Проблема снижения выбросов соединений серы с дымовыми газами ТЭС и методы ее решения
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
ной башней вызвана тем, что взаимодействие карбоната кальция СаСО3 с диоксидом серы S02 происходит эффективно только при относительно низких температурах (приблизительно 50 С).
Рис. 7 Принципиальная схема включения сероочистки, работающая по МИС
1, 2 - дымососы; 3 - регенеративный газовый подогреватель (РГП); 4 - промывочная башня (абсорбер или скруббер); 5 - дымовая труба; 6 - байпасная линия.
В то же время температура уходящих газов перед дымовой трубой должна быть не ниже 70-80 С. Для регулирования температуры уходящих газов предусмотрена байпасная линия 6. Для подачи очищенных газов в дымовую трубу используется вспомогательный дымосос 2.
Принципиальная схема установки МИС с абсорбером представлена на рис.8. Основным элементом МИС является абсорбер. Дымовые газы поступают в нижнюю часть абсорбера и движутся снизу вверх, проходя последовательно две зоны очистки: первую 1, где происходит реакция связывания S02 последовательно в слое частично отработанного известняка, и вторую 2, где очистка осуществляется в зоне свежей известняковой суспензии. Затем газы проходят зону промывки технической водой 3, где удаляются механические включения. Далее очищенный газ подается в каплеуловитель 4, где он практически полностью освобождается от капель воды. Образовавшиеся частицы CaS03 поступают в нижнюю часть абсорбера, где в результате барботажа воздуха доокисляются в гипс. Из нижней части абсорбера суспензия гипса подается в гидроциклон 10, в котором происходит отделение суспензии гипса от воды, а более мелкие частицы известняка с водой возвращаются в абсорбер. Для повышения эффективности связывания SO2 и снижения расхода известняка в абсорбере обеспечена многократная циркуляция известняковой суспензии с помощью циркуляционного насоса 6.
Рис.8 Принципиальная схема включения сероочистки, работающая по МИС
1-первая зона очистки в слое частично обработанного известняка, 2 - вторая зона очистки газов в слое свежей известняковой суспензии; 3 - зона промывки газов от механических частиц; 4 - каплеуловитель; 5 - воздуходувка; 6- циркуляционный насос; 7 - дробилка извести; 8 - мешалка; 9 - насос подачи известняковой суспензии; 10 - гидроциклон.
Технология имеет два главных достоинства определяющих ее первенство:
.Используется наиболее дешевый реагент, запасы которого имеются практически в любом регионе.
.Реагент и расход сероочистки гипс не отравляет окружающую среду при любых возможных авариях.
Известняк можно заменить известью, комовой или пушонкой, которая имеет более высокую реакционную способность по сравнению с СаС03, что позволяет несколько уменьшить расход воды на орошение абсорбера и размеры самого аппарата.
Современные системы автоматизации процесса сероочистки позволяют практически полностью использовать реагент, обеспечивая его избыток над стехиометрическим количеством на уровне не более 5 - 7%. Для организации процесса сорбции, учитывая склонность сульфит-сульфатных солей к образованию отложений, применяют полые аппараты с минимальным числом оборудования в активной зоне, а внутренние поверхности этих аппаратов гуммируют.
Получаемый гипс CaSC > 2Н20 имеет высокие товарные качества (белизну и 95 - 97% чистоту), что позволяет использовать его для производства цемента, а также других строительных материалов и деталей. На Губкинской ТЭЦ, где работала последняя отечественная опытно-промышленная установка, из безводного сульфата кальция, получаемого после соответствующей переработки гипса, было налажено производство строительных гипсовых камней.
Расчеты, выполненные для энергоблока мощностью 200 МВт, сжигающего донецкий промпродукт с приведенной сернистостью 0,125% кг/МДж, дают представление об удельных капитальных вложениях в зависимости от норматива выброса диоксида серы (табл. 4 [7].
Таблица 4.Удельные капиталовложения в зависимости от норматива выброса диоксида серы для донецкого угля
Удельный выброс диоксида серы, г/МДжТребуемая степень сероочистки, %Удельные капиталовложения, дол/кВтпри одном абсорбере на блокпри одном абсорбере на два блока0,08 (норматив Европейского союза)96,91221030,3 (ГОСТ Р 50831-95)88,3109,993,10,15-0,16 (норматив принятый на Украине)94,1117,799,7
Приняв норматив удельного выброса диоксида серы равным 0,15-0,16 г/МДж и среднее значение приведенной сернистости угля, получаем, что абсолютные капитальные вложения в сероочистку на два энергоблока мощностью по 200 МВт равны 39,88 млн. дол., т. е. 19,94 млн. дол. на один энергоблок. Индивидуальная сероочистка на энергоблок потребует капиталовложений в сумме 23,54 млн. дол., что на 18% дороже.
Продажа гипса может за 9 - 10 лет возместить капитальные вложения в сероочистку. При складировании гипса себестоимость производства электроэнергии увеличивается на 5 - 6 коп/(кВт-ч).
Поскольку известняк и известь имеют низкую растворимость в воде, для обеспечения эффективной сероочистки в полых абсорберах требуются большие удельные расходы суспензии. Это приводит к применению насосов большой мощности для орошения абсорбера и увеличению расхода электроэнергии на собственные нужды на 3,5-4,0%. Современные способы организации процесса контакта дымовых газов с реагентом позволяют снизить этот расход в 1,3-1,5 раза.