Диссертация (1143428), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Известь взаимодействует с SO2 начиная с температуры газов порядка 850 С, а при температуре примерно 500 С связывание диоксидасеры прекращается и летучая смесь золы с отходами сероочистки уходит сдымовыми газами в золоуловитель. В результате реакции образуется безводный гипс (ангидрид).В работе [454] представлены результаты лабораторных и опытнопромышленных исследований (просыпка цеолитов в конвективную шахтукотла БКЗ-220-100 ст.
№ 6 Читинской ТЭЦ-1) по оценке способности к сорбированию оксидов серы природными цеолитами Шивыртуйского месторождения. На основании анализа результатов сделаны выводы о зависимостиконцентрации SO2 в уходящих газах от следующих факторов: относительного расхода сорбента; содержания серы в исходном топливе; от предельнойвеличины сорбционной емкости природных цеолитов.
После обработкиопытных данных предложена зависимость для определения массового выброса SO2 с дымовыми газами после их взаимодействия с природными цеолитами:114M SO2 ( M0SO 2MкSO2 b 2 кc) exp M SO2 , 0,32Sr (2.70)где bс – относительный расход природного цеолита, вводимого в конвективную шахту котла, кг/кг у.т.; Sr – содержание серы в рабочей массе топлива, %;МSO2 – концентрации SO2 в продуктах сгорания после взаимодействия с природными цеолитами, г/с; МкSO2 – установившийся массовый выброс SO2, когда дальнейшее повышение подачи цеолита не дает дальнейшего сниженияконцентрации SO2, г/с; М0SO2 – массовый выброс SO2 при отсутствии подачицеолита, г/с.При использовании сухой известковой технологии, размолотая негашеная (СаО) или гашеная (Са(ОН)2) известь вводится в зону котла с температурой примерно 850 С, где связывание диоксида серы происходит по реакциям (2.69) и (2.71):Ca(OН2) + SO2 = CaSO 1/2 Н2О + 1/2 Н2О.(2.71)В зависимости от применяемой извести получают безводный или полуводный гипс.Сухая содовая технология применима так же, как и известь (с большимдостигаемым эффектом улавливания SO2), и происходит по реакцииNaCO3 + SO2 + 1/2 О2 = CaSO 1/2 Н2О + 1/2 Н2О,(2.72)которая протекает только на поверхности вещества, что требует тонкого помола реагента.Еще одним примером адсорбционной очистки от оксидов серы можетслужить метод Бергбау-Форшунг (Германия) [453].
Метод основан на связывании диоксида серы активированным коксом и его окислении до триоксидасеры кислородом, который, взаимодействуя с водяным паром, связывается всерную кислоту. Содержащий серную кислоту активированный кокс проходит регенерацию для повторного использования (рисунок 2.35). Стадия регенерации может быть осуществлена по двум вариантам. В первом вариантерегенерация осуществляется промывкой кокса водой с получением разбавленной серной кислоты (рисунок 2.35, а). Насыщенный серной кислотойуголь обрабатывается водой в промывочной трубе, откуда потоком воды потранспортеру подается к верхней части реактора, где регенерированный115уголь отделяется от воды на сите и без предварительной сушки подается вадсорбер. При этом температура газообразных продуктов сгорания на выходеиз реактора снижается на 10...15 С.
Во втором варианте (рисунок 2.35, б)регенерация начинается в подвижном слое реактора при подаче газа в поперечном направлении к подаваемому сверху адсорбенту. Непрерывно поступающий на регенерацию насыщенный серной кислотой адсорбент контактирует с горячим песком, десорбируя SO2.
Отделенный на сите от песка и охлажденный адсорбент направляется в адсорбер, а нагретый раскаленным воздухом песок пневмотранспортом направляется в регенератор.а)б)Рисунок 2.35 – Схемы установки для очистки газовот оксидов серы методом Бергбау-Форшунг [453]:а с мокрой регенерацией(1 – абсорбер; 2 – промывочная труба; 3 – трубопровод для подачи кокса; 4 – разделитель;5 – циклон; 6 – гидравлический транспортер; 7 – помпа; 8 – холодильник для кислот)б с термической регенерацией(1 – абсорбер; 2 – запальник; 3 – устройство для подачи песка; 4 – камера осаждения;5 – десорбер; 6 – разделитель; 7 – емкомкость для шлама; 8 – охладитель кокса;9 – отборник; 10 – транспортер)Получаемая серная кислота, взаимодействуя с углеродом при температуре более 350 С, разлагается с образованием диоксида серы, воды и двуокиси углерода.
