Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (1044948), страница 24
Текст из файла (страница 24)
В табл. 2.3 сравниваются концентрации оксидов азота при сжигании природного газа и мазута в котлах одинаковой производительности с топками различных конструкции*. Из исе следует, что концентрации оксидов в дымовых газах котлов паропроизводитсльиостью 210 — 220 т/ч, оборудованных топками открытого типа, иа 27 % ниже, чем в дымовых газах котлов Часть П. Техиаюгические решеиия по ойезврезкиванию вредиых веи1еств в газовых выбросах Таблица 2.3 Концентрации оксидов азота в дымовых газах котлов, 'оборудованных различными топками С., гам Д, т~ч Тип камерной топки Топливо Тип котла 0,35 0,48 0,65 210 210 220 Природный газ Открытая С псрсжимом С циклонными прсдтопками ТП-47 БКЗ-210-140 БКЗ-220-100 0,67 0,90 0.90 430 475 475 Открытая С пережимом С циклоииыми и сдтопками ТГМ-96 ПК-41 ПК-41 127 той же мощности, оборудованных топкой с пережимом, и на 46 % ниже, чем в дымовых газах котлов с циклонными предтопками.
В котлах паропроизводительностью 475— 480 т/ч, снабженных топкой с персжимом и циклонными предтопками, концентрации оксидов азота в продуктах сгорания одинаковы и превосходят концентрации в котлах с открытыми топками на 34 %. Таким образом, открытые топки, снабженные большим числом горелок, все же характеризуются меньшим выходом оксидов азота, чем топки других конструкций. При этом топки с тангенциальным расположением прямоточных горелок отличаются несколько лучшими показателями по сравнению с топочными камерами, оборудованными вихревыми горелками. Подача воды и пара в зону горения.
Это приводит к некоторому снижению образования окислов азота. В настоящее время еще нет достаточно апробированных материалов о копичественной стороне этого влияния применительчо к котлам, хотя в газотурбинных установках получен некоторый положительный эффект. Ввод воды или водяного пара в размере 5 — 10 % всего количества воз- духа несколько снижает температурный уровень в топке, как это имеет место и при вводе рециркулирующего газа.
Ввод воды или пара может несколько ухудшать процесс горения топлива в топочной камере. Возможно использование и некоторых других методов снижения генерации окислов азота. К ним относятся уменьшение избытка воздуха в топке, снижение температуры подогрева воздуха. При снижении до а = 1,03 -. 1,07 происходит уменьшение концентрации кислорода и соответствующее уменьшение С, . Это мероприятие возможно в ограниченных пределах, и в основном для природного газа и мазута, поскольку снижение избытка воздуха на твердом топливе приводит к увеличению механичес' кого недожога.
Условиями работы с низким избытком воздуха являются точная дозировка топлива и воздуха в каждую горелку, высокая плотность топочной камеры (в ч~стности„в котлах под наддувом). Снижение теплового напряжения в топочной камере приводит к уменьшению температурного уровня в топке, но связано с увеличением габаритов и стоимости котла.
Бииа 2. Тенология снижения содержания окислов азота в выбросах ьролелшленнойтенлознерееп1икн Таблица 2.4 Возможные пределы снижения образования ХО, в котлах тепловых электростанций, % Методы подавления Двухстадийиое горение при малых П Рсциркуляцня ири малых Двухста- дайнос горение а Топливо Малые значения а 'Бпрыск воды Рсцнрку- ляция значсниях Природный газ Мазут Уголь 33 33 25 50 40 35 30 70 55 90 73 60 33 33 зз 1О 1О 1О та уже близки к ПДК, приводит к поискам методов очистки дымовых газов от оксидов азота.
Различные методы очистки газов от оксидов азота получили наибольшсс применение в химической промышленности. И.Е. Кузнецов подразделяет эти методы на три группы: 2.2. Химические методы очистки дымовых газов от оксидов азота Необходимость развития промышленности и энергетики в городах с большим количеством предприятий, где фоновые значения средней концентрации оксидов азо- 128 Увеличение степени экранирования топочной камеры приводит, как и предыдущее мероприятие, к снижению температуры в топке.
Снижение температуры подогрева воздуха возможно в ограниченных пределах, так как при этом может ухудшаться процесс горения и осложняться процесс глубокого охлаждения уходящих газов, необходимый для повышения КПД котлов. Перечисленные способы при комплексном их использовании могут существенно снизить образование окислов азота. При производстве новых котлов необходимо, чтобы основные мероприятия по снижению генерации окислов азота были заложены в их конструкцию.
Вместе с тем следует отметить, что реализация перечисленных мероприятий возможна не во всех случаях. Наиболее полно перечислснныс способы снижения ХО, могут быть применены к котлам на природном газе, где они позволяют снизить концентрацию окислов азота в несколько раз. Определенные результаты могут быть получены в котлах, сжигающих мазут.
