Інжиніринг

Сухий спосіб зниження SOx

Сухий, адитивний спосіб, найбільш широко використовується в поєднанні з очищенням газів за допомогою тканинних, фільтрувальных елементів фільтру. Принцип цього методу полягає в дозуванні добавок адитиву на основі Са2+ (найчастіше гашеного вапна Ca(OH)2, але на основі Na+ (NaHCO3) в потік димових газів що надходять в димохід або в реактор, в яких і відбувається інтенсивне змішування добавки з продуктами згоряння та протікає первинна реакція.

Вторинна реакція відбувається на фільтрувальний поверхні тканинного елемента, яка особливо інтенсивна в фільтрах, що використовують регенерацію засновану на інтенсивній, вентиляторній продувці.

Цей метод використовується для знесірення менших джерел згоряння і для зменшення HCl, HF, діоксидів та інших газоподібних забруднювачів.

При знесіренні, ефективність досягає 75%, для зниження HCl і HF більш ніж 90 %.

Наведена методика має дуже низькі інвестиційні витрати, але її недоліком є більш низька ефективність і більш високе споживання адитивної добавки.

Іноді вигідніше, цей метод використовувати для інтенсифікації процесів, коли шляхом розпилення води в реакторі ми можемо досягти більш високої ефективності і зменшення споживання адитивної добавки.

Полуcухий спосіб зниження SOx

Іншим, використовуваним методом, є так званий напівсухий спосіб знесірення. Цей метод найкраще, в основному, використовувати для електроблоків зі встановленою потужністю мах. до 300 МВт. Він характеризується в першу чергу тим, що продукт сіркоочистки може постійно зберігатися на звичайному звалищі, але не дуже підходить для подальшого використання в якості вторинної сировини.

Принципово це простий процес, легко здійсненний на практиці. Розпиленням води в потоці димових газів, їх температура знизиться до температури на 10-20 °C нижче, ніж температура насичення димових газів (через конденсацію димових газів і появи низькотемпературної корозії в димоході) а до димових газів, у вигляді порошку або водної суспензії, додається Ca(OH)2.

Перевагою цього методу є реакційна здатність реагенту на інші, газоподібні, забруднювальні речовини, такі як соляна кислота або фтористий водень і, отже, до їх часткового видалення з продуктів згоряння.

Мокрий спосіб зниження SOx

В даний час, найбільш широко використовуваним методом, є так зване “вологе вапнякове прання”. Це найбільш широко використовуваний метод у вугільній енергетиці, та більше того, сьогодні це єдиний використовуваний спосіб на сучасних електростанціях. Основною відмінністю від попередніх методів, є мокре омивання потоку димових газів реакційним реагентом в реакторі, одночасно з утворенням так званих кінцевих продуктів (енергогіпсокамінь), який в подальшому, може бути використаний в якості вторинної сировини в будівництві, в якості основи при будівництві дорожніх покриттів або для виробництва, наприклад, гіпсокартонних плит.

Весь процес складається з декількох підпроцесів, які реалізуються в окремих зонах реактора знесірювання. Цей реактор часто називають поглиначем. Основним принципом є подача неочищених, димових газів в абсорбер, де на декількох рівнях, відбувається їх обприскування вапняковою суспензією. Проект конструкції, кількість обприскувальних рівнів і вибір типу форсунок, в основному виходить з CFD моделювання для досягнення найбільшої міжфазової площі реагенту і димових газів сприяють найбільш досконалому очищенню.

Очищений димовий газ потім, йде через верхню частину поглинача в існуючу димову трубу електростанції. На виході цих димових газів з абсорбера, як правило, проводиться безперервне вимірювання не тільки емісійних показників викидів димових газів, але, головним чином їх температури з тим, щоб вона була завжди, принаймні, на 10 °C вище, ніж температура точки роси димових газів при даному тиску.

На практиці, вона коливається в межах 68-58 °C. Абсорбер зазвичай являє собою металевий контейнер з внутрішньою, в кілька шарів – прогумованою поверхнею. Рівнів обприскування завжди не менше 2, але на практиці їх буває частіше 3. Над цими рівнями обприскування знаходиться, так званий сепаратор крапель, який знижує вагову втрату води в димових газах а тим самим і втрати робочого матеріалу.

Це, як правило, жалюзійні решітки з форсунками для обприскування, яке автоматично виконується системою ASPTP протягом декількох десятків хвилин. Нижня частина поглинача має дно, в котрому залишається певний рівень гіпсової суспензії. У цих місцях в поглинач вводиться окислювальне повітря від змішувачів окисного повітря. Крім того, тут розміщуються абсорбційні змішувачі для змішування суспензії і створення більш сприятливого середовища для окислення.