Потребление углерода приводит к увеличению пористости116адсорбента, используемого для улавливания диоксида серы. Продуктами утилизации могут быть элементарная сера, жидкий диоксид серы, серная кислота.Недостатком метода являются высокие затраты капитальные и на приобретение кокса.Известняковый и известковый методы включают в себя нескольковариантов мокрой очистки с использованием извести Са(ОН)2 или известнякаСаСО3 [106, 455...459]. В основе процессов лежат химические реакцииCa(OH)2 + SO2 = CaSO3 1/2 H2O + 1/2 H2O;(2.73)СаСО3 + SO2 + 1/2 H2О = CaSO3 1/2 H2O + CO2 .(2.74)В обоих процессах шлам, состоящий из продуктов реакции, летучей золы и непрореагировавших компонентов, после обезвоживания удаляется иможет быть использован в строительстве.
Эффективность улавливания SO2составляет 85...90 %, при работе на топливе с Sr = 3,5...4,0 % [390, 458]. К числу преимуществ установок данного типа относятся: высокая надежность,сравнительно невысокие капитальные и эксплуатационные затраты(2,5...3,5 % от выработки энергии) и возможность снижения выбросов летучей золы [459, 460]. Одна из последних модификаций данного метода – двухступенчатый процесс KRC – разработана фирмой Knauf-Research-Cottrell.Достоинством процесса KRC является высокая степень сероулавливания(95 %), низкие затраты электроэнергии (0,9 %) и получение гипса в качествеконечного продукта.Регенерационные абсорбционные методы десульфуризации основанына применении сорбентов оксидов металла магния, бария, меди и марганца[453].
При использовании магнезитового метода (рисунок 2.36) газы, содержащие SO2, обрабатываются поглотительным раствором с оксидом магния,образуя сульфит магния, после чего абсорбент, содержащий сульфит магния,смешивают с углеродсодержащим веществом. Полученную смесь нагреваютдо 200...400 °С в регенерационном аппарате с освобождением концентрированного SO2 (более 10 %) для последующей переработки в серную кислоту, аоксид магния возвращают в процесс.
С целью удешевления процесса в качестве углеродсодержащего вещества используют угольную пыль или смесь оксида углерода с воздухом. На выходе из установки получаются ценные продукты (серная кислота, жидкий диоксид серы или элементная сера).117Рисунок 2.36 – Принципиальная технологическая схемаочистки дымовых газов от диоксида серы магнезитовым методом [453]:1 – золоуловитель; 2 – дымосос; 3 – скруббер; 4 – брызгоуловитель; 5 – подогревательочищенных газов; 6 – дымовая труба; 7 – сгуститель для удаления кристаллов сульфитамагния; 8 – фильтр; 9– сушилка; 10 – печь обжига; 11 – механический пылеотделитель;12 – электрофильтр для очистки газов, идущих на производство серной кислоты;13 – газы на сернокислотный завод; 14 – силос оборотного оксида магния;15 – циклон пневмотранспортной линии оксида магния; 16 – рукавный фильтр;17 – емкость для приготовления суспензии оксида магния; 18 – сборникциркуляционного раствора; 19 – бункер свежего оксида магнияПреимущества мокро-сухих систем перед мокрыми заключаются в возможности использования более дешевых конструкционных материалов,меньшем расходе воды, более простых эксплуатации и ремонте.
С другойстороны, стоимость реагента в мокро-сухих системах обычно выше, а степень улавливания SO2 ниже (на единицу расходуемого сорбента), чем в мокрых.Абсорбционно-термические методы заключаются в тонком распылениивысокоактивного абсорбента (суспензия тонкоизмельченной извести, растворсоды, раствор гидрооксида натрия и т.п.) в потоке горячего очищаемого газа.При этом с очисткой газов от диоксида серы происходит полное испарениевлаги из абсорбента за счет тепла дымовых газов.
Часть воды переходит втвердую фазу в виде кристаллогидратов сульфата и сульфита кальция. Образующиеся сухие соли отделяют в электрофильтре или рукавном фильтре.Аммиачно-циклический метод основан на поглощении SO2 из охлажденных до 303...308 K продуктов сгорания сульфатом аммония [461]:118SO2 + (NH4)2SO3 + H2O = 2 NH4HSO3.(2.75)Полученный раствор бисульфата подается в регенератор, в котором принагреве до кипения из раствора выделяется SO2. После охлаждения растворснова возвращается в цикл.
Степень очистки газов составляет 80...95 % придостаточно высоких удельных капитальных вложениях.Абсорбционно-адсорбционные методы отличаются дополнительнойстадией адсорбциtq сопутствующих SO2 примесей, таких, как HCl, HF,диоксинов и т.п.Электронно-лучевые методы рассмотрены выше в качестве технологий одновременной очистки как от оксидов азота, так и от оксидов серы.Технологические схемы очистки уходящих газов ТЭС от оксидов серы иазота подробно рассмотрены в [380].Таким образом, для очистки дымовых газов от диоксида серы наиболеераспространены абсорбционные методы с применением прежде всего известняка и извести.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
