ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 1829

Скачиваний: 3

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

отынқұрамындағыкүкiртмөлшерiнентәуелді болады.Қатты отын (бурыл, тас көмiрлер, антрациттiк үгiндi, жанғыш тақтас жәнеторф) құрамында күкіртті келесі пішіндерде ұстай алады: колчедан Fe2S жәнепиритFeS2түрiнде,отынныңорганикалықбөлiгiндегімолекулалардыңқұрамындажәне минералды бөлiктегі сульфат түрінде.Жанудың нәтижесiнде күкiрттiң қосылыстары күкiрт оксидтеріне түрленедi,жәнеде99%шамасындаSO2 күкiрттiңқостотығын құрайды.Шығатынжерінебайланыстыкөмiрлердiңкүкiрттiлiгi0,3-6%,жанатынтақтатастыңкүкірттілігі 1,4-1,7 %,торфтыңкүкірттілігі 0,1%құрайды.Қазанда сынаптың, фтордың және хлордың қосылулары, газ тәрiздi күйдеболады. Қатты отындарды күл құрамында калий, уран, барийдың радиоактивтiизотоптарықатысаалады.БұлшығаруларЖЭСауданындарадиациялықжағдайларғаiсжүзiндеәсеретпейдi,бiржағынанолардыңжалпысаны,қуаттылығыбірдейАЭС-керадиоактивтiауатозаңыныңшығаруларынанартуымүмкiн.Сұйықотыннанжылуэнергетикадамазут,тақтатасмайы,дизельдiжәнежанғышотын қолданылады.Мазут күлiнің құрамына ванадий пентаоксиді V2O5 , сонымен бiрге Ni2O3,Al2O3,Fe2O3,SiO2,MgOжәнет.б.кiредi.Мазуттың күлдiлiгi 0,3 %аспайды.Сұйықотындапириттікүкiртболмайды.Мазуттакүкiрткөбінесеорганикалықбайланыстарэлементарлыкүкiртжәнекүкiртсутектүріндекездеседі(оныңқұрамыалынғанмұнайдыңкүкірттілігінентәуелдіболады).Оттықмазуттароныңқұрамындағыкүкіртмөлшерінебайланыстыазкүкiрттi,күкiрттi,көпкүкiрттiгежіктеледі.Дизельдіотынныңкүкiрттiлiгi-0,5% дейін.Жанғыш
отындакүкiрт1,1%-кедейiн.Тақтатасмайындакүкiрт 1%-данаспайды.Ең «таза» органикалық отын ретінде газ тәріздес отын жатады, өйткенi оныңтолықжануы кезінде азоттотықтарыNOпайда болады.Қатты отынды жағу кезінде ластану 1 деп қабылданады, бұл кезде газдыжағукезінде 0,2,алмазуттан– 0,6депқабылданады.Жылулықшығаруларэлектрстанциясыныңөзіненотындытұтынукезінде,сонымен қоса электр және жылуэнергиясының тұтынушысынан пайда болады.КЭСүшінжылулықэнергияның2/3бөлігіциркуляциялықсуменқоршағанортағакетеді,ал1/3бөлігіжылулықжәнеэлектрэнергиясынтұтынушысынабөлінеді.ЖЭОүшiнжылулықшығарулардың1/3бөлігінстанцияқұрайды,алжылулық энегрияның 2/3 бөлігі жылулық және электроэнергиясынтұтынушысынаберіледі.Есептеулеркөрсеткендей,жылубөлінулерэлектрстанциясындажанатынотынесебіненсияқты,отындыбасқадатұтынушылардансияқтыжылумөлшерінеқатыстыпланетаныңкүнрадиациясынаналынатынәліазболыпкеледі.Күнэнергиясынаналатынжылушығарулар0,02%құрайды,албарлықкөздерденатмосфераның температурасын 0,01оС жоғарылауын бередi. Қорытакелгенде,планетаныңқызуқаупікөмiрқышқылыныңқостотығыСО2атмосферағатүскенде,жылулықшығаруларғақарағандаедәуіржоғарыболады,дегенмен бұлекіфакторбірбағыттаәрекет етеді.Қалалардыңбасқафакторларменжылуменқамтамасызетуіоблыспенсалыстырғанда қаладағы температураны1-2оС жоғарылатады, бірақ оның қаупіжоқ.
    1. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

Жылу электр станцияларының түтін газдарындағы күкірт оксидтерінің қасиеттері

Күкіртоксиді-бұлкүкіртжәнеоттегідентұратынқарапайымзаттардыңқосындысы.Өзарабір-біріменSваленттілігіменкөрсетілгендәрежесімен ерекшеленетін,күкірт оксидтерінің үш түрі бар: SO (монооксидібар,күкіртмонототығы),SO2(күкіртдиоксидінемесекүкірттігаз)SO3(үшоксидінемесекүкірттіангидрид).Барлықаталғанкүкіртоксидтерініңтүрлері химиялықжәнефизикалықсипаттамаларыұқсас келеді [6].Күкірт – химиялық элементтердің басты топтптамасының VI бөлігінде(немесезаманауинысандағыХЭПЖ-ның15тобында)жәнеД.И.Менделеевтің(ХЭПЖ)химиялықэлементтердіңпериодикалықжүйесініңүшіншіпериодындаорналасқан.Күкіртатомықұрамындасыртқыэнергетикалықдеңгейінде2жұпталмағанэлектронжәнеекібөлінбегенэлектрондық жұптардан тұрады. Демек, атом күкірт құра алады 2 байланысбойынша айырбас механизмі және оттегі. Демек, күкірт атомы оттегі сияқтыалмасумеханизмімен2байланыстүзеалады.Алайда,оныңоттегіненайырмашылығы,бос3dорбитальғабайланыстыкүкіртатомықозғанэнергетикалықкүйінетүсеалады.Сонымен,қосылыстардағыкүкірттіңмаксималдываленттілігі–VI-кетең(оттегіненайырмашылығы).Соныменқатар,күкіртIV-валенттілікпенсипатталады.Күкіртатомыныңтотығужағдайы -2 ден +4 дейін. Тотығу сипаттамалары –2, 0, +4, +6. Кәдімгі күкіртқосылыстары1-кестеде келтірілген.1кесте.Валенттілігінебайланыстыкүкіртқоспалары

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: қыздырылғанкезде күкірт белсенді болады және тотықтырғыш немесе тотықсыздандырғышболуымүмкін.

  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.
SO2SO2 (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 3SP2S3
2P 5SP2S5
2SCCS2

(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




S H2  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.





SH2Oбу  2H2 SSO2

(8)
H2Sкүкірттісутек–бұлкүкіртпенсутегініңекілікқоспасыболыптабыладжәнеоларұшпасутегіқосылыстарынажатады.Суерітіндісіндекүкіртсутегіәлсізқышқылдыққасиеткеие.Олсульфидтерменгидросульфидтер түзеотырып,күштінегіздермен әрекеттеседі.H2Sкүкірттісутек-«-2»теңтотығукүйіндегікүкірттіңәсеріненөтекүштітотықсыздандырғыш. Ерітіндіде оттегіжетіспегендеH2Sбоскүкірткедейінтотығады (ерітіндібұлтты болады).



Артық оттегіде:

H2 SO2  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

SO2 SO2

  1. Сульфидтер мен күкіртсутектің жануы

2H2 S 3O2  2SO2  2H2O

(11)
(12)