Снижение выбросов окислов серы
Снижение загрязнения атмосферы газообразными компонентами. Удаление серы из жидкого и твердого топлива. Газификация углей и сернистого мазута. Связывание серы в процессе сжигания топлива в кипящем слое частиц известняка. Очистка газов от окислов азота.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.08.2013 |
| Размер файла | 197,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реферат
Снижение выбросов окислов серы
Содержание
- 1. Методы снижения загрязнения атмосферы газообразными компонентами
- 2. Удаление серы из жидкого топлива
- 3. Удаление серы из твердого топлива
- 4. Газификация углей
- 5. Связывание серы в процессе сжигания топлива в кипящем слое частиц известняка
- 6. Газификация сернистого мазута
- 7. Очистка горючих газов от сероводорода
- 8. Очистка дымовых газов от окислов серы
- 9. Образование окислов азота при горении топлива
- 10. Методы подавления образования окислов азота в топках котлов
- 11. Очистка дымовых газов от окислов азота
- Литература
1. Методы снижения загрязнения атмосферы газообразными компонентами
Одной из наиболее острых проблем защиты окружающей среды от загрязнений выбросами промышленных предприятий является. защита воздушного бассейна от газообразных примесей, выбрасываемых с продуктами сгорания органических топлив.
Сера является одним из главных токсичных компонентов топлива, оказывающих существенное влияние на окружающую среду. В России месторождения углей с высоким содержанием серы расположены в основном в европейской части страны, где и сжигается наибольшее количество топлива (75%). В связи с этим атмосферный воздух в отдельных промышленных районах наиболее загрязнен окислами серы и другими примесями дымовых газов.
Угли Экибастузского, Кузнецкого и Канско-Ачинске го бассейнов имеют приведенную сернистостъ в 3-10 раз ниже приведенной сернистости углей Донецкого и Подмосковного бассейнов. В связи с меньшей сернистостью углей восточной части страны сооружение там даже крупных ТЭС, как правило, не требует применения установок по сокращению выбросов двуокиси серы. На этих ТЭС нужно эффективнее сокращать выброс окислов азота, т.к. для малосернистых топлив доля общей вредности определяется в большей мере окислами азота, а их снижение в 2 - 2,5 раза не вызывает значительных дополнительных капиталовложений и эксплуатационных расходов.
Сокращение выбросов сернистых соединений в атмосферу может идти по следующим направлениям:
использование на ТЭС топлив с меньшим приведенным содержанием серы;
азот сера выброс известняк
предварительное извлечение серы в результате механического или химического обогащения топлив на специальных предприятиях или электростанциях;
связывание серы в процессе сжигания топлива;
очистка дымовых газов.
2. Удаление серы из жидкого топлива
Для выделения серы из топлива до его сжигания, топливо или подвергается воздействию высоких температур, или этот процесс идет в сочетании с воздействием химических веществ.
В процессе переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах в легкие фракции переходит небольшое количество серы. Большинство сернистых соединений (70 - 90%) концентрируется в высококипящих фракциях и остаточных продуктах, которые входят в состав мазута.
Обессеривание нефтяных топлив можно осуществлять гидроочисткой. При гидроочистке происходит взаимодействие водорода с сероорганическими соединениями и образуется сероводород H2 S. Он улавливается и может быть использован для получения серы и ее соединений. Процесс гидроочистки идет при температуре 300 - 450°С, давлении до 10МПа и в присутствии катализаторов. В качестве катализаторов применяют окислы никеля, молибдена и кобальта.
Гидроочистка в настоящее время хорошо разработана и экономически эффективна. Сложность процесса гидроочистки состоит в том, что присутствующие в нефтепродуктах металлоорганические соединения отравляют дорогостоящие катализаторы. Частая замена катализаторов уменьшает длительность кампании очистительной аппаратуры.
