелей жануы кезінде біртекті реакциялар кезінде SO3 күкірт ангидридіне тотықтырылады:
SO2 + O + M → SO3 + M
kat

SO2 + O2 → SO3
мұндағы М - кез-келген бөлшек немесе молекула.

Бу қазандарының жану құрылғыларында күкірт отындарын жағу кезінде күкірт оксидтерінің пайда болуы негізінен алаудың бастапқы бөлімінде жүреді. СО3 ең жоғары концентрациясы, тепе-теңдіктен бірнеше есе жоғары, қыздырғыштың жақын маңында байқалады. Жану өнімдеріндегі SO3 күкірт ангидридінің соңғы концентрациясы пайыздың мыңнан аспайды және жанармай құрамына, жану режиміне, қазандықтың дизайны мен жылыту беттерінің жағдайына байланысты.

Әдетте, SO2 көлемінің үлесі 97–99%, ал SO3 үлесі SOx
жиынтық кірісінің 1-3% құрайды. Қазандықтардан шыққан газдарда SO2 нақты көлемінің концентрациясы 0,08-ден 0,6% -ға дейін, ал SO3 концентрациясы 0,0001-ден 0,0080% -ке дейін.

Жанармай жағу процесінде күкірт тек SOx түрінде түтіндік газдарға ғана емес, ішінара қатты жану өнімдерімен: көмір жану кезіндегі күл мен шлакпен, мазутты жағу кезінде кокс пен күл шоғырымен байланысады. Сондықтан қазандықтың газ жолының ұзындығы бойындағы газдардағы SOx концентрациясы әр түрлі болуы мүмкін.
      1. 1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   24

Күкірт оксидтерінен түтін газдардың тазарту әдістері



Атмосфераға күкiрт оксидінің кіру мөлшері бастапқы отында күкiрт мөлшерiнен байланысты болады. Қатты отында күкірт 2 түрде кездеседі: Fe2S - колчедан күкiртi және FeS2 - пирит күкiртi.
6 кесте. Энергетикада пайдаланылатын отындардың күкiрттiлiгi

Тас көмір

SР= (0,3 ч6) %

Сланецтер

SР= (1,4 ч1,7) %

Торф

SР= 0,1 %

Мазут: аз күкіртті

күкіртті жоғары күкіртті

SР<0,5 % SР= 0,5 ч2 %

SР>2,0%

Дизельді отын

  1. гр. Sр 0,2% дейін

  2. гр. Sр 0,5% дейін

Қазанды-пешті отын: аз күкіртті

күкіртті


Sр 0,5%

Sр -1,1% дейін

Сланецті май

Sр 1% аспайды.


Атмосфераға күкiрттiқосылыстардыңшығаруларыназайтукелесiбағыттарбойыншажүруімү мкiн:

  1. жоғары күкiрттi отындардың пайдалануының шектелуi;

  2. жағу процесiн таңдау;

  3. отыннан күкiрттің алдын - ала шығаруы. Күкiртсіз отын 2-3 есе қымбат тұрады;

  4. түтiндік газдардан күкiрттi жою.

Күкірттен тазартудың 200 ден астам патенттелген тәсілдері бар.

Ең қарапайым тәсiл - сулы скрубберлерде сумен аулау, 10-15 % күкiрт ұсталынады:
Н2О + 2 = Н23
Күкiртоксидiненгаздардытазартудыңәдiстерi:

  • циклді (абсорбент регинирленіпциклғақайтыпкеледі, ал ұсталғанкүкіртдиоксидіқолданылады );

  • циклдікемес (сорбенттіңжәнебасқазаттардыңрегенациясыжүрмейді). Оданбасқатазартутәсілдеріқұрғақжәнеылғалдыболып бөлінеді. Сулыәктіәдiс- циклдiкемес. Газдыңтазартуын 90 %-кеқамтамасызетедi.


