Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (Тимонин А.С. - Инженерно-экологический справочник), страница 16

Из сушилки газосмесь сланца поступает в двухступенчатый циклон, где сухой сланец отделяется от сушильного агента. Из циклона сланец подается при помощи шнека в смеситель, в котором смешивастся с твердым теплоносителем — золой, имеющей температуру 800 — 850 'С. Выделение парогазовых продуктов термического разложения начинается в смесителе и продолжастся затем во вращающемся. барабанном рсакторс, где материал находится в течение !Π— 20 мин при тсмпсратурс 480 — 600 С. Из реактора продукты термического разложения (парогазовая смесь и полукокс) поступают для разделения.в пылевую камеру, в которой установлены две группы циклонов по четыре ступени в каждой. Отделившись от твердого остатка, парогазовые продук- 89 Глава 1.

Технология снижения содержания 5'Ог в выбросах промышленной теплоэнергетики 000 "С В атмо- с4>ерш!50 С 0 Паааеаюба смесь Сяанеч о,~> ваяддх 600'С 10 000 "С Зала В авх Рис. !.!. Технологическая схема термической переработки Прибалтийского сланца в агрегате УТТ-3000: 1 — аэрофоцтапцая сушилка; 2 — циклоп сухого сланца; 3 — смсситсль; 4 — барабанный рсак- тор; 5 — пылсвая камера; 6 — аэрофоцтацная топка; 7- байпас; 8 — циклоп тсплоиоситсля; р— зольпый циклоп; 10 — котсл-утилиэатор; 11 — эольпый тсплообмсппик 90 гы направляются в конденсаторы, а полукокс подастся шнеком в технологическую аэрофонтанную топку б для дожигания, которое осуществляется в потоке воздуха, транспортирующего твердую Фазу.

Крупныс частицы теплоносителя выделяются в циклоне 8 и затем возвращаются в реактор. Избыточное количество золы, уловленной в циклоне, направляется в зольный геплообмснник для подогрева воздуха. Избыточное тепло дымовых газов используется в котле-утили- заторе, в котором вырабатывается пар, имеющий параметры 3,94 МПа (40 кг с/см') и 440 С.Дымовыс газы поступают в топку котла-утилизагора при температуре 800 †8 'С. Иля дожигания продуктов неполного сгорания, содержашихся в дымовых газах, в топку подается со- ответствующее количество окислителя (дутьевого воздуха), нагрстого до 440 С. Из котла-утилизатора топочные газы направляются в сушилку, и технологическая схема замыкается, Выбросами являются: зола из теплообменника 11, направляемая в золоотвал, и практически инертные газы, покидающие циклон 2 с температурой до 150 'С. Тепловой КПД процесса достаточно высок, так как при использовании попутных (вторичных) ресурсов (избытков тепла) может быть доведен до 87 — 90 %, считая по низшей теплоте сгорания сланца.

В товарные продукты термического разложения данным путем можно перевести до 77— 79 % химически связанного тепла исходного сланца. Основная часть топливных продуктов (70 % по теплу) передастся потребителю (ТЭС) Часть 11. Технологические решения по обезвреживаишо вредных вешеств в газовых выбросах в виде жидкого топлива через склад и только 30 % — в виде газа, поступающего в газопровод, Такое распределение топливных продуктов обеспечивает возможность работы парогенераторов по графику потребления энергии без нарушения работы сланцепсрерабатывающих агрегатов и при наличии постоянного резерва жидкого топлива на складе. Кроме вышеперечисленных преимуществ метод имеет еще следующие положительные стороны: обеспечивает возможность создания крупных автоматизированных агрегатов, перерабатывающих ! млн. т сланца в год и более; обеспечивает переработку всего добываемого сланца, гак как установка работает на дробленом сланце с размером кусков до 15 — 25 мм.

С точки зрения защиты воздушного бассейна отличительной особенностью процесса является связывание основной части серы минеральной частью перерабатываемого сланца, При термической переработке сланца по методу ЭНИН свыше 90 % серы сланца переходит в зольный остаток и'только 8 — 9 % остается в смоле, а около ! % — в топочных газах.