К тому же, при очистке остаточных продуктов резко возрастает расход водорода. Водород получается как побочный продукт при нефтепереработке. Если его недостаточно, то возникает необходимость в сооружении специальных дорогих установок для его регенерации. Все это приводит к удорожанию обессеривания.
Обессеривание топлива связано с большими капитальными затратами. Снижение серы в котельном топливе с 2,5 до 0,5% удваивает его стоимость. Обессеривание необходимо только в крайних случаях. Например для ТЭЦ крупных городов при высокой фоновой загазованности.
3. Удаление серы из твердого топлива
В твердом топливе сера содержится в трех основных формах: в виде включений колчедана FeS2, серы, входящей в состав молекул соединений органической массы топлива, и сульфатной серы, в основном представленной сернокислыми солями кальция и щелочных металов.
Органическая сера равномерно распределена в массе угля и не может быть отделена oт него в результате сухого или мокрого обогащения. Сульфатная сера составляет небольшую долю общей серы
В результате простых методов обогащения из угля может быть удалена только колчеданная сера. Плотность колчедана 4,85 - 5,1т/м3, т.е. в 2,5 раза больше плотности угля. Это свойство колчедана и используется для отделения его от угля. Обогащение угля может быть эффективно, когда колчеданная сера составляет значительную долю общей серы. Например, для подмосковного угля в результате применения даже сухого метода обогащения удается извлечь из угля дробленки 25 - 30% серы в виде относительно крупных включений колчедана. При этом стоимость такого извлечения значительно ниже, чем в результате применения любых методов очистки дымовых газов. Удаление колчедана из
топлива позволяет не только сократить выброс в атмосферу двуокиси серы, но снижает интенсивность абразивного износа размольных устройств и поверхности нагрева, понижает точку росы дымовых газов, а следовательно, увеличивает надежность работы котлоагрегатов.
Отсепарированный колчедан может быть использован для получения серы.
Для отделения от угля органической серы необходимо применение более сложных и дорогих технологических процессов. Так, например, гидротермическое обессеривание углей, заключающееся в обработке измельченного топлива в автоклавах при температуре 225 - 350°С и давлении порядка 1,75МПа щелочными растворами, содержащими гидраты окисей натрия и калия. В результате такой обработки получается почти полностью обессеренный уголь, который отделяется от жидкости центрифугированием и сушится. Жидкость, содержащая сульфиды натрия и кальция, регенерируется в результате обработки
углекислотой. При этом получается сероводород, из которого извлекается элементарная сера.
4. Газификация углей
Т.к. твердое топливо становится главным в большой энергетике в ряде стран ведутся работы по газификации углей. В ФРГ на парогазовой установке мощностью 170МВт отрабатывается метод газификации угля в твердом слое с использованием газогенератора. Процесс идет при давлении 2, ОМПа и паровоздушном дутье. В качестве сорбента H2 S используется карбонат калия. Недостатками газификации в твердом слое являются: дозированная загрузка, ограниченный объем, требование неспекаемости угля и др.
Эти недостатки привели к поискам других методов газификации (например, в кипящем слое). В США этот метод разработан для парогазовой установки. Дробленый уголь подсушивается в сушилке с кипящим слоем и подается в реактор. Там он подвергается пиролизу при t = 720 - 950°С. Из него выделяются летучие и сера. В качестве сорбента H2 S в реакторе используется известняк СаО. Окончательная газификация образовавшегося в реакторе кокса (с низким содержанием серы) происходит в газогенераторе при t = 1160°С с использованием паровоздушного дутья. Выбросы серы в окружающую среду уменьшаются на 95%, выбросы окислов азота - на 90%.
Делаются попытки подземной газификации углей. Достоинство этого метода - низкие капитальные затраты. В США осуществлен проект газификации угольного пласта, находящегося на глубине 140м. Основная труднорешаемая проблема при использовании этого метода - большие потери газа из-за неплотностей в системе газификации.
