СПОСОБЫ СЕРООЧИСТКИ ГАЗОВ КЛАССЫ ОПАСНОСТИ ТОКСИЧНОСТИ ВРЕДНЫХ

СПОСОБЫ СЕРООЧИСТКИ ГАЗОВ

КЛАССЫ ОПАСНОСТИ (ТОКСИЧНОСТИ) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ Класс опасности Вещества 1. Чрезвычайно опасные: Б(а)П, V 2 O 5, О 3 2. Высоко опасные: H 2 S, летучая зола при содержании Ca. O 35% 3. Умеренно опасные: NO, NO 2, SO 3, сажа, летучая зола при содержании Ca. O 35%, пыль неорганическая 4. Малоопасные: NH 3, CO

ГОСТ Р 50831 - 95. Установки котельные. Тепломеханическая часть. Общие технические требования. Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксидов серы для твердых и жидких топлив Ввод котельных установок на ТЭС до 31. 12. 2000 г. Тепловая мощность котлов Q, MВт (паропроизводи -тельность котла D, т/ч) Приведенное содержание серы, Sпр, % кг/МДж Массовый выброс SOx на единицу тепловой энергии, г/МДж До 199 МВт (до 320 т/ч) 0, 045 и менее Ввод котельных установок на ТЭС с 01. 2001 г. Массовый выброс SОx, кг/т. у. т. Массовая*) концентрация SOx, в дымовых газах при a = 1. 4, мг/м 3 Массовый выброс SOx на единицу тепловой энергии, г/МДж Массовый выброс SOx, кг/т. у. т. Массовая*) концентрация SOx, в дымовых газах при a = 1. 4, мг/м 3 0, 875 25, 7 2000 0, 5 14, 7 1200 более 0, 045 1, 5 44, 0 3400 0, 6 17, 6 1400 200 – 249 МВт (320 – 400 т/ч) 0, 045 и менее 0, 875 25, 7 2000 0, 4 11, 7 950 более 0, 045 1, 5 44, 0 3400 0, 45 13, 1 1050 250 – 299 МВт (400 – 420 т/ч) 0, 045 и менее 0, 875 25, 7 2000 0, 3 8, 8 700 более 0, 045 1, 5 44, 0 3400 0, 3 8, 8 700 300 МВт и более (420 т/ч и более) 0. 045 и менее 0, 875 25, 7 2000 0, 3 8, 8 700 более 0, 045 1, 3 38, 0 3000 0, 3 8, 8 700 *) при нормальных условиях (температура 0ºС, давление 101, 3 к. Па), сухие газы

ТРЕБУЕМАЯ СТЕПЕНЬ СЕРООЧИСТКИ ДЛЯ РЯДА УГЛЕЙ, СЖИГАЕМЫХ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТЭС Месторождение и марка угля Исходная концентрация вещества, г/нм 3 Степень очистки, % (до содержания 200 мг/нм 3 ) Экибастузский 2, 06 90, 36 Донецкий АШ 4, 22 95, 26 Кузнецкий, Д 0, 93 78, 49 Берёзовский, 2 Б 0, 51 60. 82 Назаровский, 2 Б 0, 68 70, 44 Каннский, 2 Б 1, 07 81, 13 Интинский, Д, ДР 7, 43 97, 27

АБСОРБЦИОННЫЕ СПОСОБЫ СЕРООЧИСТКИ ДЫМОВЫХ

МОКРО-СУХАЯ СЕРООЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

МОКРО-СУХАЯ СЕРООЧИСТКА Мокро-сухим или полусухим называется такой способ, когда в абсорбер, продуваемый дымовыми газами, впрыскивают суспензию, которая связывает диоксид серы, а жидкость суспензии за счет теплоты дымовых газов полностью испаряется. Ca/S в пределах 1, 2 1, 5 При этом имеют место реакции с образованием сульфитов сульфатов кальция: Ca(OH)2 + SO 2 Ca. SO 3 + H 2 O Ca(OH)2 + SO 3 Ca. SO 4 + H 2 O

МОКРО-СУХАЯ СЕРООЧИСТКА Реагенты вводятся в поток газов через специальные форсунки, обеспечивающие хорошее качество распыла и малый диаметр капель. Это позволяет обеспечить хорошее качество перемешивания водяных капель реагента с потоком дымовых газов и увеличить эффективность сероочистки. При этом вода вводится в ограниченном количестве, в процессе реакции вода полностью испаряется, что приводит к отсутствию загрязнённых сточных вод. Абсорбер