Удаление серы из жидкого топлива. Снижение сернистости сжигаемого топлива можно осуществить, подвергая его воздействию высоких температур с использованием окислителей (газификация) или без них (пиролиз). Сущность метода газификации заключается в следующем. Все потребляемое энергетической установкой (парогснератором, газовой турбиной, парогазовой установкой) высокоссрнистое жидкое топливо подвергается газификации путем неполного сжигания в воздухе под давлением при температуре около 1300 'С. Количество подаваемого в горелки воздуха' при этом составляет 40 — 45 % теоретически необходимого для полного сгорания (5,8 — б,О кг на 1 кг мазута).

В результате жидкое топливо почти целиком превращается в газ. Соотношение горючих (водород, окись углерода) и негорю- чих (азот, двуокись углерода) компонентов в получаемом газе зависит от температуры, времени пребывания и вида применяемого окис- лителя. Кроме газа в процессе газификации образуется некоторос количество сажи (до 2 % массы топли- ва). Сернистые сосдинсния топлива превращаются в основном в серо- водород. При содержании серы в мазуте около 3,7 % наиболее харак- терно получение газа следующего состава, % (объемн.): СО=22,8; Н~ 150 Иг 565'СО 1>8>Н1О=3>48 Н,Я=О,39; СОЯ=О,ОЗ. Теплота сгорания газа равна примерно 4,б МДж/м' (1100 ккал/м').

Следовательно, по составу и Физико-химическим свои*- ствам получаемый газ мало отличается от газа подземной газификации. Получаемый газ охлаждается, причем тепло используется для генерации рабочего тела энергетической установки, Очистка газа от сажи и золы осуществляется путем промывки его водой.

Сажа в смеси с золой извлекается затем из сажсво- дяной суспензии (пульпы) методом грануляции или фильтрации, после чего часть сажи поступает на газификацию, а часть выводится для получения ванадия и других ценных соединений. При регенерации Глава 1. Технология снижения содержания 50, в выбросах промышленной теплознергетики ч 7 е Мазут Рис.

1.2. Схемы установок для газификации мазута: з — установка ВНИИНП (1 — насос; 2 — подогреватель; 3 — рссивср; 4 — форсунка; 5— газогенератор; б — сажеотдслитсль; 7 — скруббср; 8 — отстойник; р — насос); б — установка Ивт (1 — компрессор; 3 — реактор-газификатор; 3 — котел-утилизатор; 4 — газо-газовый геплооблгспник; 5 — л~окрая очистка от сажи и золы; б — осветитель промывочной воды; 7— насос циркуляции прол|ывочной воды; 8 — система очистки от сероводорода; р — газовая ~урбина; 1Π— котел; Л вЂ” барабан котла", 12 — насос рсциркуляции котловой воды) 92 поглотительного раствора получается сероводород, который можно перерабатывать в элементарную серу или в серную кислоту.

Очищенный газ направляется на сжигание в камеру сгорания энергетической установки (или в топку парогенератора). Окислы азота образуются при сжигании охлажденного низкокалорийного газа в гораздо меньшем количестве, чем при сжигании мазута. Таким образом, данный метод позволяет пс только извлечь сернистые соединения и минеральную часть из топлива, но и существен- но сократить выброс в атмосферу окислов азота. ВНИИНП создана установка по газификации мазута под давлением 0,5 — 2,0 МПа на парокислородном дутье (рис.

1.2, а). При этом образуется высококалорийный газ, содержащий около 90 % водорода и окиси углерода. При температуре газификации 1000 — !300 С расход пара составляет 0,4 кг, а расход кислорода — 0,75 кг на 1 кг мазута. Выходящий из газогенератора газ промывается водой в скруббере и сажеотделителе. Сажа отделяется от охлаж- Часть 11. Технологические решеиия по обезвреживанию вредных веществ в газовых выбросах дающей воды в отстойнике, и вода используется повторно для орошения газа.

