- •Природоохранные технологии на тэс
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •1.Современные технологические способы подавления оксидов азота
- •1.1. Этапы развития котельной техники России
- •1.2. Двухступенчатое сжигание.
- •Отрицательные последствия применения двухступенчатого сжигания
- •Опыт компании «Mitsui Babcock» по усовершенствованию двухступенчатого сжигания
- •1.3. Внедрение метода трехступенчатого сжигания на угольных электростанциях в России и снг
- •1.4. Усовершенствование метода трехступенчатого сжигания
- •1.5. Концентрическое сжигание
- •1.6.Подача воды или пара в зону горения.
- •Практическая реализация снижения nOx за счет впрыска пара
- •1.7. Опыт мэи по подавлению оксидов азота впрыском воды в зону горения
- •1.8. Рециркуляция дымовых газов
- •2. Сжигание топлив в кипящем слое
- •2.1. Сжигание твердых топлив в топках котлов, с классическим кипящим слоем
- •2.2. Топки с циркулирующим кипящим слоем
- •2.2.1. Отечественные котлы с циркулирующим кипящим слоем
- •2.2.2. Котлы с циркулирующим кипящим слоем под давлением
- •2.2.3.Зарубежные котлы с кипящим слоем (промышленный опыт)
- •Котлы с кипящим слоем, эксплуатируемые в сша
- •Применение котлов с цкс для сжигания сланцев
- •1.3.Сжигание твердых топлив с использованием аэрофонтанных предтопков
- •3. Плазменная технология
- •4. Разработка новых конструкций топочных камер для сжигания углей
- •4.1. Вихревые топки с жидким шлакоудалением
- •4.2.Принцип технологии вихревого низкотемпературного сжигания
- •4.2.1. Экономичность вир технологии
- •4.2.2. Экологические показатели
- •4.2.3.Надежность и маневренность
- •4.2.4. Результаты испытаний модернизированного котла пк-38 (ст. № 3а) Назаровской грэс
- •4.3.Пылеугольный котел с кольцевой топкой для крупных энергоблоков
- •5.Низкоэмиссионные горелочные устройства
- •5.1. Газомазутные малотоксичные горелки Классификация малотоксичных горелок
- •5.2. Зарубежные разработки малотоксичных горелок
- •5.2.1.Опыт внедрения малотоксичных горелок фирмой «Бабкок-Вилькокс»
- •5.2.2. Опыт внедрения малотоксичных вихревых горелок в Великобритании
- •5.2.3.Малотоксичные горелки, разработанные в Японии
- •5.3.Опыт внедрения малотоксичных зарубежных горелок в России
- •5.4. Работы вти по созданию малотоксичных горелок
- •5.4.1.Вихревые горелки вти
- •5.4.2. Работы вти по применению предварительной термоподготовки угольной пыли для создания горелочных устройств /6–9./
- •5.5. Разработки Томь-Усинской грэс и кгту по созданию горелочного устройства для снижения оксидов азота при сжигании газовых и длиннопламенных каменных углей в топках с жидким шлакоудалением
- •6.Термическая подготовка углей перед сжиганием в условиях тэс
- •6.1.Термическая подготовка углей в термоциклонных предтопках
- •6.2. Разработки эниНа
- •6.3. Разработки СибВти
- •6.4.Термическая подготовка углей с помощью плазменного газификатора
- •6.5. Работы Политехнического института сфу по применению предварительной термической подготовки углей в условиях тепловой электростанции для снижения оксидов азота.
- •7. Сжигание водотопливных суспензий
- •7.1. Современное состояние технологии сжигания водотопливных суспензий
- •7.2.Основные технологические характеристики водотопливных суспензий /5/.
- •7.3. Опыт применения водоугольных суспензий
- •7.3. Суспензионное топливо для мазутных тэс и котельных /5/.
- •7.4. Опыт применения водомазутных эмульсий на энергетических котлах тгмп - 314 и тгм - 96 тэц - 23 оао « Мосэнерго» /7/.
- •7.5.Разработки института «Новосибирсктеплоэлектропроект».
