Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (Тимонин А.С. - Инженерно-экологический справочник), страница 17

Частицы кокса размером более 100 мкм возвращаются в цикл, где используются в качестве теплоносителя. На рис. 1.3 приведена принципиальная технологическая схема пиролиза высокосернистого мазута. Схема работает следующим образом. Мазут подается насосом 18 в нижнюю часть ректификационной колонны, где он стскает навстречу парогазовой смеси, поступающей при температуре 500 С под нижнюю каскадную тарелку из реактора-пиролизера. В колонне мазут нагревается до 300 С. Высококипящие углеводороды конденсируются, проходя через каскадные тарелки, откуда они в смеси с мазутом подаются насосом 1б в реактор-пиролизер. Нефтяной кокс, нагретый примерно до 1040 'С, также поступает в рсактор из генератора водяного газа. В рсакторе распыленное сырьс перемешивается с теплоносителем, в результате чего происходят нагрев до 920 С и пиролиз.

Расчетнос врсмя реагирования равно 0,2 — 0,3 с. Полученная парогазовая смесь очищается от пыли (измельчившсгося теплоносителя) в циклонах и направляется под нижнюю тарелку ректификационной колонны, где тяжелая фракция жидких продуктов отделяется от фракции, выкипающей при температурах ниже 230 'С (фракция НК- 230). В конденсаторе-холодильнике смесь газа, паров воды и паров фракции НК-230 охлаждается до 35 С. Часть скоиденсировавшейся легкой фракции подастся в верхнюю часть ректификационной колонны, а избыток фракции откачивается па НПЗ для дальнейшей переработки.

Газ, содержащий бснзол, идет в скруббер (уловитель легкой фракции), в верхнюю часть которого поступает поглотитель бснзола (соляровое масло). Из скруббера газ пиролиза подается в аппарат для очистки от серы, после чего его, как и водяной газ, можно использовать как энергетическое топливо. Псрсд сжиганием целесообразно извлсчь из газа пиролиза содержащийся в нем этилен. Часть П.

Технологические решения по обезвреживанию вредных весчегтв в газовых выбросах Рис. 1.3. Схема установки по пиролизу цысокосерпистого мазута: 1 — реактор-пиролизер; 2 — регеиератор; 3 — шлюзовой затвор; 4 — приемный бункер теплоносителя; 5 — буикср свежего теплоносителя; б — рсктификациоииая колонна; 7 — конденсатор-холодильник; 8 — водогазоотделитель; 9 — уловитель легкой фракции; !Π— аппарат для очистки газа от сероводорода„ 11 — выдслсиис зтилсиа; 12 — предтопок; 13 — парогсисратор; 14, 15 — пагистатсли; 16, 17 — насосы подачи исходного сырья; 18, 19, 20 — насосы подачи мазута, легкой фракции и промышленных стоков; 21 — система конденсации Очистка горючих газов от сероводорода.

Природные и особенно искусственно полученные горючис газы содержат соединения серы в виде сероуглерода. Очистка газа от сероводорода обычно осуществляется абсорбцией. Эффективным абсорбентом является моно- и диэтаноламин. Абсорбция сероводорода моноэтаноламином, происходящая прн температуре 30 — 40 С, протекает согласно следующей рсакции: КХН, + НБ ВЧН,НБ При температуре 105 С реакция идет в обратном направлении с образованием моноэтаноламина и се- роводорода, десорбируемого из раствора. Регснсрированный раствор направляется обратно в абсорбер. На практике чаще применяется моноэтаноламин, так как оп стабилен и обладает более активными свойствами.

На рис. 1.4 показана схема очистки газа моноэтаноламином. Извлечение сероводорода и попутно некоторого количества двуокиси углерода из газа происходит в противоточном абсорбере, в котором сорбент насыщается Н,Б и СО,. Отработанный сорбент направляется в отгонную колонну, в которой регенерация раствора произ- 1лава 1. Технология снижения содержания 5'О, в выбросах промышленной теплоэнергетики Рнс.

1.4. Схема очистки горючего газа от Н,Б: 1 — абсорбер; 2 — отгонная колонна (десорбер); 3 — теплообмснник; 4 — холодильник; 5— конденсатор; б — пароной подогреватель; 7 — сепаратор; 8 — насос водится водяным паром, образующимся в результате кипения раствора в нижней части колонны. Эффективность очистки газа от сероводорода при подобном способе достигает 99 %. Лбсорбция сероводорода может быть также проведена растворами солей щелочных металлов. Газ промывается раствором в противоточном абсорбсре, где происходит реакция поглощения сероводорода. Раствор регенерируется продувкой сжатым воздухом. Подача воздуха приводит к понижению концентрации сероводорода в растворе. Некоторые преимущества имсст вакуумный вариант процесса.

Полнота извлечения составляет около 90 %. Имеются другие способы мокрой очистки газов от сероводорода (фенолятный, гликольаминовый, фосфатный и др.). Несмотря на простоту и эффективность мокрых методов очистки горючего газа от сероводорода, все оии связаны с его охлаждением до температуры 30 С, что вызывает дополнительные тепловые потери. Некоторые перспективы имеют сухие методы очистки при высокой температуре газа. Для этого может быть использована, например, железная руда.

При контакте с сероводородом гидроокись железа переходит в сульфиды железа. Образующиеся ферросульфиды затем регенери-' руются в процессе выжига в присутствии водяного пара с образованием элементарной серы. Поскольку содержание сероводорода в горючем газе сравнительно велико, а его улавливание происходит более эффективно, чем БО,, больщинство способов очистки газов от Н,Б являются рентабельными.

