ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ВЛАСИК В. Ф., ТЫКУЛОВ В. Г., КОЗЛОВ С. И.г РАДИОНОВ П. А., СМИРНЫЙ В. А., инженеры, ЮжВТИ
Возросшие требования к экологической чистоте тепловых электрических станций потребовали внедрения специальных установок для очистки дымовых газов от сернистого ангидрида. Перспективными для сероулавливающих установок (СУУ) мощных энергетических котлов могут стать регенеративные методы, предусматривающие получение сернистого ангидрида в качестве товарного продукта.
Принципиальная схема опытной СУУ
Среди получивших наибольшее промышленное применение следует отметить аммиачный, магнезитовый, сульфит-бисульфитный натриевый методы. Для исследования возможностей последнего метода на одной из электростанций Донбасса построена опытная СУУ производительностью по очищаемым дымовым газам до 10 тыс. м3/ч. Особенностями установки являются осуществление технологического процесса в газоочистном аппарате оригинальной конструкции, который совмещает функции абсорбера и каплеуловителя, и наличие автономного устройства для получения чистого S02 с целью регулирования его концентрации в дымовых газах, поступающих на очистку.
На рисунке представлена принципиальная схема первой очереди СУУ. Дымовые газы от котла ТП-230 в процессе движения по газоходу 1 обогащаются до требуемой концентрации газом SО2 и поступают в газоочиститель 2. В нем осуществляется процесс абсорбции SО2 тонкодиспергированным раствором сульфит-бисульфита натрия, подаваемым напорным насосом 3 в закрученный газовый поток. Очищенные дымовые газы дымососом 4 возвращаются в газоход котла. Отработанный раствор поступает в классификатор 5, где частично освобождается от твердых включений, и дренажным насосом 6 подается на паровой десорбер 7. Для более глубокой очистки от механических примесей предусмотрена рециркуляция части раствора через механический фильтр 8.
В паровом десорбере бисульфит натрия подвергается термическому разложению. Полученная парогазовая смесь охлаждается в охладителе выпара 9. Конденсат пара с растворенным в нем сернистым ангидридом образует флегму, а оставшийся сернистый газ концентрацией не менее 90 % отводится в систему сжижения. Регенерированный раствор сорбента сливается в промежуточную емкость 10 и вновь используется для абсорбции сернистого ангидрида.
В ходе экспериментов концентрация сернистого ангидрида в дымовых газах, поступающих в газоочиститель, изменялась в пределах 4 — 6,5 г/м3 (в котле сжигалось высокосернистое топливо). В газоочистителе плотность орошения газового потока сорбентом поддерживалась на уровне 0,33 л/м3. Содержание сернистого ангидрида на входе и выходе газоочистителя контролировалось известными аналитическими методами в пробах, отбираемых с интервалом 30 мин.
Максимальная эффективность очистки дымовых газов составляла 90 %. При снижении значения pH раствора она уменьшалась до 85 — 70 %. Срабатывание раствора до значения pH=5,3 сопровождалось резким снижением эффективности очистки до 45 %.
Гидродинамическое сопротивление газового тракта не превышало 2000 Па. Вынос капель сорбента из газоочистителя отсутствовал.
В целом опытную СУУ характеризуют следующие
технико-экономические показатели:
Удельная вместимость газоочистителя:
объемная, м3/1000 м3/.ч ............................................... 0,3
массовая, т/1000 м3/,ч.......................................... 0,2
Температура газожидкостного потока, °С . . 40—60
Средний диаметр капель сорбента, мм . . . 0,75
Давление насыщенного пара в десорбере, МПа 0,18
Потребляемая электрическая мощность кВт 20
Отношение расходов флегмы и сорбента после десорбера 1/10
Вторая очередь СУУ будет включать электролизер — неотъемлемую часть технологической схемы. Он предназначен для электролиза образующегося в процессе очистки дымовых газов сульфата натрия. В результате этого процесса свойства сорбента будут восстановлены и улучшены, а технологическая схема СУУ — полностью замкнута.
Замкнутая технология очистки дымовых газов от сернистого ангидрида, в которой восстановление сорбционных свойств сорбента осуществляется за счет термического. разложения бисульфита и электролизного разложения сульфата натрия, называется термоэлектролизной. Использование такой технологии очистки дымовых газов котлов электростанций позволяет получить сернистый ангидрид (газообразный высокой концентрации или жидкий) ; сернистую (серную) кислоту или бисульфат натрия; водород; кислород.
