4 Азот тотықтары шығарындыларын есептеу

Қатты, сұйық және газтәріздес отынды жағу кезіндегі әр қазаннан түтіндік газдар арқылы шығарылатын азот тотықтарының жалпы мөлшері. Бу өндіргіштігі 30 т/сағ-тан жоғары қазандар үшін арналған

Мұндағы В - отын шығыны, г/с, т/жыл;

К- азот шығысын сипаттайтын коэффициент (кг/гр ш.о).

Бу өндiргіштігі Д 200т/сағ тең және одан жоғары болатын, газ және мазутты жағу кезінде жүктемелердің барлық ауқымындағы қазандар үшiн арналған

мұндағы, Дн, Дф қазанның (корпустың) номиналды және нақты буөндіргіштігі, т/сағ;

Буөндiргіштігі 30 –дан 200 т/сағ-қа дейін қазандар үшін

Су жылытқыш қазандар үшін:

Q_н и Q_ф - қазанның номиналды және нақты жылулық өнiмдiлiгi, ГДж/ч.

q₄ - механикалық шала жанудың әсерінен жылудың ысырабы ,%

₁ – азот тотықтарына шығатын жандыру отынының сапасын ескеретiн әсер коэффиценті

_т 1,25 жағдайында ₁=0,178+0,47 N^г ,

_т 1,25 жағдайында ,

мұндағы N^г - отында жанармай массасындағы азоттың құрамы, %

₂ - оттықтардың құрылымын ескеретiн коэффициент: тураағынды үшін ₂ = 1, вихрлі үшін ₂ = 0,85;

₃ – қож шығарудың түрінің коэффиценті;

- от жағуға олардың беруiне байланысты айналып шығатын газдарын әсерiн сипаттайтын тиiмдiлiк коэффиценті. Төмен температурада отынды жағу = 0;

- негiзгi шiлтерлерiнен басқа ауаның бiр бөлiгiнiң беруiнiң жанында азот тотықтың шығуларын сипаттайтын сұйылту коэффиценті, сызба бойымен анықталады;

r – түтiндік газдардың рециркуляция дәрежесi, %

- азоттазартқыш қондырғыдағы ұсталатын азот тотықтарының үлесі;

- азоттазартқыш қондырғының және қазанның жұмыс істеу уақыты,сағ/жыл;

30 т/сағ кем емес азот тотығын шығаратын өнімділігі шағын қазандар үшін есептеледі

К - 1 ГДж жылуда қалыптасатын, азоттың тотықтарының сипаттайтын саны кэффиценті;

 – техникалық шешiмді қолдану нәтижесiнде азот тотықтарының шығуларын дәрежесiн төмендетудi ескеретiн коэффицент.

5 Басқа зиянды шығарулардан түтіндік газдарды тазарту

Органикалық отындарды жағуда пайда болатын басқа да зиянды шығулардың арасында көміртек тотығы мен бензопирен ең үлкен мағынаға ие. Табиғи газдың жануы өнiмдердегi көмiртек тотығының шоғырлануын шамамен 0,02% құрайды, q₃=0,1% химиялық кем жанудан болатын жылудың ысырабымен бiрге жүредi. Бұл шама әдетте қазанның жөндеушiлерi және қолдану кезiндегi персоналдың ерекше iлтипат тартпайды. Сонымен бірге, 10⁷ м³/күн табиға газды жағатын тәртіпте жұмыс жасаған жағдайда 30-40 т/күн көміртек тотығы атмосфераға түседі.

Әдеттегідей, қазан қуатының азаюымен шығатын газдағы көміртегі тотығының шоғырлануы өседі. Көмiртек тотығының ауада шоғырлануы жағдайында улау- 0, 01-0, 02 % , есінен талу- 0, 2 %.

Жану өнімдеріндегі көміртегі тотығының шоғырлануына әсер етеді: қазан қуаты, отын түрі, оттық камерасының аэродинамикасы, ауа-отын ағынын араластырудың тиiмдiлiгi, алаудың температурасы, алауға қатысты қыздыру бетінің орналасуы және басқа.

Химиялық кем жануды нөлге дейiн азайту, демек, көміртек тотығы шығуын азайтатын тәртіпке оттық камерасын келтіру керек.

Көміртек тотығының шығуын есептеу

Әр қазанның атмосфераға түтiндік газдармен лақтырып тасталатын жағуда қатты, сұйық немесе газ тәріздес отынмен анықталады.