МОКРО-СУХАЯ СЕРООЧИСТКА Абсорбер Подача известкового молока Ca(OH) 2 перед ЗУ и удаление твердой фазы в ЗУ

СХЕМА МОКРО-СУХОЙ СЕРООЧИСТКИ ТГ Датчики SO 2 1 – Неочищенные газы 2 – Чистые газы 3 – Реактор (абсорбер) 4 – Распылительная форсунка 5 – Золоуловитель 6 – Дымосос 7 – Буферная емкость 8 – Техническая вода 9 – Сжатый воздух 10 – Бункер негашенной извести Ca. O 11 – Станция гашенной извести Ca(OH)2 12 – Выгрузка материала

УПРОЩЕННАЯ МОКРО-СУХАЯ СЕРООЧИСТКА ГАЗОВ

УПРОЩЕННАЯ МОКРО-СУХАЯ СЕРООЧИСТКА Технология Е – SOх основана на связывании оксидов серы тонко диспергированной* водно-известковой суспензии, имеющую большую поверхность контакта с дымовыми газами, с последующим быстрым высушиванием этой суспензии с использованием теплоты очищенных дымовых газов. *) Диспергирование — тонкое измельчение твердых, жидких тел в какой-либо среде, в результате чего получают порошки, суспензии, эмульсии Основные химические реакции технологии Е – SOх: SO 2 + Ca(OH)2 Ca SO 3 • H 2 O SO 2 + Ca(OH)2 +1/2 O 2 + H 2 O Ca SO 4 • 2 H 2 O

УПРОЩЕННАЯ МОКРО-СУХАЯ СЕРООЧИСТКА Е – SOх Форкамера Подача известкового молока в форкамеру электрофильтра (перед ЗУ) Эффективность 50 – 55%

УПРОЩЕННАЯ МОКРО-СУХАЯ СЕРООЧИСТКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ: Ø Степень сероочистки – 50 -60 % Ø Доля потребляемой энергии блока - < 0, 3 % ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ: Ø Использование извести-пушонки Ø Снижение объёма очищаемых газов в электрофильтре за счет снижения температуры газов Ø Работа электрофильтра в режиме влажностного кондиционирования (подавление обратного коронирования) Состав отхода сероочистки: Ø Ca. SO 4 • 2 H 2 O – 11 -35 % Ø Ca. SO 3 • 1/2 H 2 O – 45 -55 % Ø Ca(OH)2 - 17 -22 % Ø Сa. CO 3 - 7 -8 %

ТЕХНОЛОГИЯ NID ПОЛУСУХОЙ СЕРООЧИСТКИ КОМПАНИИ ALSTOM

КОНЦЕПЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ NID

ТЕХНОЛОГИЯ NID ПОЛУСУХОЙ СЕРООЧИСТКИ КОМПАНИИ ALSTOM NID представляет собой технологию полусухой десульфуризации газов, основанную на реакции между SO 2 и Ca. O, Ca(OH)2 в условиях повышенной влажности. Часть золы, уловленной в ЗУ, в который также добавляется свежая известь. Количество рециркулирующего реагента значительно выше, чем в обычном полусухом (мокро-сухом) процессе, в результате поверхность и объем капель значительно возрастают. Для сушки рециркулирующего реагента (золы и гашенной извести), вводимого в очищаемые газы, требуется очень мало времени, что делает возможным использовать значительно меньший по размерам реактор, по сравнению с традиционным полусухим методом. После этапа сушки высушенная рециркулирующая зола улавливается в высокоэффективном пылеуловителе - в рукавном фильтре или электрофильтре.