5. Связывание серы в процессе сжигания топлива в кипящем слое частиц известняка
Процесс сжигания происходит в кипящем слое твердых частиц размолотого известняка, в который погружены поверхности нагрева котлоагрегата. Преимущество такого способа по сравнению с камерным процессом заключается в более интенсивном теплообмене в топочном устройстве, где поверхности нагрева соприкасаются с движущимися раскаленными частицами. Кроме того, эта технология позволяет примерно на 90% химически связывать серу, содержащуюся в топливе в процессе его сгорания.
Более интенсивный теплообмен обуславливает пониженный уровень температуры в зоне горения (760 - 980°С). В связи с этим уменьшается образование окислов азота по сравнению с камерным процессом. Такой способ сжигания может использоваться для топлив с высоким содержанием серы. При температуре ~ 900°С происходит термическая диссоциация известняка:
(2.1)
В реакцию с серой вступает СаО, образуя в конечном итоге CaSO4 - сульфат кальция.
Часть частиц кипящего слоя, поглотившая серу топлива, подается пневмотранспортом на регенерацию. Регенератор представляет собой аппарат, работающий по принципу кипящего слоя. Регенерируемый материал поступает в слой, размещенный на беспровальной решетке. Под решетку подаются продукты сгорания топлива, поддерживающие в слое температуру на уровне 1000 - 1100°С. Обжиг сернистых соединений кальция в регенераторе производится при таких условиях, чтобы обеспечивалось течение реакции:
(2.2)
В результате этой реакции газообразные продукты, выходящие из регенератора, содержат около 10% сернистого ангидрида и после очистки от механических примесей могут быть использованы для производства серной кислоты и элементарной серы.
Наряду с положительными качествами новая технология сжигания топлива имеет ряд недостатков: требуется создание принципиально новых конструкций котлов, разработка установок для приготовления фракций известняка, создание установок по регенерации сернистых соединений кальция, улавливания твердых частиц, уносимых из кипящего слоя, и др.
6. Газификация сернистого мазута
Процесс газификации является одним из перспективных направлений в предотвращении загрязнения воздушного бассейна окислами серы и азота.
Процесс газификации сернистого мазута разработан ВНИИНП. Общая технологическая схема использования этого процесса в условиях паротурбинной ТЭС разработана МВТ АН СССР. Технология очистки продуктов газификации от твердых и газообразных примесей разработана институтом НИИОГАЗ и Гипрогазоочистка.
Рис.2.1 Схема установки ВНИИНП для газификации мазута 1 - насос, 2 - подогреватель; 3 - ресивер; 4 - форсунка; 5 - газогенератор 6 - сажеотделитель; 7 - скруббер; 8 - отстойник; 9 - насос.
Газификация мазута осуществляется в пустотелом генераторе, в который подается мелко распыленный форсунками подогретый мазут, и парокислородное дутье. Газификация происходит в результате частичного сжигания мазута при недостатке воздуха, соответствующем значению = 0,4 - 0,45. При температуре газификации 1000 - 1300°С расход пара составляет 0,4кг, кислорода 0.75 кг на 1кг мазута. Выходящий из газогенератора газ промывается водой в скруббере и сажеотделителе. Затем сажа отделяется от охлаждающей воды в отстойнике. Вода используется повторно для орошения газа. Горючими компонентами полученного газа являются метан и его гомологи, окись углерода и водород. Из серы топлива образуется сероводород. Он является более активным веществом по сравнению с SО2 и должен быть удален перед поступлением горючего газа в топку котла.
Рис. 2.2 Схема установки ИВТ АН СССР для газификации мазута 1 - компрессор; 2 - реактор газификатор, 3 - котел-утилизатор; 4 - газо-газовый теплообменник, 5 - мокрая очистка от сажи и золы, 6 - осветлитель промывочной воды, 7 - насос циркуляции промывочной воды; 8 - система очистки от сероводорода; 9 - газовая турбина, 10 - котел; 11 - барабан котла; 12 - насос рециркуляции котловой воды.
