При сжигании некоторых сортов каменного угля и мазута содержание окислов серы в продуктах сгорания столь велико, что необходимо использовать специальные меры для его уменьшения. Эти методы называются десульфуризацией. Десульфуризация может быть
Рис. 26.1. Золоуловители ТЭС и котельных: а — осадительная камера; 6 — циклон; в — мокрый золоуловитель; г — матерчатый фильтр; д — электрофильтр; 7 — дымовые газы; 2 — очищенный газ; 3 — твердые частицы; 4 — вода; 5 — коронирующие электроды; 6 — осадительные электроды
осуществлена перед сжиганием топлива. Так, на нефтеперегонных заводах высококипящие фракции, входящие в состав мазута, подвергаются гидроочистке для удаления из них соединений серы. Природный газ в тех случаях, когда в нем велика концентрация серосодержащих компонентов, также подвергается очистке. Технологий десульфуризации твердых топлив до сжигания не существует. При необходимости предварительного удаления серы из твердого топлива его следует предварительно газифицировать, а затем очищать полученный газ, что не получило пока промышленного применения.
Десульфуризация возможна и непосредственно в процессе сжигания топлива в кипящем слое. В этом случае к балласту в слой добавляют известняк или доломит, которые, реагируя с окислами серы продуктов сгорания, образуют гипс и относительно безвредный углекислый газ. Применяются также технологии десульфуризации уходящих дымовых газов, например обработка их в скрубберах известковым «молоком». Все способы десульфуризации весьма капиталоемки и существенно удорожают стоимость эксплуатации котельной установки, в связи с этим она применяется только на крупных ТЭС. Отметим, что древесное топливо практически не содержит серы, и это еще один стимул для более широкого его использования.
Азот содержится в топливе и воздухе, поэтому в продуктах сгорания присутствуют его окислы. Известны следующие оксиды азота: N20, NO, N203, N02, N204, N205. Малоактивный и плохо растворимый в воде монооксид NO составляет 97—99% всех оксидов азота в продуктах сгорания. В атмосфере более половины монооксида до- окисляется до более токсичного диоксида N02. Сумму этих двух окислов обозначают NOx.
Окислы азота образуются при сжигании топлива тремя механизмами: термические монооксиды образуются при окислении азота воздуха при температуре более 1300 °С; топливные NOx образуются из азота топлива; быстрые NOx образуются из азота воздуха в зоне фронта пламени. При температурах до 1300 °С доля топливных NOx составляет около 90% от общего их количества.
Для уменьшения выбросов NOx процесс горения следует организовать так, чтобы температура горения была возможно более низкой, а время пребывания продуктов сгорания в зоне высоких температур — возможно более кратким. С этой целью на мощных котлах применяют горелки со ступенчатой подачей воздуха, ступенчатое сжигание топлива, рециркуляцию дымовых газов, впрыск воды в ядро факела. Применение комплекса перечисленных мероприятий позволяет сократить выбросы на 90%. На котлах малой и средней мощности мероприятия по сокращению выбросов NOx обычно не предусматриваются.
Дымовые трубы тэс
Весьма ответственным устройством в системе охраны биосферы от вредных выбросов ТЭС являются газоотводящие устройства - дымовые трубы. Природоохранные мероприятия в отношении уменьшения концентрации токсичных веществ включают две обязательные стадии - очистка в возможных пределах дымовых газов в газоочистных устройствах ТЭС и последующее рассеивание остаточных вредностей за счет турбулентной диффузии в больших объемах атмосферного воздуха.
Минимально допустимая высота трубы h, при которой обеспечивается необходимое рассеивание вредных веществ для получения регламентированных ПДК при нескольких трубах одинаковой высоты и наличии фоновой загазованности Сф от других источников такой же вредности, рассчитывается по формуле:
Здесь А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы для неблагоприятных метеорологических условий, определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе.
М - количество вредного вещества на ТЭС, выбрасываемого в атмосферу, г/с. С учетом суммирования выбросов серы и азота:
F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.
n и m — безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья выброса.
z — число одинаковых дымовых труб.
- разность между температурой выбрасываемых газов Т и средней температурой воздуха Tв, в качестве которой принимается средняя дневная температура самого жаркого месяца в 14 ч по летнему времени.
V — объем дымовых газов ТЭС, м3/с.
Скорость в устье дымовой трубы ω0 выбирается на основании технико-экономических расчетов, и обычно она лежит в зависимости от высоты трубы в следующих пределах:
Высота трубы, м: 120 150 180 240 330
Скорость газов на выходе, м/с: 15 - 25 20 - 30 25 - 35 30 - 40 35 - 45
Диаметр устья трубы находится по выражению:
В России дымовые трубы стандартизованы. Высота дымовых труб h выбирается с шагом 30 м из ряда 120, 150, 180, 210, 240, 270. 300, 330, 360, 390, 420, 450 м. Внутренние диаметры устья дымовых труб имеют следующие значения: 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,0; 13,8 м.
Рис. 7.2. Дымовая труба ТЭС:
1— калорифер; 2 — вентилятор: 3 — вентиляционный канал; 4 — железобетонный ствол; 5 — футеровка; 6 — вентиляционные окна; 7— помещение КИП; 8—фундамент
Дата: 2019-03-05, просмотров: 283.