ТЕХНОЛОГИЯ NID ПОЛУСУХОЙ СЕРООЧИСТКИ КОМПАНИИ ALSTOM Конечный продукт представляет собой летучую золу, которая затвердевает при добавлении воды и образует смесь золы и кальциевых соединений, которые химически связывают хлорные соединения и тяжелые металлы. Свойства конечного продукта позволяют использовать его для отсыпки грунта, а так же: Øдля засыпки шахт; Øв качестве щелочных удобрений; Øв качестве изолирующего материала; Øдля отсыпки полотна при строительстве дорог; Øв качестве строительных материалов.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ NID Ø Система NID может применяться как для новых, так и для модернизируемых установок. Ø Улучшение работы электрофильтров за счёт уменьшения физических объёмов очищаемых газов и влажностного кондиционирования (снижение температуры очищаемых газов до 50 -60°С). Ø Увеличение запылённости газов перед электрофильтром в результате рециркуляции реагента. Ø Сопротивление газового тракта возрастает до 350 мм вод. ст. Ø Большое количество кальциевых соединений в уловленных твёрдых продуктах. Ø Необходимость применения сухих систем сбора твёрдых продуктов, их транспортировки на отвал и складирования. Ø Экономически эффективная система обеспечивает высокую производительность.

ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИИ NID Ø Простота технологии гарантирует техническую надежность; Ø Возможность быстрой и полностью автоматизированной регулировки с учетом изменений условий эксплуатации; Ø Низкая стоимость оборудования благодаря простоте конструкции и использованию стандартных стальных компонентов; Ø Не требует много места, т. к. использует небольшие стандартизованные подсистемы; Ø Низкий расход извести за счет рециркуляции неиспользованной в реакции извести; Ø Низкое потребление воды и электроэнергии; Ø Минимальный уровень технического обслуживания и ремонта, который можно осуществлять во время работы, что обеспечивает 99%-ную эксплуатационную готовность установки; Ø Отсутствие отработанной воды – минимальное воздействие на окружающую среду; Ø Участвующий в реакции продукт отнесен к неопасным Управлением по охране окружающей среды США и соответствующими органами в Европе; Ø Универсальные конечные продукты, которые можно применять в различных отраслях промышленности и в строительстве.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ УПРОЩЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СЕРООЧИСТКИ. ТЕХНОЛОГИЯ СТЕПЕНЬ УЛАВЛИВАНИЯ SO 2, % УПРОЩЕННАЯ МОКРОСУХАЯ ИЗВЕСТКОВАЯ ЦИРКУЛИРУЮЩАЯ ИНЕРТНАЯ МАССА, ИЗВЕСТКОВАЯ до 93 < 0, 125 0, 03 УДЕЛЬНАЯ ПЛОЩАДЬ, м 2/(1000 нм 3/ч) 50 – 60 0, 4 1, 8÷ 5, 7 15÷ 17 РАСХОД ЭНЕРГИИ, % УДЕЛЬНЫЕ КАПИТАЛЬНЫЕ ВЛОЖЕНИЯ, $/к. Вт

МОКРАЯ СЕРООЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Абсорбция – объемное поглощение газов жидкостью (абсорбентом) с образованием раствора Основные преимущества мокрой сероочистки: - высокая эффективность (≥ 95%); - низкий расход реагента (Ca/S ≤ 1, 1); - конечный продукт - гипс, широко используемый в строительстве.

МОКРЫЙ ИЗВЕСТКОВЫЙ (ИЗВЕСТНЯКОВЫЙ)МЕТОД ≥ 80ºС 55ºС tp. H 2 O 1 -ая стадия Ca. SO 3 • 2 H 2 O

МОКРЫЙ ИЗВЕСТКОВЫЙ (ИЗВЕСТНЯКОВЫЙ) МЕТОД ≥ 80ºС 55ºС 2 -ая стадия Ca. SO 4 • 2 H 2 O

УСТАНОВКА МОКРОЙ СЕРООЧИСТКИ На пресс-фильтр δ ≤ 60 мкм Совмещение всех процессов в одном корпусе. Внутренний объем скруббера разделяется на несколько зон, соответствующих тем физикохимическим процессам, которые в них протекают: каплеотделители, абсорбционная зона, окислительная зона и нейтральная зона.