Воздух из компрессора с параметрами 0,8МПа и 300°С и мазут поступают в реактор-газификатор. В процессе газификации 70 - 72% тепла мазута переходит в теплоту сгорания газообразных продуктов. А остальная часть теплоты слагается из физического тепла продуктов газификации, теплоты сгорания сажи и сероводорода и потерь в окружающую среду.
Для использования физической теплоты продуктов газификации они подаются в котел-утилизатор, где охлаждаются с 1300°С до 400 - 500°С. Охлажденные в котле-утилизаторе газы поступают в газогазовый теплообменник, в котором охлаждаясь до 200°С, подогревают очищенные от сероводорода газы от 100 до 300°С. Из теплообменника продукты газификации поступают в систему очистки где очищаются от золы, сажи и сероводорода. Затем подогретый в газо-газовом теплообменнике газ поступает в расширительную газовую турбину, которая является приводом компрессора для сжатия воздуха. Отработавший в турбине газ поступает к горелкам основного котлоагрегата. В установке используется мокрая система очистки золы и сажи с замкнутой циркуляцией воды. Твердые фракции сажи, выведенные из осветленной воды, подаются на повторную газификацию и частично сбрасываются с продувкой. Зола мазута, содержащаяся в продувке, богата ванадием и может служить сырьем для его получения. Очистка газа от H2 S может осуществляться, например, с помощью метаноламина. Теплота сгорания газа невелика - около 4 МДж/м.
Потери теплоты в установке составляют около 7% теплоты исходного топлива. Около 70% теплоты исходного топлива превращаются в химическую энергию продуктов газификации, а остальные 23% выделяются в виде теплоты газа, вносимой в котел. Получающиеся при газификации сера и ванадий частично компенсируют затраты на переработку топлива.
7. Очистка горючих газов от сероводорода
При термической переработке топлива сера топлива переходит в газ в основном в виде сероводорода. Очистка газа от сероводорода обычно осуществляется абсорбцией. В качестве абсорбента используется моно - и диэтаноламин. Абсорбция сероводорода: моноэтаноламином происходит при температуре 30 - 40°С. Идет следующая реакция
(2.3)
При температуре 105°С реакция идет в обратном направлении с образованием моноэтаноламина и сероводорода, десорбируемого из раствора.
Метод очистки абсорбцией является мокрым методом очистки. Этот метод эффективен, но он связан с охлаждением газа до 30°С, что вызывает дополнительные тепловые потери. Перспективными являются сухие - методы очистки газа при высокой температуре. Для этого может быть использована железная руда. Гидроокись железа при контакте с сероводородом переходит в сульфиды железа. Образующиеся ферросульфиды потом регенерируются в процессе выжига в присутствии водяного пара с образованием элементарной серы, большинство способов очистки газов от H2 S являются рентабельными.
8. Очистка дымовых газов от окислов серы
Методы очистки дымовых газов от окислов серы могут быть подразделены на сухие и мокрые. Может применяться схема с использованием и без использования улавливаемой двуокиси серы. Схему с использованием двуокиси серы целесообразно применять при большом содержании серы в топливе. Сухой известняковый способ очистки является технологически наиболее простым и требует наименьших капиталовложений. Сущность этого способа заключается в добавлении к сжигаемому твердому топливу перед его размолом известняка или доломита в количестве, примерно в 2 раза превышающем стехиометрическое содержание серы в исходном топливе. Смесь угольной пыли с молотым известняком подается в зону топки с температурой 960 - 1200°С. В топке при горении угольной пыли известняк-углекислый кальций диссоциирует на углекислоту и окись кальция. Окись кальция, двигаясь совместно с продуктами сгорания по газоходам котло агрегата, взаимодействует с серным и сернистым ангидридами и образует в конечном итоге сульфат кальция. Сульфат кальция совместно с золой и непрореагировавшей окисью кальция улавливается в обычных золоуловителях, например, электрофильтрах.
