Файл: SO2 sо3 Алматы, 2020.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 562

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



2CuS 3O2 2SO2 2CuO

(13)




  1. Сульфиттердің күшті қышқылдармен әрекеттесуі, мысалы, натрий сульфиті күкірт қышқылымен әрекеттеседі




Na2 SO3 H2 SO4 Na2 SO4 SO2 2H2O

(14)




  1. Белсенді емес металдарды концентрацияланған күкірт қышқылымен өңдеу, мысалы, мыс концентрацияланған күкірт қышқылымен әрекеттесуі




Cu 2H2 SO4 CuSO4 SO2 2H2O

(15)

Күкірт оксиді (IV) - бұл әдеттегі қышқыл оксиді. Тотығу күйіндегі күкірттің әсерінен «+4» тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың қасиеттерін көрсетеді.

  1. Қышқыл оксиді ретінде күкірт диоксиді сілтілермен және сілтілі және сілтілі жер металдарының оксидтерімен әрекеттеседі.

Мысалы, күкірт (IV) оксиді натрий гидроксидімен әрекеттеседі. Бұл жағдайда қышқыл тұз (күкірт диоксидінің артық мөлшері) немесе орташа тұз (сілті мөлшері көп) түзіледі


SO2 2NaOHизб Na2 SO3 H2O
SO2изб NaOH NaHSO3

(16)
(17)


Тағы бір мысал: күкірт (IV) оксиді негізгі натрий оксидімен әрекеттеседі
SO2 Na2O Na2 SO3

(18)




  1. Сумен әрекеттескенде SO2күкірт қышқылын түзеді. Сулы ерітіндідегі күкірт қышқылы көп мөлшерде оксид пен суға ыдырағандықтан, реакция қайтымды болып келеді.




SO2 H2O H2 SO3

(19)




  1. SO2 қалпына келтіретін қасиеттері айқын көрсетілген. Тотықтырғыш заттармен әрекеттескенде күкірттің тотығу дәрежесі артады.

Мысалы, күкірт оксиді катализаторда ауыр жағдайда оттегімен тотығады.

Реакция да өте қайтымды.

2SO2 O2 2SO3

Күкірт ангидриді бром суын түссіздендіреді

(20)


SO2 +Br2+2H2O→H2SO4+2HBr (21)

Азот қышқылы күкірт диоксидін өте оңай тотықтырады.

SO2+ 2HNO3 → H2SO4 +2NO2(22)

Озон сонымен бірге күкірт оксидін (IV) тотықтырады.

SO2+ O3→ SO3+ O2(23)

Күкірт диоксиді мен сульфит ионына сапалы реакциясы болып - калий перманганаты ерітіндісінің түссізденуі жатады

5SO2+2H2O +2KMnO4 →2H2SO4 + 2MnSO4+ K2SO4(24)

Қорғасын (IV) оксиді де күкірт диоксидін тотықтырады

SO2+ PbO2→ PbSO4(25)

  1. Күшті тотықсыздандырғыш заттардың қатысуымен SO2 тотығу қасиеттерін көрсете алады

Мысалы, күкіртсутекпен әрекеттескенде күкірт диоксиді молекулалық күкіртке дейін
азаяды

SO2 +2H2S→3S+2H2O (26)

Күкірт (IV) оксиді көміртегі оксиді мен көміртекті тотықтырады:

SO2 + 2CO→2CO2 + S (27)

SO2 + C→ S+ CO2(28)

Күкірт оксиді (VI) - қышқыл оксиді. Қалыпты жағдайда түссіз улы сұйықтық. Ауада «түтіндейді», ылғалды жақсы сіңіреді.

Алу әдістері. Күкірт оксиді (VI) күкірт оксидін (IV) оттегімен каталитикалық тотығу арқылы алынады

2SO2+O2 ↔2SO3(29)

Озон немесе азот оксиді (IV) сияқты басқа тотықтырғыш заттар да күкірт диоксидін тотықтырады.

SO2+ O3 →SO3 +O2(30)

SO2+ NO2→ SO3+NO (31)

Күкірт (VI) оксидін өндірудің тағы бір әдісі - темір (III) сульфатының ыдырауы
Fe2 (SO4)3→Fe2O3 + 3SO3(32)

Күкірт оксидінің (VI) химиялық қасиеттері

  1. Күкірт оксиді (VI) ылғалды сіңіреді және күкірт қышқылын қалыптастыру үшін сумен әрекеттеседі

SO3 + H2O →H2SO4(33)

  1. Күкірт ангидрид - қышқылдың әдеттегі оксиді, сілтілермен және негізгі оксидтермен әрекеттеседі.

Мысалы, күкірт оксиді (VI) натрий гидроксидімен әрекеттеседі. Бұл жағдайда орташа немесе қышқыл тұздар түзіледі.
SO3+2NaOH(артық)→ Na2SO4+H2O (34)

SO3+NaOH(артық)→NaHSO4(35)
Тағы бір мысал: күкірт оксиді (VI) оксидпен әрекеттеседі (балқу кезінде)

SO3+ MgO→MgSO4(36)

  1. Күкірт ангидриді өте күшті тотықтырғыш зат, өйткені оның құрамындағы күкірт максималды тотығу күйіне ие (+6). Ол калий йодиді, күкірт сутегі немесе фосфор сияқты тотықсыздандырғыш заттармен белсенді әрекеттеседі.

SO3+2KI →I2+ K2SO3(37)

3SO3+ H2S→4SO2+H2O (38)

5SO3 + 2P→ P2O5+ 5SO2(39)

Жылу электр станцияларында түтін газдарын күкірт оксидтерінен тазарту үшін құрамында күкірт қосылыстарына селективті түрде әсер ететін химиялық қосылыстары бар сарқынды суларды қолданған жөн.
      1. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

Күкірт оксидінің пайда болу шарты



SO2 күкіртті ангидрид концентрациясы мен SO3 күкіртті ангидрид арасындағы қарым-қатынас жану өнімдерінде қызудың құйрықтық беттеріндегі күкірт қышқылының тоттануын бақылау арқылы анықталады. Мысалы, қазандық газжүрісінде қатты отынды жағуды қазандықтан соң күкірт оксидінің концентрациясы SO2= 0,62%, SO3=0,63%.
3кесте. Қатты отынды жағатын кейбір электростанциялы аудандардағы SO2 концентрациясын үлестіру

Көрсткіш
ЭС-ға овн шығыны, т/сағ

580
260
252
180

1 Отын құрамындағы күкірт, %
0,85
0,44
2,4
2,3

2 Түтіндік құбыр биіктігі, м
120
105
120
150

3 Құбыр арақашықтығындағы SO2












концентрациясы, м












500
0,24
0,33
0,73
0,48

1000
0,23
0,38
0,51
0,6

1500
–
0,66
0,95
–

2000
0,3
0,31
1,06
0,7

3000
0,28
0,25
0,3
0,76

5000
0,17
–
–
0,6


SO3 мөлшері тек температура мен қышқыл мөлшерінен ғана емес, сонымен

Смотрите также файлы