Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный технологический

университет растительных полимеров

Кафедра охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов

Курсовая работа по дисциплине «Техника защиты окружающей среды»

на тему: Расчёт аппарата для очистки выбросов от диоксида серы.

Выполнила:

студентка 840 группы

Назарова Е.В.

Руководитель:

ассистент

Александрова Т. А.

Санкт-Петербург

2012 Содержание

2

Введение 2

1.Условия образования оксидов серы при сжигании топлива 3

2 Очистка дымовых газов от оксидов серы 5

2.1 Известковый метод 5

2.2 Магнезитовый метод 6

2.4 Сухие методы очистки газов от SO2 7

2.6 Абсорбционная очистка газов 8

Расчёт абсорбера 25

Вывод 34

Введение

В настоящее время тепловой энергетике принадлежит определяющая роль в производстве электроэнергии. К числу важнейших проблем, связанных со сжиганием органического топлива на ТЭС, в первую очередь относятся выбросы в окружающую природную среду вследствие невозможности организации безотходного производства. Энергетика сегодня поставляет в атмосферу 23,3% суммарных выбросов от стационарных источников в РФ. Котлы тепловых электростанций и котельных являются наиболее крупными загрязнителями атмосферы и одними из основных источников выброса в атмосферу оксидов азота, углерода и серы. Данные вещества оказывают неблагоприятное воздействие на экологическую обстановку промышленно развитых регионов, а также на общее состояние биосферы. Наличие вредных газообразных продуктов сгорания органических топлив в атмосфере приводит к образованию фотохимических смогов, коррозии металлоконструкций, эрозии почвы, уничтожению флоры, возникновению различных заболеваний у людей. Рассматривая воздействие ТЭС на атмосферу, растительный и животный мир, имеют в виду прежде всего выбросы тех веществ, на которые установлены ПДК в воздухе населённых мест. При сжигании природного газа это – оксиды азота (NO, NO₂), оксид углерода (СО) и бенз(а)пирен (С₂₀Н₁₂), причем токсичность уходящих газов связана практически только с оксидами азота, так как концентрация бенз(а)пирена ничтожно мала. Образование оксида углерода при сжигании природного газа и мазута минимизируется путем рациональной организации топочного режима.При сжигании твердого и жидкого топлива добавляются оксиды серы (SO₂, SO₃) и зола, причём в серосодержащих топливах 9798% серы окисляется до SO₂, а остальные 23%  до SO₃. Поэтому все выбросы оксидов серы тепловыми электростанциями при оценке загрязнения атмосферного воздуха определяют в виде SO₂. Все перечисленные загрязняющие вещества являются токсичными, негативно воздействуют на организм человека.

В связи с этим в отечественной энергетике становится особенно актуальной проблема сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и очистки дымовых газов от оксидов азота и серы. В настоящее время по этому вопросу уже накоплен определённый опыт. В данной работе рассмотрены основные мероприятия по снижению выбросов SO₂ при сжигании твёрдого топлива(угля), а также возможные варианты технологических схем очистки дымовых газов, предложенные в России и за рубежом.

1. Условия образования оксидов серы при сжигании топлива

Содержащаяся в топливе сера является источником образования оксидов серы SО_x: сернистого SO₂ и серного SO₃ ангидридов. Суммарный массовый выброс SO_x зависит только от содержания серы в топливе S^р.

Сера S в твёрдых топливах может содержаться в трёх видах: органическая S_ор, колчеданная S_к и сульфатная S_с. Органическая сера входит в состав сложных высокомолекулярных органических соединений топлива. Колчеданная сера представляет собой её соединения с металлами (чаще железный колчедан FeS₂) и входит в минеральную часть топлива. Сульфатная сера входит в минеральную часть топлива в виде сульфатов щелочных металлов (CaSO₄ и MgSO₄) и поэтому в процессе горения дальнейшему окислению не подвергается и переходит в золу. В состав газообразных топлив сера входит только в виде сероводорода Н₂S или сернистого ангидрида SO₂. Сера в мазуте входит главным образом в состав сероорганических соединений (меркаптаны, тиофен, органические сульфиды и полисульфиды) и в меньшей степени она присутствует в виде сероводорода Н₂S и серы элементарной.

2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O,

S_ор + O₂ → SO₂,

FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂.

Часть SO₂ (1 – 5%) затем окисляется до серного ангидрида SO₃ в ходе гомогенных реакций непосредственно при горении топлива:

SO₂ + O + M → SO₃ + M,

где М – любая частица или молекула;

SO₂ + ½ O₂ → SO₃,

а также в результате протекания гетерогенных реакций окисления SO₂ на поверхностях нагрева с участием катализаторов, которыми могут быть V₂O₅, Fe₂O₃:

SO₂ + O₂ SO₃.

Как правило, доля SO₂ в продуктах сгорания составляет 97 – 99%, а доля SO₃ – 1 – 3% от суммарного выхода SО_x. Фактическое содержание SO₂ в уходящих из котлов газах колеблется от 0,08 до 0,6% об., а концентрация SO₃ – от 0,0001 до 0,008% об. Величины выбросов оксидов серы могут колебаться в широких пределах, в зависимости от содержания серы в ископаемом топливе, в частности в углях разных месторождений.

В процессе сжигания топлива сера переходит не только в дымовые газы в виде SО_x, но может, отчасти, связываться твёрдыми продуктами сгорания: золой и шлаком при сжигании угля, коксом и золовыми отложениями при сжигании мазута. Поэтому концентрации SО_x в газах по длине газового тракта могут изменяться.

Оксиды серы являются одними из основных загрязнителей атмосферы. Негативное воздействие серосодержащих выбросов на окружающую среду обусловлено тем, что высокие концентрации SО₂ вызывают серьёзное повреждение растительности, например, появление белых пятен, обесцвечивание хлорофилла в листьях, замедление роста растений. Особенно чувствительны к SО₂ лишайники, которые используются как биоиндикаторы при определении избыточных количеств диоксида серы в воздухе.