Существует несколько вариантов этого способа. Они отличаются между собой местом ввода известняка, доломита или извести в топку или газоходы котлоагрегата, применением мокрой ступени для очистки газов на выходе из котла и др. Мокрый способ очистки газов от двуокиси серы известью или известняком является распространенным процессом. Установки такой очистки используются в США, Японии, ФРГ и др. странах.
Meтод очистки основан на поглощении двуокиси серы, содержащейся в дымовых газах, наиболее дешевыми щелочными реагентами - гидратом окиси кальция (известью) или карбонатом кальция (известняком):
(2.4) (2-5)
В результате этих реакций получается сульфит кальция, частично окисляющийся в сульфат. Чем ниже концентрация двуокиси серы в дымовых газах, тем большая доля сульфита окисляется в сульфат. Продукты нейтрализации в большинстве случаев не используются и направляются в отвал.
Рис.2.3 Принципиальная схема очистки дымовых газов от двуокиси серы известняком: 1 - золоуловитель; 2 - дымосос; 3 - скруббер, 4 - брызгоуловитель; 5 - подогреватель; б - емкость; 7 - циркуляционный насос; 8 - установка для приготовления суспензии известняка; 9 - сгуститель; 10' - емкость для шлама; 11 - сброс шлама в золоотвал.
Дымовые газы после воздухоподогревателя поступают в золоуловитель, который предохраняет дымосос от износа и очищает газы от золы. Затем газы дымососом направляются в скруббер для очистки от двуокиси серы. Скруббер орошается водой, содержащей мелко размолотый известняк и продукты нейтрализации. Очищенные газы освобождаются от брызг раствора в брызгоуловителе, подогреваются и выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу. К вытекающей из скруббера закисленной жидкости добавляется свежая известняковая суспензия для нейтрализации кислоты. После этого жидкость, пересыщенная сульфитом кальция, выдерживается в течение некоторого времени в емкости с целью завершения процесса кристаллизации сульфита кальция и насосом направляется на орошение скруббера. С течением времени в орошающей жидкости накапливаются кристаллы сульфита и сульфата кальция и остатки летучей золы. Когда концентрация твердых частиц достигает примерно 10 - 15% массы жидкости часть суспензии выводится из цикла орошения с таким расчетом, чтобы концентрация твердых частиц в циркулирующем растворе оставалась постоянной. Удаленная из цикла орошения суспензия совместно или раздельно с золовой пульпой из бункера золоуловителя направляемся на золоотвал. Приготовление суспензии известняка производится путем его дробления и размола на установке.
Одним из сложных процессов при очистке газов мокрым способом является эффективное улавливание брызг орошающего раствора из газов, выбрасываемых в атмосферу. Капли, орошающие скруббер суспензии, содержат много взвешенных частиц которые осаждаются на поверхности элементов брызгоуловителя. При этом образуются отложения, увеличивающие гидравлическое сопротивление аппаратов и требующие периодической очистки.
Влажные дымовые газы перед выбросом в атмосферу подогреваются. Для этого расходуется дополнительно жидкое или газообразное топливо.
9. Образование окислов азота при горении топлива
Исследование состава атмосферного воздуха в районах расположения крупных ТЭС показывает, что большой удельный вес в общем загрязнении воздуха приходится на долю окислов азота. Даже при минимальных дозах в воздухе окислы азота раздражают органы дыхания, разрушают оборудование и материалы, способствуют образованию смогов.
Образование окислов азота в топках происходит главным образом в результате окисления азота воздуха при высоких температурах, а также при разложении и окислении азотосодержащих соединении, входящих в состав топлива. В дымовых газах котлоагрегатов окислы азота обычно состоят на 95 - 99% из окиси азота NO и лишь на 1-5% из двуокиси азота NO2.
Закономерности окисления газообразного азота исследовались рядом авторов. В настоящее время наиболее разработанной считается теория Я.Б. Зельдовича.
