- Технологическая схема получения азота
Консервация теплоэнергетического оборудования, идущего в резерв, с использованием газообразного азота — простой и надежный метод. При этом консервирующие среды не обезвреживаются. Азотная консервация широко применяется за рубежом и признана эффективным мероприятием, повышающим надежность и экономичность работы оборудования. Она используется как самостоятельно, так и в сочетании с другими методами, например заполнением оборудования обессоленной водой с присадками гидразина и аммиака, вакуумной сушкой пароперегревателя и др. Кроме того, азот применяется на теплоиспользующих установках не только для консервации основного оборудования, но и для замены среды водород—воздух—водород в генераторах при ремонте, для создания инертной атмосферы в маслосистеме турбогенераторов и трансформаторах в целях предотвращения окисления масла, в пылесистемах и т. д. За рубежом на ТЭС в основном используют привозной жидкий азот, что дешевле, чем получать его от стационарных установок.
Рис. 3.1. Принципиальная технологическая схема установки
I — бункер запасов полукокса; II — реактор; III — пусковой паровой эжектор, IV — золоуловитель; V — основной циркуляционный насос; VI — эжектор; VII — десорбер; VIII — насос подачи свежего щелочного раствора на эжектор; IX — емкость отработанного щелочного раствора; X — насос подачи отработанного щелочного раствора, XI — емкость запаса щелочного раствора; XII — компрессор; XIII — ресивер; XIV — узел отбора газа из топки; XV — щелочной барьерный фильтр XVI узел очистки азота от влаги; 1 — топочные газы; 2 — сброс золы; 3 — вода на охлаждение газов в теплообменнике «труба в трубе»; 4 —сброс отработанного раствора в бак-нейтрализатор химводоочистки; 5 — пар для восстановления осушителя влаги; 6 — сбросные воды с химводоочистки; 7 — сброс газа в атмосферу; 8, 9 — подача азота: 8 — на котлы, 9 — в турбинный цех; 10 — загрузка полукокса; 11 — отбор пробы
Большие капитальные затраты на сооружение азотных станций и высокая стоимость получаемого на них азота потребовали поиска путей получения дешевого технического азота необходимого качества. Для этого разработали технологию, выполнили расчет, смонтировали опытную промышленную установку, отработали режим получения азота из отходящих дымовых газов производительностью 100 м3/ч. Стоимость получаемого на этой установки азота не превышает 1,5 коп/м3, а для консервации не более 14 коп/м3. Установку обслуживает один рабочий. Капитальные затраты на ее сооружение не превышают 500 тыс. руб., а при использовании оборудования узла нейтрализации химической очистки до 30 тыс. руб. Установку можно использовать на предприятии , имеющем в схеме подготовки воды для нужд производства анионитовые фильтры, регенерируемые щелочью, т. е щелочные сбросные воды.
Установка (рис. 3.1) состоит из двух узлов — узла очистки газа от золы и кислорода, расположенного в котельном цехе, и узла окончательной очистки газа с подготовкой азота для использования, расположенного в отдельном помещении.
Узел очистки газа от золы и кислорода состоит из реактора I с бункером запаса, материала для обескислороживания газов и зольника IV. Реактор можно загружать различным материалом, при этом следует учитывать, что температура поступающего в реактор газа различна. Так, при загрузке реактора древесным углем температура газа в реакторе 400—500СС, при загрузке коксом 550—600 °C, железными стружками около 950 °C. При расчетном избытке кислорода и температуре около 400 °C при сгорании углерода СО практически не образуется, при температуре 600 °C — не превышает 1,8% [9], согласно [1], — до 14%. Горячие газы с соответствующей температурой поступают в реактор и, проходя через слой материала, очищаются от примесей кислорода. Для первоначального разогрева реактора без включения узла окончательной очистки предусмотрена установка парового эжектора III, с помощью которого можно увеличить отбор газа из топки и быстро разогреть эжектор.
При работе на котлах, сжигающих твердое топливо, особенно с высокой зольностью, возникает необходимость удаления летучей золы из отбираемых на установку газов. Частично это может сделать зольник, расположенный под реактором, окончательная очистка происходит в зольнике IV после реактора за счет резкого снижения скорости и изменения направления движения газа в нижней части аппарата. После реактора газ охлаждается в холодильнике типа труба в трубе, что облегчает работу зольника.
В узле окончательной очистки газа удаляются остатки золы и все кислые примеси путем его промывки щелочной водой. Узел окончательной очистки и подготовки азота для использования состоит из газоводяного эжектора VI с удлиненной камерой смешения и десорбера VII для разделения щелочного раствора и азота. Подача щелочного раствора на эжектор производится насосом V.
При смешении газов со щелочной водой нейтрализуются кислые примеси (СО2, SO2, SO3), а щелочной раствор частично истощается и по линии продувки возвращается в баки-нейтрализаторы химического цеха. Восполнение потерь щелочного раствора производится подпиточным насосом VIII. Из верхней части десорбера получаемый в установке азот при давлении до 0,07 МПа подается через узел окончательной очистки от углекислоты XV и осушитель газа XVI непосредственно потребителю или через компрессор в ресиверы запаса азота. Установка оборудована необходимым количеством контрольно-измерительных приборов, работа ее автоматизирована.