ТОВАРНЫЙ ГИПС – КОНЕЧНЫЙ ПРОДУКТ МОКРОЙ СЕРООЧИСТКИ 1 – котел; 2 – золоуловитель; 3 – теплообменник; 4 – сепаратор

MITSUBISHI Simple Absorber Conventional Spray Tower Tray Type Spray Tower HEAVY INDUSTRIES, LTD. MHI Scrubber Mist Eliminator Single Stage Nozzles VIEW Multi Stage Nozzles Tray VIEW Pressurized Spray Nozzles and Tray DCFS Nozzles MHI Business Confidential

УСТАНОВКА МОКРОЙ СЕРООЧИСТКИ Каплеуловитель Мешалки с системой подачи воздуха

MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. Spray System Load Adjustment Clean Gas Full Load Energy Saving for Partial Load 50～ 70% Load Liquid column height Minimum Load the number of recirculation is adjusted by changing pumps according to boiler load, thus for energy saving. Absorbent Liquid Dirty Gas MHI Business Confidential

MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. Double Contact Flow Scrubber (DCFS) Dirty Gas Clean Gas Dirty Gas Single Tower DCFS Twin Tower DCFS SO 2 Removal up to 97% SO 2 Removal maximum 99. 9% Particulate Removal above 80% Particulate Removal above 90% MHI Business Confidential

БАЛАНС МАССЫ И ЭНЕРГИИ ПРИ РАБОТЕ УСТАНОВКИ МОКРОЙ СЕРООЧИСТКИ (2, 2%)

КОМПОНОВКА СОВРЕМЕННОГО ЭНЕРГОБЛОКА Мокрая сероочистка ЭФ

СЕРООЧИСТКА ГАЗОВ В МОКРЫХ ЗУ НИУ

СРАВНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ СЕРООЧИСТКИ Название технологии Используемый реагент Сухая известняковая Известняк любой степени кристаллизации Упрощенная мокросухая Известь комовая или размолотая, гашеная или негашеная Мокросухая Известь комовая или размолотая, гашеная или негашеная Мокрая известковая Известь комовая или размолотая, гашеная или негашеная Мокрая известняковая Известняк с низкой степенью кристаллизации Степень улавли -вания SO 2, % Расход реагента по отношению к стехиометрическому Особенности технологии и условия ограничения ее применения 2, 0 -2, 5 Снижение температуры начала размягчения золы и увеличение шлакования ширмовых и конвективных поверхностей нагрева котла. Запыленность дымовых газов на каждый 1 г/м 3 диоксида серы возрастает на 3 -3, 5 г/м 3. Ухудшается работа электрофильтра и мокрого золоуловителя. 1, 3 -1, 5 Применима только при использовании электрофильтров или рукавных фильтров. Более глубокая степень сероочистки ограничена температурой газов, которая должна быть выше водяной точки росы на 25 -30 °С. 1, 2 -1, 4 Применима только при использовании электрофильтров или рукавных фильтров. Требуется специальный абсорберсушилка, размещаемый между котлом и золоуловителем. Температура очищенных газов должна быть выше водяной точки росы на 25 -30 °С. до 96 1, 01 -1, 03 Требуется высокая степень обеспыливания газов для получения товарных отходов сероочистки и высокий уровень автоматизации процесса. Применима при степени сероочистки более 70 %. до 94 1, 02 -1, 05 Требуется высокая степень обеспыливания газов для получения товарных отходов сероочистки и высокий уровень автоматизации процесса. Применима при степени сероочистки более 70 %. 30 -35 50 -55 до 92

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МЕТОДОВ СЕРООЧИСТКИ 98 95 90 80 70 1 - мокрая известняковая; 2 – мокро-сухая; 3 – сухая с подачей известняка в топку и последующим увлажнением (LIFAC); 4 – упрощенная мокро-сухая (Е – SOх ) 50 50 30 а) Эффективность связывания оксидов серы, % 240 150 160 120 60 50 40 30 б) Удельные капитальные затраты, долл. США/к. Вт 650 500 650 530 450 350 1 2 3 в) Стоимость удаления SO 2 , долл. США/т 4

ПРЕСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕРООЧИСТКИ. ГАЗЫ С БОЛЬШИМ СОДЕРЖАНИЕМ S 02: • • • Мокрая известняковая с получением гипса. Мокрая известковая с получением гипса. Аммиачно-сульфатная с получением сульфата аммония – удобрения и сырья для производства кормовых дрожжей. Сульфатно-магниевая с получением сырья для текстильной и целлюлознобумажной промышленности, а также для получения особо прочного цемента. Мокро-сухая с использованием циркулирующей инертной массы. ГАЗЫ С МАЛЫМ СОДЕРЖАНИЕМ S 02: • • • Мокро-сухая с использование циркулирующей инертной массы. Упрощенная мокро-сухая. С использованием различных скрубберов (Вентури, мокропрутковых, эмульгаторов).