(2.6)
Согласно этой теории реакция имеет сложный цепной характер. Скорость ее определяется в основном уровнем температур и концентрацией кислорода в зоне реагирования. С понижением температуры происходит разложение N0. Но при быстром охлаждении продуктов горения, характерном для современных котлоагрегатов, влияние обратной реакции на конечный результат оказывается небольшим.
Образование окислов азота в топках котлоагрегатов зависит от конструктивного оформления и расположения горелочных устройств, их мощности, тепловой нагрузки на ярус горелок, типа топлива, тепловой мощности топки, скорости охлаждения газов и других показателей.
10. Методы подавления образования окислов азота в топках котлов
Снижение избытка воздуха на всех видах топлива приводит к снижению выбросов азота за счет уменьшения концентрации кислорода. Уменьшением а до 1,03 концентрация окислов азота может быть снижена на 25 - 30%. Предел применения этого способа заключается в появлении продуктов неполного сгорания (СО), увеличении содержания горючих в уносе, увеличении интенсивности шлакования поверхностей нагрева (при сжигании угля) и высокотемпературной коррозии топочных экранов. При жидком шлакоудалении иногда усложняется проблема эвакуации шлака с пода.
Рециркуляция дымовых газов при сжигании газа и мазута позволяет в 2 ~ 3 раза уменьшить выбросы NOx без снижения надежности работы котлоагрегата при умеренном снижении его экономичности. Для организации рециркуляции дымовые газы обычно после водяного экономайзера при температуре 300 - 400°С отбираются специальным рециркуляционным дымососом и подаются в топочную камеру. Газы могут вводиться в топочную камеру через шлицы под горелками, через кольцевой канал вокруг горелок и подмешиваться в дутьевой воздух перед горелками. Наиболее эффективным является последний способ. При этом способе снижение температуры в ядре факела проявляется в наибольшей степени.
Организация рециркуляции связана с транспортировкой запыленных газов повышенной температуры. Это требует установки специальных дымососов рециркуляции, что связано с увеличением энергии на собственные нужды. Рециркуляция дымовых газов повышает сопротивление газового тракта и может вызвать некоторое ухудшение условий горения.
Рециркуляция дымовых газов влияет на температуру перегрева пара. Она получила в свое время применение для регулирования перегрева. Рециркуляцию, установленную на котлах для регулирования температуры перегретого пара, после некоторой переделки можно использовать для снижения образования окислов азота в топочной камере.
Двухстадийное (двухступенчатое) сжигание. Оно заключается в подаче через работающие горелки только части воздуха, необходимого для горения ( 0,81). Остальной воздух подается через специальные сопла или "холостые" горелки, расположенные выше работающих горелок, для дожигания продуктов неполного сжигания. Теплоотвод в первичной зоне горения снижает температуру газов так, что заключительная стадия горения идет при более низкой температуре. При сжигании газа такая организация топочного процесса приводит примерно к двухкратному снижению выбросов NOx. При сжигании мазута также происходит снижение выбросов NOx на 30 - 40%.
Применительно к твердому топливу двухстадийное сжигание может быть использовано в первую очередь для малосернистых и малошлакующихся углей в топках с твердым шлакоудалением. При сжигании малореакционных углей этот способ может привести к резкому увеличению горючих в уносе.
Снижение подогрева воздуха является эффективным средством снижения выбросов NOx при сжигании газа. На мазутных и угольных котлоагрегатах этот метод применим в меньшей степени из-за опасности ухудшения процесса горения топлива.
Организация факельного процесса горения. Торможением подмешивания вторичного воздуха к аэросмеси путем, например, выбора необходимых скоростей крутки потоков или создания экрана из инертной среды между аэросмесью и вторичным воздухом можно добиться эффекта двухступенчатого горения внутри факела. Это можно сделать без отрицательных последствий, связанных со шлакованием топочных экранов и высокотемпературной коррозией.