Бұлтәсілкүкіртқышқылыныңбейтараптануынанегiзделген, олсiлтiлiкреагенттермен 2–ніңеруінәтижесiндепайдаболады.
Са(ОН)2 + 2 СаSО3↓ + Н2О (ізбес)

СаСО3 + SО2 → СаSО3 + СО2 ↓СаSО4(ізбестеу)
Түтiндікгазжылытқыштанкейінкүлжинағышқа,содансоңкүкірттігаздантаз артуүшінтүтiнсорғышарқылыскруббергебағытталады.(7-шiсурет)


7 Сурет. Күкiрт тазартудың ылғалды тәсiлiнің сұлбасы
1 - бүріккіш; 2 - жылытқыш; 3 - скруббер; 4 - суспензия дайындау багі; 5 – аралық сыйымдылық.
Скруббер сумен таралады, құрамында ұсақ ұнтақталған әкпен бейтараптану өнімдері болады. Тазартылған газдар бүріккіште шашыратқыш қоспадан босап, жылу алмастырғышта жылытылып, түтіндік құбыр арқылы атмосфераға лақтырылады. Скрубберден төгілген қышқыл сұйықтыққа таза сұйық қосылады.Уақыт өте келе шашырайтын сұйықтықта кальций сульфитінің кристалы мен ұшқыш күлдің қалдығы жиналады. Қатты бөлшектердің концентрациясы сұйықтық массасынан 10-15 % жеткенде, суспензияның бір бөлігі циклдан күл шығарғышқа апарылады.

Барлық ылғалды тазарту әдістері кезінде кететін газдардың температурасы 130°С-дан 50°С дейiн төмендейді. Газдардың жылытуы түтіндік құбырдан газдардың шығысынан кейін ыдырауды қамтамасыз ету үшін тазартылмаған газдардың жылытуы арқылы жүреді.

Тәсiлдiң кемшiлiктерi: кальций сульфиді құбырларды гипстайды; скрубберді суғаратын суспензия тамшылары өлшенетін бөлшектерден тұрады; үлкен инвестициялық шығындар; үлкен алынатын аудан.

Сулы - құрғақ әдiс – циклді емес тәсіл, оның негізіне түтiндік газдардан күкіртті газдардың жұтуы жатады. Тәсілдің тиімділігі 90 %
-дан асады.

Әдiстiң айырмашылық ерекшелiгi: процесте әкті сүттің толық булану үшін көп мөлшері қатысады.

Реакцияның құрғақ өнiмдерi шаңкүлұстағышта (8-шi сурет) тұнып қалады, ал күкіртті газдан тазартылған газдар түтіндік құбырға өтеді. 8 түйінде қоспа термиялық қышқылданумен соңғы өнімге өңделеді яғни, құрылыс материалына.

Артықшылықтары: өнімді құрғақ күйінде алу, ағынды сулардың болмауы, реагенттің жоғары дәрежеде қолданылуы әктің, бірқалыпты аэродинамикалық кедергі.

Кемшіліктері: қымбат тәсіл, себебі тек жоғары сапалы әк қолданылады; қондырғы көп орынды алады; реагенттің дәл мөлшерлігінің қажеттілігі.



8 Сурет. Күкiрт оксидтерiнен ылғалды-құрғақ тәсілмен тазартудың сұлбасы
1 – температурасы 130-150оС болатын кететін түтіндік газдар; 2 - газдарды алдын ала тазалау үшiн күлұстағыш; 3 - кептiргiш - реактор; 4 - аралық сыйымдылық; 5 - ұшпа күл; 6 - әктiң ерiтiндiсiн беру; 7 – шаңкүлұстағыш; 8 – соңғы өнімге кальций сульфиті мен сульфат қоспасының термиялық өңдеуінің түйіні; 9-соңғы өнiм; 10 - тазаланған түтiндік газдар.
Құрғақ әкті әдiс - ең қарапайым және ең кіші капитал жұмсауларды талап етеді.

Әдiстiң мәні: берілген отында күкірттің стехеометриялық құрамын шамамен 2 еседен арттыратын ізбестас (СаСО3 ) немесе доломит (СаMg(CO3)2) қосылуы.
Жанарғы: СаСО3 → СаО+ СО2 СаО + 2 + О2 СаSО4


9