Комплексные системы подавления токсичных продуктов сгорания сероочистки, азотоочистки и золоулавливания почти на 100%.

Совмещение всех этих технологий представляет большую сложность и сильно зависит от качества исходного топлива и способа его сжигания. Высокая эффективность и минимальная цена достигается на немецких и японских электростанциях (самые низкие цифры в мире при самой высокой эффективности очистки).

Требуется проектирование, изготовление и настройка энергоблока строго под определенное качество топлива, смена которого предусматривается, либо связано с реконструкцией ЭБ (что очень дорого), либо с ухудшением экологических показателей (опасно). В этом случае местная власть может закрыть электростанцию.

Критические противоречия, удорожающие комплексную очистку газов и ее надежность при жестких экологических стандартах ЕС:

1. Необходимость установки азотоочистки связана с тем, что топочными методами не удается достичь европейских стандартам на концентрацию оксидов азота при сжигании КУ (200 мг/м³), Берлинских стандартов (100 мг/м³). Используются вихревые топки, позволяющие снижать концентрацию оксидов азота за топкой до 70-80 мг/м³ (пока это закрытые проекты без публикаций).

2. Однако, газы перед ректором азотоочистки должны иметь температуру 280-320 ^оС, что соответствует температуре газов между ВЭ и ВП. Если реакторы сероочистки ставят перед азотоочисткой, то температура газов на выходе из нее составляет 120-140 ^оС, а в лучшем случае 70-80 ^оС. Следовательно, перед подачей газов в реактор азотоочистки газы нужно нагревать, а потом охлаждать до 110-120 ^оС (если газы идут в дымовую трубу), либо до 70-80 ^оС (если идут на градирню).

3. На азотоочистку нельзя подавать газы, которые содержат оксиды серы, HF и HCl, которые содержатся в продуктах сгорания более, чем у половины всех твердых топлив. Иначе катализаторы сероочистки выйдут из строя в течение 1 месяца – 1 года. Т.к. они стоят несколько процентов от стоимости всей электростанции, то оно черевато экономическими потерями. Для большинства энергетических углей на азотоочистку поступают охлажденные газы, которые требуют нагревы. Азотоочистка может удовлетворительно работать при невысокой концентрации оксидов серы с увеличением объема заменяемого материала, но это делается только тогда, когда на азотоочистку идет только часть газов, а не весь объем. Многие энергетические компании делают именно так.

4. Катализаторы не выносят мелкой летучей золы. Поэтому газы должны быть очищены от летучей золы, что их охлаждает до 150 ^оС.

5. Необходимо предусматривать возможность работы котла с отключенным катализатором, либо искать такой сегмент рынка электроэнергии, на котором время откючения катализатора будет совпадать со временем пуска-останова. Такая задача была решена в конце 70 начале 80 гг. (к 1982 году) в западно-берлинской ТЭЦ Reuter HKW на двух энергоблоках мощностью 280 МВт с теплофикационными турбинами соответствующей мощности. На данной электростанции было впервые в мире гарантировано снижение оксидов азота до 100 мг/м³ для оксидов азота, серы и угарного газа и до 10-20 мг/м³ для золы для любых топлив, кроме мазута на постоянном уровне эксплуатации.

21.06.1982 г. – новые стандарты на выбросы электростанции в Германии («витрина западного мира») на каменном угле, которые сжигаются с образованием жидкого шлака с достаточно высоким содержанием оксидов серы. Котлы не были предусмотрены на достижение этих результатов (были на уровне наших отечественных котлов).

В топке была сделано среднее между 2 и 3-х стадийное сжигание кольцевой топки с верхним расположением горелок с жидким шлаком, увеличена зона восстановительной атмосферы. Далее для получения низкой концентрации золы (10-20 мг/м³). На крыше устанавливаются дополнительные электрофильтры, меняют основной электрофильтр.

Далее газы пустили на сероочистку на два U-образных реактора. Перед этим газы охлаждают предварительно в газогазовых теплообменниках, где сначала газы дополнительно охлаждают, отдавая теплоту газам поле сероочистки. После этого они идут прямо в дымовую трубу или их часть, либо весь объем проходит азотоочистку. На входе в газогазовый теплообменник стоит специальная горелка, которая догревает газы до необходимой температуры, далее они охлаждаются до 120 ^оС и идут в дымовую трубу.

+ Рекордные показатели

- Дорого

Для удешевления системы, соблюдения стандартов очистки на крупных угольных энергоблоках ЕС перевели на сжигание качественных кондиционированных углей с A<8-10% и с умеренным содержанием серы. В этом случае чаще всего применяется схема с двумя байпасами: реакторы азотоочистки с подачей 50-60% всех газов и с байпасированием реактора мокроизвестняковой очистки.

В лучших схемах на некоторых электростанциях оснащаются системы внутренней регенерации теплоты газов в установках сероочистки подобной той, какова была предложена Е.В.Волковым на кафедре ТЭС в 1972-1973 гг.

1. Предварительный подогрев водой

2. РВП

3. Часть газов после ВЭ из топки (3) дополнительно подогревается до нужной температуры с помощью специальных горелок (4), газы могут идти на реактор азотоочистки (5), который может останавливаться. (6) – это электрофильтры. Газы (при снижении концентрации HF, HCl, оксидов серы) идут в дымовую трубу через (7), а если кислот много, то часть газов проходит башенный реактор (8). Изюминкой схемы является то, что вокруг (8) идет замкнутый цикл воды, ей дымовые газы охлаждаются до точки росы, а затем циркуляцией этой воды снова нагреваются (!).

Американские инженеры предложили более простую и дешевую схему для малозольных каменных и бурых углей, сжигаемых в топках с жидким шлаком. Топлива сжигаются по 3-х стадийной схеме или в восстановительной атмосфере, затем поступают в реактор азотоочистки (СКР). Летучей золы в газах мало. В газоходе перед реактором ставят примитивные улавливатели золы. Далее газы идут на РВП (air heater) и далее идут на рукавные фильтры (fabric filter), где улавливаются остатки золы. Далее дымосос и башенный скруббер сероочистки с улавливанием ртути.