Подача воды и пара в зону горения. Приводит к некоторому снижению образования окислов азота. Для газотурбинных установок получен положительный эффект.
Ввод воды или водяного пара в количестве 5 - 10% от всего количества воздуха снижает температурный уровень в топке, но может несколько ухудшить процесс горения.
Таблица 2.1
Возможные пределы снижения образования NO в котлах тепловых электростанций, %
11. Очистка дымовых газов от окислов азота
Окислы азота принципиально можно удалять из дымовых газов электростанций. Но это направление не получило промышленного развития из-за большой сложности по сравнению с очисткой от окислов серы. Это связано с более низкой концентрацией окислов азота в дымовых газах и их более высокой химической устойчивостью (особенно окиси азота). Очистку дымовых газов от окислов азота можно осуществить:
1) улавливанием окислов азота с последующей их переработкой в товарные продукты (азотная кислота, концентраты окислов азота и азотные соли);
2) разрушением окислов азота до нетоксичных составляющих.
Первый вариант можно реализовать методами абсорбции и
адсорбции. Одним из наиболее распространенных абсорбционных методов является щелочное поглощение окислов азота. В качестве щелочных поглотителей могут быть использованы Na2СО3; Са (OH) 2. Можно также в качестве поглотителя использовать окись магния.
Из адсорбционных методов очистки наиболее перспективны адсорбция селикагелем (SiО2-nH2O) и торфощелочными сорбентами. В настоящее время все перечисленные методы находятся в стадии опытно - промышленных исследований. Наиболее перспективен метод адсорбции селикагелем. Он позволяет получить в качестве побочных продуктов азотную кислоту (НNОз) и концентраты окислов азота.
Для энергетики перспективным может оказаться метод каталитического разложения окислов азота. Установки такого типа уже находят применение для очистки газов от окислов азота в производстве азотной кислоты. Опыта промышленного применения этих установок на тепловых электростанциях пока нет. По предварительным оценкам в условиях ТЭС эти установки будут громоздкими и дорогими, т.к. в качестве катализаторов используются металлы платиновой группы. Катализаторы встраиваются после водяного экономайзера. На катализаторы отрицательно влияют сера, зола и другие вредные вещества.
В настоящее время решается вопрос о борьбе с закисью азота N20, которая оказывает влияние на увеличение озонных дыр. В ближайшие годы процессы сжигания топлива будут модифицироваться с целью снижения выбросов азота.
Разрабатывается и применяется также некаталитическое восстановление NOx до N2. При этом используются следующие вещества:
аммиак, пароаммиачная или воздушно - аммиачная смеси, аммиачная вода;
мочевина (карбамид) или ее производные в виде водных растворов с соответствующими углеводородными добавками; газообразная изоциановая кислота;
гранулированные соединения такие, как хлорид аммония, фосфат аммония.
Восстановление оксидов азота перечисленными восстановителями протекает в потоке дымовых газов при температуре 850 - 1200°С. Степень восстановления NOx - 60 - 90%.
Одним из основных факторов, влияющих на возможность и целесообразность применения этих методов на практике, служит показатель эксплуатационных и капитальных затрат.
Относительно невысокие затраты на очистку дымовых газов карбамидным способом отмечают многие ученые. Так, японские исследователи считают, что впрыск мочевины (карбамида) весьма дешевого и доступного вещества, уменьшает выбросы оксидов азота на 80 - 90%, а затраты на очистку с помощью карбамида в 4 - 7раз ниже, чем при использовании других систем очистки. Другим важным фактором является безопасность системы. Карбамид как восстанавливающий реагент имеет ряд преимуществ: не токсичен, не взрывоопасен, не имеет запаха, не вызывает значительной коррозии конструкций. Однако до сих пор использование карбамида в промышленных условиях испытано лишь на отдельных установках за рубежом.
Карбамид может также быть использован в виде водного раствора в действующих мокрых золоуловителях с трубами Вентури для связывания 60 + 80% сернистого ангидрида. Продуктом очистки уходящих газов от сернистого ангидрида являются сульфат и сульфит аммония.