Әр бір қазанмен қатты, сұйық немесе газ тәріздес отынды жаққандағы атмосфераға шығатын түтіндік газдардағы көміртегі тотығының көлемі, есептеледі

С_СО – қазаның эксплуатциялы жұмыс кезеңіндегі қатты, сұйық немесе газ тәріздес отынды жаққандағы шығарылымы, кг/т немесе кг/1000 м³;

В – қарастырылып отырған кезеңдегі отынның шығыны, т/жыл, 1000 м³/жыл;

q₄ – химиялық кем жану шығындары

q₃ – химиялық жанудан жылудың жоғалтуы, %;

R – отынның химиялық толық жанбауы әсерінен, түтіндік газдардағы шала жану өнімдерімен шартталған, жылудың жоғалу үлесін ескеретін коэффицент. Қатты отынға R = 1, газдарға R = 0,5, мазутқа R = 0,65;

- төмен жану жылулығы, кДж/кг.

Бензапиреннің ацетелиннен және басқа көмірсутегілерден жасалу тетігі

Ацетилен: 10С₂Н₂ → С₂₀Н₁₆ + 2Н₂

Метанның пиролизы: 20СН₄ → 10С₂Н₂ + 30Н₂ → С₂₀Н₁₅ + 32Н₂

Бенз(а)пирен жану режимдерінде күйе қалыптасумен қатар қалыптасады. Оның көлемі оттықтағы ауаның артығына, алау температурасына байланысты. Жақсы реттелген жағу құрылғысында бенз(а)пирен шығарылымы 0,4 ∙ 10^-4 мкг/м³ жану өніміне асады. Бенз(а)перин ацетонда, бензолда, толуолда және басқа еріткіштерде жақсы ериді. ФПП – 15 мата сүлгілерімен ұсталуы мүмкін.

Кез-келген оттық - қазан, пеш, кептiргiш зиянды заттардың шығуларын минимумды қамтамасыз ету мақсатымен жөндеуден өтуi керек және экплуатациялық қызметшiлер үшiн режимдi картаны құрастыру керек.

8 Атмосфераға шығатын қатты шығарулар

ЖЭС негізгі қатты шығарулары күйе, күл және қож болып табылады. Қоршаған ортаның басты ластаушысы болатын күлдің қалыптасу жағдайын қарастырайық.

Қатты отынды жағу процесіндегі микроэлементтердің жағдайы отынды жағу тәсіліне, осы процестің тұрақтылығына және процестің өту жағдайына байланысты. Себебі, микроэлементтер осы жағдайларға байланысты. Сол себепті ұсақ аэрозолды бөлшектердің атмосфераға шығарылуын азайту үшін, қайнату камерасындағы температура көлемін азайту керек.

Ұшатын күйелердің анализ нәтижесі, марганец, барий, ванадий, никель, мыс, мышьяк, күкірт үлкен көлемде, алюминий, магний, натрий, молибден, цезий айдалады.

Оттықта көмірді жағу кезінде, күлұстағыш қондырғы арқылы өтетін бөлшектерді айдау аэрозольды бөлшектердің улануына алып келеді. Хром, ванадий, мыс, бор и никель әрқашанда ұшпа күлдің жіңішке фракцияларында концентрацияланады.

Төмен температурада жану кезінде микроэлементтердің бір бөлігі қатты фазамен ұсталады.

Күлдің физико-химиялық құрамы

Күл – температура 800 °С кезінде оттегінің қатысуымен отынның тұрақты массасына дейін тескен кезде пайда болатын қалдық.

Барлық күлдің бастапқы фазасы болып 60% және одан жоғары әйнек SiO₂ болып табылады. Кристаллды фаза әр түрлі мөлшердегі кварцтан, гематиттен, магнетиттен және силикатты кальциде ұсынылған.

Күлдің негізгі сипаттамалары: тығыздығы, дисперсті құрамы,меншікті электрлік кедергі, жабысқақтығы, сулануы, абразивтілігі.

Тығыздық шашыранды және нақты деп бөлінеді. Тығыздықтың сандық мәні – 1900-2500 кг/м³.

Дисперсті құрамы отынның табиғатынан, шаңдайындау мен шаңжағудың технологиялық процестерінен тәуелді.

Қиын үгітілетін қоспалары бар отын үгіту және жағу нәтижесінде ірі дисперсті күлді тудырады.

Күлділігі аз отындарда күлділігі жоғарыдан қарағанда ұсақ дисперсті күл болады.