ИВТ совместно с ВНИИНП разработана установка для газификации мазута на воздушном дутье (рис. 1.2, б). Воздух из компрессора с параметрами 0,8 МПа и 300 С в количестве 40 % теоретически необходимого для горения поступает в реактор-газификатор, куда также идет мазут, Из реактора продукты газификации поступают в котел-утилизатор; где охлаждаются до 500 — 550 С, нагревая котловую воду, и дополнительно охлаждаются в газо-газовом теплообменникс, нагревая очищенный горючий газ. Охлажденные таким образом продукты очищаются от золы и сажи, а затем от сероводорода. Далее подогретый в газо-газовом теплообменнике очищенный горючий газ с давлением 0,45 МПа поступает в газовую турбину, являющуюся приводом компрессора для сжатия воздуха, где расширяется до атмосферного давления и подводится к горелкам котла.

В установке используется мокрая система очистки золы и сажи с замкнутой циркуляцией воды. Твердые фракции сажи, вывеценные из осветленной воды, поцаются на повторную газификацию и частично сбрасываются с продувкой. Зола мазута, содержащаяся в продувке, богата ванадием и может использоваться как сырье для его получения. Очистка газа от Н,Б осуществляется одним из известных способов, например, с помощью мета иолам и на. Вследствие того, что горючий газ содержит значительное количество балластного азота из воздуха, теплоценность его оказывается низкой (около 4 МДж/м'). Однако это нс является препятствием для его использования в котлах ТЭС. Потсри теплоты в установке составляют около 7 % теплоты исходного топлива.

В основном они обусловлены охлаждением газа при его очистке и расходом теплоты на регенерацию раствора сорбента. Около 70 % теплоты исходного топлива превращается в химическую энергию продуктов газификации, а остальные 23 % выделяются в аиде теплоты, полезно воспринимаемой в котле-утилизаторс, и физической теплоты газа, вносимой в котел. Получающиеся при газификации сера и ванадий частично компенсируют затраты на псрсработку топлива.

При комплсксном энерготехнологическом использовании топлива, когда возникает зада га получения из него химического сырья и чистого энергетического топлива, для термического разложения мазута можно использовать высокотемпературный пиролиз с последующей газификацией твердого продукта (нефтяного кокса). Пиролиз мазута происходит при его нагревании до температуры 700 — 1000 С без доступа окислителя. В частности, пиролиз мазута по методу ЭНИН осуществляется путем непосредственного контакта распыленного мазута с теплоносителем, находящимся либо в неподвижном, либо в движущемся состоянии. В качестве теплоносителя используются твердые вещества в мелкозернистом и пылевидном состоянии: кварцит, нефтяной кокс, а 93 Глава 1.

Технология снижения содержания БР, в выбросах промышленной теплоэнергетики 94 гакже водяной пар. Размер зерен гвердого теплоносителя варьируется в пределах от 3 — 5 мм в случае неподвижного слоя до 100 мкм и менее в случае циркулирующего теплоносителя. Наиболее исследованным является процесс с твердым теплоносителем, который протекает слсдующим образом. Мазут нагревается до 760 — 820 С твердым теплоносителем (нефтяным коксом) за долю секунды (0,02 — 0,4 с) и разлагается с образованием жидких продуктов, газа и пылевидного кокса. Газ, отделенный от кокса, сжигается в топке парогенератора.

Из образовавшихся легких жидких продуктов может быть выделен бензол (б — 7 % количества исходного мазута) и другие ароматические углеводороды. Тяжелыс жидкие продукты могут направляться либо на повторный пиролиз (рисайкл), либо использоваться в виде готовой продукции. Образовавшийся кокс газифицируется в присутствии водяного пара для получения водяного газа с теплотой сгорания 11,7 МДж/м'(2800 ккал/м'), который может использоваться в качестве топлива или сырья для получения водорода. Отмывка Н,Б из газа позволяет извлечь.из мазута 90 % содержащейся в нем серы.