Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Технологии сероочистки дымовых газов
Для связывания диоксида серы из дымовых газов предложено более 400 способов, основанных на различных химических и физических принципах.
Основное место в мировой практике сероочистки дымовых газов занимают технологии с использованием кальцита и извести.
Используются регенеративные технологии являются : аммиачно - циклическая, магнезитовая циклическая, двойная щелочная.
Для малой и средней сероочистки возможно применение золоуловителей - электрофильтров, рукавных фильтров и скрубберов различной конструкции.
В данной работе будет рассмотрен известковый метод очистки дымовых газов, который применяется в нескольких технологиях.
3.1 Сухие технологии
Все сухие способы сероочистки основаны на вводе в дымовые газы сухого реагента в тонко диспергированном (размолотом) виде. Так в твердом веществе не происходит перемешивания, хемосорбция проходит только на поверхности частиц. Поэтому внутри частицы всегда остается большое количество непрореагировавшего реагента. Этим обусловлена необходимость тонкого помола реагента: чем тоньше помол, тем больше поверхность его контакта с дымовыми газами.
Степень измельчения реагента прямо влияет на стоимость реагента: чем тоньше помол, тем больше расход энергии и тем более сложную схему необходимо применить. Это значит, что и эксплутационные, и капитальные затраты в систему приготовления реагентов возрастают, что удорожает реагент.
Существуют два направления сухой сероочистки:
l получение реагента из вводимого в дымовые газы вещества с последующим взаимодействием полученного реагента с диоксидом серы дымовых газов;
l ввод в дымовые газы готового реагента, который сразу же начинает связывать диоксид серы.
К первому случаю относится известняк, ко второму - известь и сода.
Рассмотрим сухую известковую технологию.
Используется тонко размолотая известь - негашеная CaO или гашеная Ca(OH)2, которую вводят в конвективную шахту котла в зону температур примерно 850 0C.
Реагент связывает диоксид серы:
СаO + SO2 + 1/2 O2 CaSO4:
Ca(OH)2 + SO2 CaSO*1/2H2O + 1/2H2O
В зависимости от применяемой извести получают безводный или полуводный гипс.
Она состоит из силоса 1 хранения размолотой извести, расходного бункера 2, системы 3 пневмотранспорта извести, которую вводят перед конвективной шахтой котла и ее распределение в объеме газов.
Установка работает следующим образом. Размолотую известь из станционного силоса подают в расходный бункер, а из последнего в конвективную шахту котла. Частицы извести под действием тепла дымовых газов разлагаются с образованием активной извести. При обжиге частицы извести за счет выделения СO2 становятся пористыми и рыхлыми, что обусловливает большую поверхность их контакта с дымовыми газами. Известь взаимодействует с SO2, начиная с температуры газов около 8500C. При температуре газов примерно 5000C связывание диоксида серы прекращается и летучая смесь золы с отходами сероочистки уходит с дымовыми газами в золоуловитель. В результате реакции образуется гипс.
3.2 Мокро - сухие технологии
Технология сероочистки называется мокро - сухой, если реагент вводится в дымовые газы в виде тонко диспергированной жидкости (водной суспензии или водного раствора) и вода под действием тепла дымовых газов испаряется; в результате на выходе из абсорбера прореагировавшее вещество существует в сухом виде.
При этом имеет место реакция с образованием сульфита кальция:
Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 + H2O.
Ввод реагента в жидком виде ускоряет процесс сорбции, поскольку в воде и реагент, и диоксид серы присутствуют в ионной форме, что ускоряет их взаимодействие по сравнению с сухими технологиями и снижает избыток реагента. Структурная схема мокро - сухого известкового способа представлена на рисунке 2.
Рис.2. Схема мокросухого способа очистки дымовых газов от SO2. 1 - катализатор, 2 - РВП, 3 - электрофильтр, 4,7 - дымососы, 5 - абсорбер, 6 - тканевый фильтр, 8 - подогреватель, 9 - дымовая труба, 10 - питательная воды, 11 - пар, 12 - угольная пыль, 13 - зола, 14 - воздух, 15 - впрыск аммиака, 16 - летучая зола, 17 - известь, 18 - вода, 19 - продукты реакции)
К преимуществам МСС относятся:
1) простота технологической схемы;
2) меньшие капитальные затраты;
3) меньший расход тепловой энергии на подогрев дымовых газов по сравнению со схемой мокроизвестнякового способа;
4) отсутсвие сточных вод.