Часть П. Технологические решения по обезвреживанию вредных веществ в газовых выбросах 1.2. Абсорбциоииые методы очистки Газ на Шлам Рис. 1.5. Схема процесса БишоФф: ! — бункср для навести; 2 — абсорбср; 3 — дымососы; 4 — отстойник; 5 — брьгзгоуловитель," $ — сборники поглотительного раствора Методы на основе извести Известковый метод является одним из первых методов, предложенных для очистки дымовых газов от сернистого ангидрида. В 30-х годах в Англии на электростанции «ТИР» работала промышленная установка Фирмы «Хоуден» («Новс1сп»).

На этой установке в скрубберс с дсрсвянной насадкой газ очищался суспензией, содержащей кристаллы сульФита, сульФата и карбоната кальция. Эксплуатация установки вызывала большие трудности из-за отложений гипса на стенках аппаратов и трубопроводов. В настоящее время известковый метод разрабатывается в другом аппаратурном оформлении и с измененной технологической схемой. Метод Бииго4гр (ВЫой) заключается в одновременном улавливании золы и сернистого ангидрида из дымовых газов путем промывки в двухступенчатом регулируемом скруббсрс БишоФФ. Схема процесса привсдсна на рис.

1.5. Особенности этого метода состоят в следующем: 1. Движение газа в вертикальном скрубберс сверху вниз. 2. Всрхняя секция скруббера представляет безнасадочный Форсуночный аппарат; а нижняя секция — трубу Вснтури с регулируемым сечением горловины. 3. Ввод порошкообразной извести осуществляют путем вдувания в газоход перед вводом газа в скруббср. 4. Для брызгоотделсния примсняется отдельный сепаратор роторпого типа.

5. Метод не требует предварительного улавливания золы из газа. С 1963 года на электростанции «Стиг Келлерман» в Люснене проводились испытания опытного двухступенчатого скр)ббера БишоФФ производительностью около 5 тыс. нм'/ч дымовых газов от сжигания угля, содержащего 1,5 % ссры. Опыты показали, что при применении 120 — 130 % теоретического количества извести стспень улавливания для окислов серы и для твердых частиц достигаст соответственно 80 — 90 % и более 90 %.

Очищенный газ ' Глава 1. Технология снижения содержания ЯО, в выбросах промышленной теплоэнергетики Вода циркулирующая Рис. 1.б. Схема установки для улавливания БО, по известково-гипсовому методу Фирмы «Мицубиси»". 1 — скруббер; 2 — абсорберы; 3 — подогреватель; 4 — дымовая труба; 5 — реактор; б, 7— центриФуги; 8 — шлам; 9 — воздух Известково-гипсовый метод разработан в Японии фирмой «Мицубиси» («МЪцЬЬЫ»). Схема процесса приведена на рис. 1.6. Дымовой газ поступает в безнасадочный скруббер 1, где адиабатически охлаждается с темпсратуры 135— 145 'С до 55 — 60 'С. Одновременно в скруббере происходит доулавливание из газа твердых часпщ.

Затем дымовой газ проходит последовательно через два абсорбера 1-й и 2-й ступени 2, где происходит абсорбция БО, суспензией пщроокиси кальция и сульфита кальция. После нагрева газа в подогревателе 3 очищенный газ выбрасывается через дымовую трубу 4. В абсорбере 1-й ступени рН раствора поддерживается на уровне 4— 4,5 при использовании СаО на 98 %. Величина рН раствора в цикле абсорбера 2-й ступени более высокая; раствор из 2-го абсорбера передается в цикл 1-го. Отработанная суспензия сульфига кальция из 1-го абсорбера поступает в реактор 5 для окисления сульфита кальция в сульфат. Окисление проводится воздухом У под давлени- ем 4 — 5 атм. Шлам сульфата кальция направляется на центрифугу 6 для обезвоживания. Кристаллы сульфата кальция подвергаются сушке с целью получения товарного гипса.

Шлам 8 отфильтровывается на центрифуге 7. Известково-гипсовый метод проверялся на установке производительностью 63 тыс. нм'/ч дымовых газов, содержащих 0,3 % 80, при использовании известкового шлама карбидного производства. Выход гипса составлял 34 т/сут. Для установки, очищающей газы электростанции мощностью 800 М Вт, работающей на буром угле при содержании в очигцаемом газе 0,187 % 80„ использование известково-гипсового метода позволяет достичь степени очистки 90 %. Методы ма основе известняка Инзкекционный метод с мокрым доулавливанием. Процесс разработан фирмой «Комбашн Инжиниринг». Сущность его состоит в том, что в топку котла вводятся тонкоразмолотый известняк или доломит, которые частично улавливают сернистый ангидрид, на 40 — 60 %.

Извест- '1асть П. Технатогические реигения ио обезвреживаниго вредных вегиеств в газовых выбросах Рис. 1.7. Принципиальная схема установки удавливация БОз по мегоду фирмьг «Коыбацн| Инжиниринпк ! — уголыияй бункер; 2 — бункер для извести; 3 — котел; 4 — воздухопологреватель*, 5 — холодильник газа; б— подогреватель газа; 7 — скруббер; 8— освстлитсль; 9 — насосы щенный газ Шяом 0« ход отфат ноя няк при этом переходит в известь. Далее дымовые газы, содержащие смесь золы и твердых веществ (продуктов нейтрализации окислов ссры и частиц извести), подвергаются промывке в скруббере с плавающсй насадкой (стеклянные или полипропиленовые шарики).

Образующаяся гидроокись кальция улавливает остаточный сернистый ангидрид. Шлам, содержащий золу, сульфит и сульфат кальция, после отстаивания идет в отвал, а осветленная жидкость возвращается в скруббер. Общая степень извлечения сернистого ангидрида из дымовых газов составляет 90 — 95 %. На рис. 1.7 приведена принципиальная схема установки улавливания сернистого ангидрида. Рис.