Применение перечисленных мероприятий для твердых топлив связано с рядом ограничений. Так, сиижспис избытка воздуха и температуры в топке может привести к неполному выгоранию частиц топлива. В табл. 2.4 приведены усредненные данные по эффективности различных способов снижения образования окислов азота в топках котлов.
Как видно из таблицы, за счет комбинации различных мероприятий образование окислов азота на природном газе можно сократить в 5 — 10 раз, на мазуте — в 3 раза, а на твердом топливе — в 2 раза. Часть 11. 7ехнаяогические решения по обезвреживанию вредных веществ в газовых выброспх Таблица 2.5 Физико-химические свойства некоторых азотсодержащих соединений млсратура, 'С Мини- мальный расход реагентаь на1т ИО„кг ттс Раствори- мость в 100 г воды, % МолекуХимичсская парный формула все Вещество разло- жения плав- ления кипения 1305 ! 33,9 СН СОЕДИН 59,07 Апстамид 457 0.5 (20 'С) 364 354 (Н»ВСЕЙ, 126,13 Мсламин Мопоэтанол- амии Нс ограни- чена НОСтН~Е»11!т 61.08 СО(Еч! 12)» 60,06 1324 10,6 170 — 171 51„8 (20 'С) 71,7(60 С) Мочеаина (ка бамнд) > 150 652 Циалуровая кислота 2,7 (25 'С) > 360 (ЕП»!СО)э 129 (С! 1з)ьы~ 140,19 > 360 935 Уротропнп (гексаметнлсп т аамни) 280 81,3 762 ~ Минимально расходуется 370 кг аммиака на 1 т ИО„4 расход 25%-й аммиачной воды составляет 1480 кг на ! т ХОх.
129 а) окислительные, основанные на окислении оксида азота в диок-' сид с последующим поглощением различными поглотителями; б) восстановительные, основанные на восстановлении оксида азота до азота и кислорода с применением катализаторов; в) сорбционные, основанные на поглощении оксидов различными сорбентами (например, адсорбция диоксида азота цеолитами, торфом, водными растворами щелочей). Применительно к очистке дымовых газов применяются восстановительные методы. Однако очистка дымовых газов путем восстановления оксида азота до азота и кислорода на катализаторах представляет собой сложную задачу в связи со следующими обстоятельствами: 1) наличием в дымовых газах золы и оксидов серы, загрязняющих и отравляющих катализатор; 2) потребностью в бо- лее высокой температуре газов у катализатора (обычно порядка 400 'С), по сравнению с температурой за системой золоулавливания.
На практике в теплоэнергетике преимущественно развиваются два направления очистки дымовых газов от окислов азота: сслективное некаталическое восстановление окислов азота (СНКВ-процесс) и селективной каталическое восстановление окислов азота (СКВ-процесс). В качестве восстановителя используются аммиак или химические соединения,- способные легко разлагаться с выделением аммиака. В табл. 2.5 приведены физико-химические свойства некоторых сравнительно доступных азотсодержащих соединее!ий, которые могут быть использованы при СНКВ-процессе.
Основное преимущество веществ, представленных в табл. 2.5, по сравнению с аммиаком и аммиачной Глава 2. Тао~ология снижения содержания окислов оиоти в выбросахнроиыш~еииой теплгоиереетики водой — значительно меньшая токсичность, что порой оказывается определяющим при согласовании размещения склада реагента с местными природоохранными организациями. Сложности с применением азотсодержаших соединений начинаются при проектировании систем дозирования и раздачи реагента в котле.
В отличие от аммиака и моноэтаноламина, названные в табл. 2.5 реагенты не удается перевести в газообразное состояние, поскольку при температурах плавления они начинают разлагаться, образуя высокомолекулярные соединения с повышенной температурой плавления. В связи с этим принятая в случае использования аммиака технологическая схема с разбавлением рсагента паром, воздухом или дымовыми газами не может быть применена. Все эти реагенты должны непосредственно вводиться в соответствующую температурную область котла или в виде водных растворов (растворимые в воде ацетамид, моноэтаноламин, мочевина и уротропин), или в виде суспензий (циануровая кислота и меламин).
Механизм реакций, приводящих к азотоочистке, при использовании этих реагентов достаточно сложен и может быть описан при учете реакций термолиза и гидролиза. Для оценки количества используемого реагента можно допустить, что восстановление оксида азота осуществляется при взаимодействии с аммиаком, образующимся при гидро- пизе и разложении реагентов: СН,СОИН, + Н,О— = ИН + СН СООН 130 (Н ИСИ) + 6Н О = бИНз+ ЗСОг (ИН )гСО + НгО = 2ИНз + СОз (НИСО), + ЗН,О = ЗИН, + ЗСО, (СНг)вИ4 + 6Н О = 4ИН + 6СН О В табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