Ця вапняково-гіпсова суміш постійно рециркулюється великими рециркуляційними насосами і подається у верхні частини рівнів обприскування. Через абразивне середовище ці труби завжди виготовляються зі скловолокна, що називається FRP.

Кінцевий продукт, після обприскування димових газів, перекачується витяжними насосами в аварійні ємності або в відстійники, де відбувається загустіння суміші та підготовка для її подальшого відвантаження.

Цей метод є дуже якісним і ефективним, але вимагає великих просторів для вапнякового господарства, по забезпеченню технологічною водою для промивання всіх насосів, нових будівель з ємностями для зберігання гіпсової та вапнякової суспензій і ще багатьох інших матеріалів необхідних для безперервного очищення потоку димових газів.

Рівень ефективності даного методу, часто доходить до 98,5 %. Звичайний рівень pH, для правильного здійснення процесу знесірення, в практиці як правило становить близько 5-5,5.

Кінцевий продукт потім дістають так, що з накопичувальної частини абсорбера суспензія перекачується витяжними насосами в змішувальне відділення, для зневоднення. Зі змішувального відділення вона відводиться до згущувачу який на практиці здатний зневоднювати суспензію до 30% hm. води.

Денітрифікація димових газів

Денітрифікація означає скорочення забруднювальних речовин, в димових газах, перш за все сполук NOx. Ці сполуки утворюються при спалюванні палива при високих температурах (понад 1100 °C), коли найбільш сильно виникають термічні сполуки азоту. До димових газів, шляхом розкладання, додаються паливні з’єднання, пов’язані саме в пальному паливі.

Сьогодні використовуються 3 різних способи зниження цих забруднювачів (так звані первинні методи зниження Nox):

1. Заходи, що регулюють саму систему згоряння
2. Конструктивне втручання в камеру згоряння
3. Поєднання двох попередніх методів

Основними елементами, для первинного скорочення оксидів азоту, є заходи, що регулюють саму систему згоряння. До них відносяться, наприклад, рециркуляція димових газів, спалювання з низьким коефіцієнтом надлишку повітря, який контролюється системою ASŘTP на основі динамічних умова самого горіння, або різні експлуатаційні значення температур на окремих рівнях камери згоряння.

Другий спосіб зменшення цих оксидів-це структурне втручання в саму камеру згоряння. Це, перш за все, заміна існуючого пальника на низькоемісійну, ступінчаста подача повітря для горіння, конструктивне рішення мертвих кутів камери і т. д.

У третьому використовуваному принципі, застосовуються різні методи, що об’єднують попередні дві категорії, і це найчастіше зміни контурів помелу палива разом з регуляцією первинної подачі але перш за все – вторинного повітря в камеру згоряння.

Інші методи зниження NOx в основному засновані на впорскуванні добавок адитиву, на основі аміаку або сечовини, в потік димових газів.

Селективне, некаталітичне зниження NOx

Селективне, некаталітичне зниження полягає в створенні умов, при яких впорскуються в котел аміак або сечовина вибірково (переважно) що знижують кількість оксиду азоту з утворенням елементарного азоту і водяної пари.

Ефективність зниження NOx становить від 40 до 60%. Відмінною особливістю цього методу є те, що він працює в котлі в діапазоні температур від 900 до 1050 °C.

Використання аміаку в якості відновника має деякі недоліки. Аміак, це небезпечне для здоров’я людини речовина, що вимагає більш складного технологічного обладнання для його зберігання і обробки.

При виникненні його витоку, все навколишнє середовище насичуєтья неприємним запахом та виникає з’єднання аміаку і сірки, котре викликає небажаний наліт на обладнанні. З цих причин, для деяких процедур, замість аміаку використовується сечовина.

Селективне, каталітичне зниження NOx

Селективне, каталітичне скорочення NOx засноване на тих же хімічних реакціях, як і попереднє некаталітичне скорочення, але завдяки каталізатору, реакції протікають при температурах від 300 до 400 °C. при цьому,аміак впорскується в димові гази, які згодом направляються в каталітичний реактор, в якому оксиди азоту, що містяться в димових газах, знову перетворюються в азот та водяну пару.

Ефективність зниження NOx-знаходиться в межах від 80 до 90 %. Каталізатори найчастіше виготовляються з оксидів ванадію, молібдену, вольфраму та їх комбінацій. Їх вартість досить висока, а термін служби, навпаки, досить низький.