Лекция 9 Схемы улавливания газов на ТЭЦ 1

Лекция 9
Схемы улавливания газов
на ТЭЦ
1
Преимущества КС
• Возможность использования
низкосортных углей при низких
температурах сжигания (800—900
°С);
• Пресечение образования оксидов
азота на 30—40 % по сравнению с
камерным горением;
2
Недостатки КС
• Значительные перепады температур
(до 100 °С) и содержания кислорода и
оксида углерода (до 13—15%) из-за
неравномерного распределения
топлива на решетке;
• Трудности поддержания стабильной
скорости подачи воздуха в слой.
3
Места использования топок КС:
США, Россия, Япония, Швеция, КНР,
Германия, Великобритания, Франция
и др.
• Предназначение:
• Сжигание бытовых и промышленных
отходов с содержанием органических
веществ ниже 20% и теплотой сгорания
4 МДж/кг.
4
Механизм
• В топку подается смесь измельченного
угля с известняком.
• При температуре около 900 °С
происходит диссоциация СаС03 на С02
и СаО, и в реакцию с серой вступает
СаО, образуя СаS04 — сульфат
кальция в виде ангидрита, который
затем уносится вместе с дымовыми
газами.
5
Схема технологического процесса
сжигания угля в псевдоожиженном слое
6
• I — регулируемая подача воздуха;
II - рециркуляция обуглившихся
остатков топлива; 1 — известковый
бункер; 2 — дробилка; 3 — грохот;
4 — угольный бункер; 5 —
смеситель; 6 — охладитель; 7 —
подпиточный насос; 8 —
паросборник; 9 — вспомогательный
циркуляционный насос; 10 —
паровой вентиль;
7
• 11 — глушитель сброса давления;
12 — горелки подогревателя; 13 —
головная часть; 14 — экономайзер;
15 — перегреватель пара; 16 —
воспламенитель слоя; 17 —
циклоны; 18 — дымосос; 19 —
трубчатый воздухоподогреватель;
20 — рукавные фильтры; 21—
дымовая труба.
8
Эффективность связывания
серы
9
10
3)Очистка уходящих газов
• Всего разработано около 40
технологий удаления серы из ДГ:
• «Мокрые» и «сухие»;
• Не регенеративные и
регенеративные;
11
Мокрые технологии
(не регенеративные)
• Мокрая очистка дымовых газов
дешевыми сорбентами — известью
или известняком без регенерации
отработанного сорбента (требует
больших количеств известняка);
• В этой технологии гипс не
выбрасывается в атмосферу вместе
с дымовыми газами, как в котлах с КС,
а осаждается под камерой окисления.
12
13
Недостатки
• Невысокая скорость реакции
сорбента СаО с сернистым
ангидридом S02;
• Интенсивнее.зарастание стенок
аппаратуры отложением солей;
14
Усовершенствование
технологии
• Введение в известковую суспензию
(4-8)% оксида магния:
• Увеличивает растворимость сорбента;
• Повышает скорость реакции CaO и SO2
и эффективность очистки;
• Замедляет скорость зарастания
аппаратуры;
15
• Эффективное предложение:
• В качестве сорбента использовать
уловленную в мокром скруббере
золу (щелочной агент);
• Эффективность очистки дымовых
газов достигает 90 % по S02 и 99,7
% по золе.
16
Регенеративные способы
Сухая десульфуризация ДГ
• Тонкое распыление щелочного
реагента (известковой суспензии)
в потоке горячих дымовых газов,
подаваемых в распылительную
сушилку.
17
18
• 1 – распылительная сушилкаабсорбер; 2 – рукавный фильтр; 3 –
вентилятор; 4 – дымовая труба; 5 –
смеситель.
• Линии: I – подогретый воздух; II –
дымовые газы (ДГ); III – известь; IV
– уловленная зола; V –
отработанный поглотитель и зола;
VI – сульфиты и сульфаты натрия в
виде сухих остатков.
19
Оксиды азота
• Концентрация оксидов азота
зависит от режима и организации
процесса горения, т.е. от
концентрации кислорода и
температуры процесса.
20
Снижение выбросов NOx
• Выравнивание температурного поля в
топке(особенно, в горизонтальном
сечении);
• Увеличение подачи рециркуляционных
ДГ в центральные горелки относительно
крайних;
• Подача рециркуляционных ДГ с
топливом (происходит снижение NOx на
45,4%, а если с воздухом – 22,7%).
21
• Содержание NOx в ДГ –
(250-1800) мг/нм куб
• Удаление NOx из ДГ осуществляют 2
путями:
• 1) улавливание и получение товарной
продукции (азотная кислота или ее
соли);
• 2) разрушение NOx до нетоксичных
соединений.
22
Разрушение NOx до нетоксичных
соединений
• 1) Озонирование;
• 2) Электроннолучевая обработка
ДГ;
23
Электроннолучевая обработка ДГ
Преимущества
• ДГ одновременно очищаются от
S02 и N0х;
• Сухой метод очистки позволяет
избежать жидких отходов,
проблемы удаления шламов,
повторного нагрева газов;
24
• Эффективность улавливания S02 и
N0х превышает 90 % по каждому
оксиду;
• эта технология позволяет получать
порошкообразную смесь побочных
продуктов — прекрасные
удобрения сульфата аммония
(NH4)2S04 и нитрата аммония
NH4N03.
25
Электроннолучевая обработка ДГ
Недостатки
• Дополнительное потребление
энергии – 2,3% мощности станции;
• Необходимость создания
радиационной защиты;
26
Сухая технология
• Адсорбция S02 и N0х из ДГ в
топках КС, сорбент - Na2CO3 и
Al2O3;
• Al2O3 – восстанавливается,
Na2CO3 переходит в NaOH,
с помощью которого происходит
улавливание N0х и
концентрирование S02 и H2S.
27
Оксиды углерода
(улавливание, захоронение или
утилизация С02
• С02 сжижать под большим
давлением и по трубопроводам
направлять в море, где он, будучи
тяжелее воды, будет
концентрироваться на больших
глубинах.
28
СО
• Переводят в настоящее время в
СО2 благодаря автоматизации
процессов сжигания топлива, т.е.
соблюдение соотношения и
режимов горения.
29