9655

Выпар, состоящий из смеси двуокиси серы с парами воды, для конденсации паров воды охлаждается и подается на компремирование в качестве товарного продукта.

Сульфит натрия, образовавшийся в виде кристаллов, окисляется до сульфата натрия и выводится из системы; другая часть в виде раствора направляется снова в абсорбер.

Преимущества: высокая степень очистки от SO2 (достигает 90 %). Недостатки: громоздкость установки; наличие вредных стоков.

Аммиачный метод

Достаточно близким к сульфитному методу является аммиачноциклический метод, при котором очистке подвергается газ, охлажденный до (30÷35)°C, раствором сульфита аммония по реакции:

124

Полученный раствор сульфит-бисульфит аммония подается в регенератор, где подвергается нагреванию до кипения, вследствие чего реакция смещается влево с выделением SO2 и сульфита аммония. После охлаждения раствор подается повторно для улавливания SO2.

Часть регенерированного раствора направляется на выпарку под вакуумом. Из раствора выделяется сульфат аммония, образовавшийся при частичном окислении SO2 в SO3.

Выделение других солей побочных реакций может быть осуществлено в автоклаве. При нагревании подаваемого в автоклав отрегенерированного раствора до 140°C происходит разложение сульфит-бисульфит солей с

продуктом этого метода.

Аммиачно-циклический способ очистки газа позволяет получить сжиженный 100% сернистый ангидрид и сульфат аммония – продукты, которые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Количество отходов при этом способе очистки невелико.

Магнезитовый способ

Магнезитовый метод очистки дымовых газов от оксидов серы проходит следующим образом. Связывание двуокиси серы происходит при взаимодействии ее с магнезитом по реакции:

Образовавшийся сульфит магния в процессе обжига при температуре (800÷900)°C подвергается термическому разложению по реакции:

Оксид магния возвращается в процесс, а концентрированный SO2 может быть переработан в серную кислоту или элементарную серу.

Схема очистки дымовых газов от оксидов серы магнезитовым способом (для энергетических котлов) с получением товарного продукта – сернистого ангидрида представлена на рис. 3.36 [37].

Рис. 3.36. Очистка продуктов сгорания от SO2 магнезитовым методом: 1 – скруббер; 2 – напорный бак; 3 – циркуляционный сборник; 4 – нейтрализатор; 5 – гидроциклоны; 6 – ленточный вакуум-фильтр; 7 – фильтр-пресс; 8 – сборник осветленного раствора; 9 – обжиговая печь.

Газ очищается от оксидов серы до концентрации 0,03% в скруббере, а образовавшийся раствор бисульфита магния с концентрацией (50÷70)г/л поступает в циркуляционный сборник, откуда часть раствора подается в напорный бак и возвращается на орошение скруббера, а другая часть в нейтрализатор для выделения сульфита магния. Раствор из нейтрализатора выводится в гидроциклоны, затем пульпа направляется на ленточный вакуумфильтр и затем в обжиговую печь, где образуются диоксид серы и магнезит, повторно используемый в цикле.

Маточный раствор и промывочная вода после фильтр-пресса поступает в сборник осветленного раствора. Куда добавляется магнезит из обжиговой печи. Раствор из сборника подается в напорный бак, где смешивается с кислым раствором из циркуляционного сборника и направляется на орошение скруббера. Степень очистки газов от SO2 составляет (90÷92)%.

126

Достоинством магнезитового способа является возможность достижения высокой степени очистки газов без предварительного их охлаждения.

Обжиг сульфита магния может производиться на химическом предприятии, т.к. высушенные и обезвоженные кристаллы достаточно удобно транспортируются.

Основным недостатком магнезитового способа является наличие многочисленных операций с твердыми веществами (кристаллами сульфита, оксида магния), что связано с абразивным износом аппаратуры и пылением. Для сушки кристаллов и удаления гидратной влаги требуется значительное количество теплоты.

Преимущества всех методов абсорбционной очистки заключаются в высокой степень очистки – (85–90)%.

Основной недостаток методов – отложение кристаллов солей, перечисленных в каждом из методов, на поверхности аппаратуры и труб из-за малой растворимости. Кроме того, очищенные охлаждённые газы плохо рассеиваются, поэтому требуют значительного количества теплоты для их подогрева перед выбросом в атмосферу.