- •7.6. Исследования мэи (Технический университет) по применению водомазутных эмультсий для улучшения технико-экономических и экологических характеристик котельных агрегатов
- •7.7. Технико-экономическая перспективаиспользования суспензионного угольного топлива /5/.
- •8. Пассивные методы снижения токсичности дымовых газов при сжигании топлив
- •8.1. Химические методы очистки дымовых газов от оксидов серы
- •Мокросухой способ
- •Мокрый известняковый способ.
- •Озоновый способ
- •8.2.Химические методы очистки дымовых газов от оксидов азота
- •Технология сша
- •9. Золоулавливание на тэс
- •10. Мероприятия по снижению шума от оборудования тэс
- •11. Дымовые трубы тэс
- •Высота трубы, м 120 150 180 240 330
- •12. Защита водоемов от загрязнения сточными водами
- •12.1.Храктеристика сточных вод
- •12.2. Наиболее прогрессивные технические решения при эксплуатации электростанций «Мосэнерго» за счет внедрения кавитационных технологий.
- •Заключение
- •Список использованных источников Предисловие
- •К разделу № 1
- •К разделу № 2
- •К разделу № 3
- •К разделу № 4
- •К разделу №5
- •К разделу № 6
- •К разделу № 7
- •К разделу № 8
Мокросухой способ
Этот нециклический способ нашел широкое распространение в странах Западной Европы и США главным образом при сжигании углей сжиганием серы от 0,5 до 1,5 %. В основе метода – поглощение диоксида серы из дымовых газов испаряющимися каплями известкового раствора. Эффективность сероулавливания составляет более 90 %.
Принципиальная схема мокросухого метода показана на рис 8.2. Дымовые газы очищаются от золы золоуловителем и поступают в сушилку, служащую одновременно реактором. В сушилку из промежуточной емкости подается тонко распыленная смесь свежего и обработанного растворов извести.
Сухие продукты реакции осаждаются в пылезолоуловителе, а газы, очищенные от диоксида серы, поступают в дымовую трубу. В узле 8 уловленная смесь сульфита кальция термическим окислением перерабатывается в конечный продукт – строительный материал.
Преимуществами мокросухого способа очистки дымовых газов от SO2 являются: получение продукта в сухом виде, отсутствие сточных вод, высокая степень использования реагента, умеренное аэродинамическое сопротивление системы. Недостаток способа заключается в отказе от дешевого известняка и применении высококачественной извести.
Рис. 8.2. Принципиальная технологическая схема мокросухого способа очистки дымовых газов ТЭС от диоксидов серы: 1 – уходящие дымовые газы с обычной темературой 130 – 150 С; 2 золоуловитель;3 - сушилка (реактор); 4 – промежуточная емкость; 5 – летучая зола на использование либо захоронение; 6 – раствор извести; 7 – пылезолоуловитель; 8 – узел переработки смеси сульфита и сульфата кальция в конечный продукт; 9 – конечный продукт (гипс); 10 – очищенные дымовые газы
Мокросухая технология с циркулирующей инертной массой (рис.8.3) основана на вводе в дымовые газы перед электрофильтром увлажненной смеси из уловленной в электрофильтре золы с известью. В этом процессе зола является инертным материалом, на поверхность которого наносится тонкий слой реагента. При влажности не более 8% такая смесь имеет хорошие сыпучие свойства, что позволяет надежно транспортировать твердый реагент к газоходу и равномерно распределять его в объеме уходящих дымовых газов перед их электрогазоочисткой.
Рис.8.3.Мокросухая технология сероочистки
Технология реализуется следующим образом. Уловленная в первом и втором электрополях зола направляется в смеситель, куда вводится также необходимое количество реагента и воды. Эта смесь подается в газоход перед электрофильтром. Большая поверхность золы, на которую нанесен реагент, позволяет максимально интенсифицировать процессы массообмена, а существующая абразивность пылегазового потока исключает возможное образование на стенках газохода отложений.
Циркулирующую инертную массу целесообразно применять при высоком расположении электрофильтра, когда между ним и выходным газоходом котла имеется протяженный вертикальный участок.
Организация циркуляции золы приводит к увеличению запыленности очищаемых дымовых газов и требует принятия специальных мер для сохранения эффективности работы первого электрополя.