Недостатками способа являются:
1) значительное энергопотребление (3 - 6% мощности ТЭС);
2) повышенный расход дорогих реагентов (извести);
3) низкое качество сухих отходов (отсутствие гипсовых вяжущих веществ);
4) необходимость установки системы очистки дымовых газов от твердых частиц (продуктов реакции) после абсорбера.
Из - за этих недостатков МСС получил ограниченное применение.
3.3 Мокрые технологии
В мокрых технологиях сероочистки дымовые газы интенсивно промывают водной суспензией или водным раствором извести, что обеспечивает диссоциацию водой реагента на ионы. При промывке газов, улавливаемый диоксид серы растворяется в воде и также переходит в ионную форму. Это максимально ускоряет его связывание реагентом.
Количество орошающей воды, содержащей реагент, обычно велико, так что теплом дымовых газов можно испарить только небольшое количество воды - не более 0,5%. При этом дымовые газы сильно охлаждаются. Это является причиной того, что в мокрых технологиях очищенные дымовые газы обязательно дополнительно нагревают, чтобы избежать коррозии последующего газового тракта, включая дымососы и дымовую трубу.
Рассмотрим мокрую известковую технологию. Она основана на связывании оксидов серы SO2 и SO3 водной суспензией извести с образованием сульфита кальция и последующим его окислением до двухводного сульфата (гипса).
Схема мокрой известковой установки сероочистки показана на рисунке 3.
Рис.3. Принципиальная схема мокрой известковой сероочистки
Она состоит из абсорбера 1 с несколькими ярусами орошения 2 и брызгоуловителем 3; насосов 4 циркуляции известковой суспензии; сборно - окислительной емкости 5; узла 6 принудительного окисления сульфита; нагревателя 7 очищенных газов; системы гидроциклов 8; узла 9 обезвоживания гипса; узла 10 нейтрализации и очистки сточных вод; силоса 11 извести; установки 12 гашения извести; узла 13 приготовления известковой суспензии.
Установка работает следующим образом. Обеспыленные до 50-100мг/нм дымовые газы поступают в абсорбер. Абсорбер одноступенчатый с противоточным движением жидкости и газов, газы вводятся в нижнюю его часть над поверхностью жидкости в сборно - окислительной емкости. Очищенные газы пропускают через брызгоуловитель для выделения из них капельной влаги, после чего нагревают на 20 - 25 0С и выбрасывают в атмосферу. Суспензия из абсорбера попадает в сборно - окислительную емкость, куда вводят воздух для принудительного окисления сульфита кальция в сульфат (двухводный гипс). Туда же вводят известковую суспензию для связывания. Вводом суспензии регулируют pH циркулирующей жидкости, чем предотвращают образование в абсрбционной зоне трудноудаляемых сульфит - сульфатных отложений.
Суспензию из сборно - окислительной емкости попадают в абсорбер насосами циркуляции и разбрызгивают по объему аппарата механическими форсунками разной конструкции. Пуск сероочистки в работу состоит также и в получении кристаллов гипса необходимого размера, обычно 100 мкм, что обеспечивает эффективную работу узла обезвоживания гипса. Кондиционную гипсовую суспензию пропускают через одну - две ступени гидроциклов, где от нее отделяют мелкие частицы гипса и непрореагировавшие частицы извести, которые вместе с жидкостью возвращаются в абсорбер. Эти частицы имеют большую поверхность, что делает их предпочтительными центрами кристаллизации растворенного сульфата кальция, благодаря этому дополнительно снижается вероятность образования отложений на внутреннем оборудовании абсорбера. Обогащенную крупными кристаллами гипса суспензию обезвоживают в вакуумных фильтрах ленточного или барабанного типа. Фильтрат также возвращают в установку. Если сжигаемый уголь содержит хлор, то часть жидкости выводят из абсорбера для сохранения заданной концентрации хлоридов в жидкости, поскольку их избыток тормозит процесс сероочистки дымовых газов. Сточные воды (обычно фильтрат) нейтрализуют и освобождают от тяжелых металлов, после чего сбрасывают в природные водоемы. Мокрая известковая сероочистка занимает второе место в мировой практике по распространению на тепловых электростанциях вследствие меньших размеров и стоимости оборудования и более низких эксплутационных расходов по сравнению с мокрой известняковой технологией. Но работа с известью требует соблюдения определенных правил безопасности для исключения ее воздействия на окружающую среду и здоровье населения.