Абсорбционная очистка продуктов сгорания от оксидов азота

Наиболее распространенный метод абсорбционной очистки от оксидов азота – использование щелочных растворов. Активность щелочных растворов

Процесс абсорбции оксидов азота щелочами протекает аналогично процессу абсорбции оксидов серы.

Окислительно-сорбционная очистка выбросов от оксидов азота используется в системах очистки выбросов от оксидов азота с целью перевода оксидов азота NО, NО2 в высшие оксиды N2О5 (см. подробно в разделе 3.3).

127

3.2.4. Способы очистки продуктов сгорания от золы

Наибольшее количество золы выбрасывается энергетическими установками, использующими твёрдое топливо (см. табл. 3.6).

Таблица 3.6

Значения выброса в атмосферу твердых частиц при сжигании органического топлива

Выброс золы с продуктами сгорания определяется содержанием минеральных (негорючих) примесей в рабочей массе топлива Аr. Например, Экибастузский уголь марки СС имеет зольность Аr = 40% а Кузнецкий БР - Аr = 15%. Естественно, что при одинаковых условиях сжигания содержание частиц золы в продуктах сгорания в первом случае будет в 2,7 раза выше. Поэтому те котельные, работающие на твердом топливе, для которых выполняется условие

Аr×В ≥ 1400 обязательно оборудуют золоулавливающими установками. Определяющими параметрами при выборе того или иного типа золо-

уловителя являются: количество улавливаемой золы, ее дисперсный состав и физические свойства, а также требуемая степень очистки. Дисперсный состав золы зависит не только от вида и качества топлива, но и от способа его сжигания. В табл. 3.7 приведен фракционный состав золы при сжигании твердого топлива в различных топочных устройствах [27].

Таблица 3.7

Фракционный состав золы при сжигании твердого топлива в различных топках, %

Эффективность работы газоочистительных устройств в большей степени зависит от физико-химических свойств улавливаемой золы и поступающих в золоуловитель газов.

128

Основные виды золоулавливающего оборудования, их конструкции, способ действия и область применения подробно представлены в методическом пособии «Экозащитное оборудование в системах теплогазоснабжения» [42].

Примечание: Золоуловители, применяемые и энергетике, разделяют на следующие основные группы:

–механические сухие инерционные золоуловители, в которых частицы золы отделяются от газа под действием центробежных или инерционных сил тяжести;

–мокрые золоуловители, в которых частицы золы удаляются из газа промывкой или орошением его водой с последующим осаждением частиц золы на смачиваемых поверхностях или улавливанием частиц на водяной пленке;

–электрофильтры, в которых частицы золы улавливаются осаждением их на электродах под действием электрических сил;

–тканые рукавные фильтры, в которых отверстия для прохода газа имеют размеры, меньшие размеров твердых частиц;

–комбинированные золоуловители, сочетающие различные способы очистки.

Рис. 3.37. Схема сухой инерционной очистки продуктов сгорания от частиц золы: 1 – котел типа ДКВР; 2 – пневмомеханический забрасыватель твердого топлива; 3 – экономайзер; 4 – блок циклонов; 5 – дымосос; 6 – дымовая труба; 7 – воздухозаборная шахта;

8 – вентилятор дутьевой

Использование сухих инерционных аппаратов данного типа предпочтительно, если необходимая степень очистки не превышает (70-80)%.

Аппараты сухой очистки

Характеристики некоторых аппаратов механической очистки выбросов котельных установок приведены ниже.

(цифры обозначают угол наклона крышки входного патрубка).

В табл. 3.8 представлена техническая характеристика одиночных циклонов ЦН-15 различных типоразмеров при скоростях воздушного потока в корпусе циклона 2,5 и 4 м/с

Увеличение диаметра циклона приводит к резкому снижению степени очистки ввиду уменьшения центробежных сил. Поэтому целесообразно в крупных котельных устанавливать вместо одиночных циклонов группы циклонов меньшего диаметра (табл. 3.8) для эффективной очистки продуктов сгорания от твердых частиц.

Таблица 3.8

Техническая характеристика одиночных циклонов ЦН-15