Фракция дегеніміз жоғары және төменгі шекте қабылданған, анықталған интервал мәндерінде орналасқан, өлшемдері бар бөлшектердің бөлігі. Шаң құрамының фракциялық кестесі дисперсиялық анализ нәтижесі бойынша құралады.

Жабысқақтық – әр түрлі макроскопиялық беттермен және бір-бірімен күл бөлшектерінің жабысу төзімділігі, ол сәйкесінше адгезиялық және аутогезиялық қасиеттермен анықталады.

5.1 кесте - Екібастұз көмірінің фракциялық құрамы.

Адгезиялық қасиеттер қабырғаларда немесе газтазалағыш қондырғылардың фильтрацияланатын беттерінде отырып қалған бөлшектердің тек моноқабатында кездесе алады.

Күлұстағыш жүйенің эксплуатациялық сенімділігі аутогезиялық қасиеттерден тәуелді. Күлұстағыш жүйенің кең таралған бұзылулардың бірі ұсталатын өніммен (күлмен) аппараттардың бөлшектей немесе толық бітелуі.

Жабысқақтық қасиеті құрғақ инерциялық КҰА және маталы күлұстағыш жұмысына үлкен әсерін тигізеді. Жабысқақтық көп болған сайын, құрғақ КҰ жұмысы қиын болады.

Абразивтілігі. КҰА абразивті тозудың қарқындылығы бөлшектердің өлшемі мен қаттылығынан тәуелді.

Өткір ұштары бар бөлшектер дөңгелек формалы бөлшектерден қарағанда металды 10 есе жылдам бұзады. Өлшемі 90 мкм болатын күл бөлшектері металдың максималды тозуына әкеледі.

Екібастұз көмірі үшін күлдің абразивтілігі 8,8∙10⁹ тең, ал Челябинск үшін - 4∙10⁹.

Күл бөлшектерінің қабатының меншікті электрлік кедергісі (МЭК) – газдардың электрлік тазалағыш қондырғыларының жұмыс тиімділігіне әсер ететін қасиет.

МЭК бойынша күл 3 топқа бөлінеді :

1) g < 10² Ом∙м, берілген топтағы күл төменомды деп аталады. Мұндай күл құрамында жанбаған көміртегінің көп мөлшері болады, және электрфильтрларда нашар ұсталады;

2) 10² < g < 10⁸ да толық ұсталады;

3) g > 10⁸ , күлэлектроизолятор болып келеді және «жоғарыомды» деп аталады.

Сулануы – күлдің сумен реакцияға түсіп сулану қасиеті. Бұл қасиет ылғалды КҰ жұмысына әсерін тигізеді. Сулану жаұсы болған сайын, КҰ тиімділігі жоғары болады.

Ылғалды күлұстау кезінде күлде сілті түзуші қышқылдардың болуы негізгі орынды алады. Оның негізін кальций тотығы құрайды. Күлде кальций тотығының 15-20 % -дан жоғары болуы күлдің цементтенуіне әкеледі және күлұстағыш жұмысы мүмкін болмайды.

Бақылау сұрақтары:

1. Күкірт оксидтерінен газды тазартудың негізгі әдістерін атаңыз.

2. Азот оксиді пайда болуының шарттарын атаңыз.

3. Азот оксиді пайда болуының өсуіне нелер әсерін тигізеді?

4. Азот оксидтерінен газды тазартудың негізгі әдістерін атаңыз.

5. Канцерогенді заттар дегеніміз не, және олардың пайда болуы?

6. Атмосфераға шығатын қатты шығарындыларға не жатады?

7. Күл жабысуы дегеніміз не?

8. Газтазалау қондырғылары жұмысының эффективтілігі неден тәуелді?

9.Күл бөлшеігі дисперсті құрамының фракциясын анықтаудың тәсілдерін атаңыз.

Дәріс 6 – Күлұстау әдістері – 5 сағат

Жоспар:

1. Күлұстағыш классификациясы

2. Күлұстағыш жүйесінің тиімділік бағасы

3. Газдарды құрғақ инерциялық тазалау аппараттары

4. Циклонның есебі

5 Газдарды дымқыл тазалау аппараттары

6. Электрлі сүзгілерде тозаңды ұстау принциптері

1. Электрлі сүзгіде күлді ұстау деңгейін жоғарлату жолдары

7. Маталық сүзгілер

Бақылау сұрақтары