Зарубежный опыт свидетельствует, что при использовании высокоактивной извести-пушонки из продуктов сгорания среднесернистого топлива можно уловить до 90 % диоксида серы.
Удельные капитальные затраты на эту технологию оцениваются примерно в 15 дол/кВт, рост потребления электроэнергии – в 0,4 %. Как и в случае упрощенной мокросухой технологии, улучшаются электрофизические свойства дымовых газов и обеспечивается стабильная работа электрофильтра в режиме униполярной короны.
Мокросухие технологии приводят к увеличению концентрации соединений кальция в складируемых на золоотвале отходах. Если уловленная зола транспортируется на золоотвал гидравлически, то повышение в ней содержания кальция требует уточнения режима работы золоотвала во избежание образования отложений в пульпопроводах и трубопроводах осветленной воды. Наиболее приемлемым способом транспортирования золы в таких технологиях являются сухие системы.
Мокрые технологии сероочистки для организации сорбции диоксида серы из дымовых газов реализуются с применением специальных аппаратов (рис.8.4), устанавливаемых после эффективного золоуловителя. Мощность котельных установок при этом не регламентируется. Степень улавливания SO2 в таких технологиях максимальна (99 % и более). Кроме того, некоторые мокрые технологии позволяют улавливать в одном аппарате два или три компонента дымовых газов, что существенно удешевляет процесс всей газоочистки по сравнению с индивидуальными процессами.
В мокрых технологиях сероочистки дымовые газы интенсивно промывают водными суспензиями или растворами реагентов с высокой степенью диссоциации на ионы. При промывке газов улавливаемый диоксид серы растворяется в воде и также переходит в ионную форму SO3, что ускоряет его связывание реагентом. Количество орошающей воды, содержащей реагент, обычно велико, и теплом дымовых газов можно испарить только небольшое ее количество – не более 0,5 %. При этом дымовые газы сильно охлаждаются (вплоть до температуры точки росы по водяному пару), так что их приходится дополнительно нагревать, чтобы избежать коррозии последующего газового тракта, дымососов и дымовой трубы.
Интенсивная промывка газов приводит одновременно к улавливанию за счет инерционного захвата до 30 % тонкодисперсной летучей золы, частицы которой обогащены тяжелыми металлами.
В ВТИ разработаны и освоены несколько мокрых технологий на основе различных реагентов природного и искусственного происхождения: известняковая (известковая), аммиачно-сульфатная, озонно-аммиачная и сульфатно-магниевая, каждая из которых имеет свои особенности.
Разработка мокрой известняковой технологии была начата совместно с институтом НИИОГАЗ более 80 лет назад, когда московская энергетика перешла на сжигание бурого подмосковного угля с большим содержанием серы. Результаты исследований легли в основу проектирования всех современных промышленных способов газоочистки, которые сейчас занимают ведущее место в мировой энергетике. Технология имеет два главных достоинства, определивших ее первенство: используется наиболее дешевый реагент – известняк, запасы которого имеются практически в любом регионе мира; реагент и отход сероочистки-гипс, который не отравляют окружающую среду при любых возможных аварийных ситуациях.
Рис.8.4. Схема мокрой технологии сероочистки
Известняк можно заменить известью, комовой или пушонкой, которая имеет более высокую реакционную способность по сравнению с СаСО3, 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.
Продажа гипса может за 9–10 лет возместить капитальные вложения в сероочистку. При складировании гипса себестоимость производства электроэнергии увеличивается на 5–6 коп/(кВтч).
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.
Размещение оборудования сероочистки определяется компоновкой основного энергетического оборудования на генеральном плане ТЭС. Поскольку аппараты мокрой известняковой сероочистки (абсорберы, насосы, емкости и др.) имеют достаточно большие размеры, то для их размещения требуется дополнительная площадь в ячейке энергоблока (котла), например за дымовой трубой. В ряде случаев это оборудование можно разместить и на площадке, сооружаемой над дымососами.
Внедрение мокрой известняковой технологии для очистки продуктов сгорания экибастузских углей показало ее применимость при создании экологически чистых тепловых электростанций /1/.