Литература
1. Экологическая химия: Пер. с нем. / Под ред.Ф. Корте. - М.: Мир, 1997. - 396 с.
2. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию: Пер. с нем. - М.: Мир, 1997-232 с.
3. Экология. Учебное пособие. Под ред. Боголюбова С.А. - М.: Знание, 1999. - 288 с.
4. Стадницкий Г.В. Экология. Учебник для вузов. - СПб.: Химиздат, 1999. - 280 с.
5. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания: в 4 х книгах: Пер. с англ. - М.: Мир, 1995.
6. Рубцов Г.К., Николотов А.Д. Экология. Сборник лабораторных работ. Учебно-методическая разработка. - Пенза: Изд-во Пенз. технол. ин-та, 2001. - 35 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Свойства двуокиси серы, описание влияния данного соединения на окружающую среду. Удаление серы на нефтеперерабатывающих заводах. Очистка продуктов сгорания от окислов серы. Выбор и обоснование метода, способа и аппарата очистки и обезвреживания выбросов.
курсовая работа [678,3 K], добавлен 21.12.2011Состояние атмосферного воздуха в городе Омске. Меры по предотвращению загрязнения воздуха Омского ТЭЦ-5. Снижение выбросов окислов азота и диоксида серы. Технологии очистки дымовых газов от золы. Сокращение выбросов в населенные пункты парниковых газов.
курсовая работа [359,0 K], добавлен 08.05.2014Расчет массы продуктов сгорания: частиц золы и недотопа; окислов серы, азота и бензопропилена, выбрасываемых с продуктами сгорания, окиси углерода, триоксида серы и пентаоксида ванадия, высоты дымовой трубы с учетом ПДК. Выбор батарейного циклона.
курсовая работа [139,8 K], добавлен 14.12.2010Природные источники загрязнения атмосферы соединениями серы: вулканическая деятельность, поверхность океанов. Процессы разрушения биосферы в результате производственной деятельности. Международная проблема эмиссии загрязняющих соединений серы и азота.
реферат [30,8 K], добавлен 28.04.2015Рассмотрение проблемы ограничения выбросов диоксида серы в энергетических производствах. Изучение методов снижения содержания серы в топливе. Исследование физико-химических способов очистки газов от оксидов серы. Уменьшение выбросов оксидов в атмосферу.
реферат [368,9 K], добавлен 18.04.2015Нормирование выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду путем установления предельно допустимых выбросов этих веществ в атмосферу. Расчет концентрации двуокиси серы, окислов азота, золы. Мероприятия по уменьшению выбросов загрязняющих веществ.
контрольная работа [112,5 K], добавлен 19.03.2013Негативные изменения атмосферы Земли. Воздушная экологическая проблема истощения озонового слоя. Антропогенное загрязнение. Расчет выбросов угольной пыли, загрязняющих веществ топлива в котлоагрегатах, диоксида серы, оксида углерода, твердых частиц.
курсовая работа [37,4 K], добавлен 24.03.2009Общая характеристика исследуемого предприятия, физико-географические и климатические, метеорологические особенности в районе. Расчет выбросов вредных веществ: оксидов азота, серы и углерода, бензапирена, твердых частиц. Уровень загрязнения воздуха.
курсовая работа [361,9 K], добавлен 19.04.2016Анализ Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения и его влияния на окружающую среду. Технология очистки природного газа и переработки кислых газов с получением серы. Расчет абсорбционной колонны и объемов выбросов вредных веществ в атмосферу.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 07.09.2010Очистка вредных выбросов дымовых газов на коммунально-бытовых котельных. Основные технологические мероприятия по подавлению образования окислов азота в топках котлов. Особенности работы устройства сухого золоуловителя. Изучение принципа действия циклона.
контрольная работа [243,6 K], добавлен 20.04.2015
