Күкiрт оксидтерiнен түтiн газдардың тазарту әдiстерi

Атмосфераға күкiрт оксидінің кіру мөлшері бастапқы отында күкiрт мөлшерiнен байланысты болады. Қатты отында күкірт 2 түрде кездеседі: Fe2S - колчедан күкiртi және FeS2 - пирит күкiртi.

4.1 кесте - энергетикада пайдаланылатын отындардың күкiрттiлiгi

Тас көмір	SР= (0,3 ч6) %
Сланецтер	SР= (1,4 ч1,7) %
Торф	SР= 0,1 %
Мазут: аз күкіртті күкіртті жоғары күкіртті	SР<0,5 % SР= 0,5 ч2 % SР>2,0%
Дизельді отын	1 гр. Sр– 0,2% дейін 2 гр. Sр– 0,5% дейін
Қазанды-пештіотын: аз күкіртті күкіртті	Sр ≤ 0,5% Sрдо 1,1%.
Сланецтімай	Sр 1% аспайды.

Атмосфераға күкiрттi қосылыстардың шығаруларын азайту келесi бағыттар бойынша жүруі мүмкiн:

1) жоғары күкiрттi отындардың пайдалануының шектелуi;

2) жағу процесiн таңдау;

3) отыннан күкiрттің алдын - ала шығаруы. Күкiртсіз отын 2-3 есе қымбат тұрады;

4) түтiндік газдардан күкiрттi жою.

Күкірттен тазартудың 200 – ден астам патенттелген тәсілдері бар.

Ең қарапайым тәсiл - сулы скрубберлерде сумен аулау, 10-15 % күкiрт ұсталынады:

Н2О + SО2 = Н2SО3

Күкiрт оксидiнен газдарды тазартудың әдiстерi:

- циклді (абсорбент регинирленіп циклға қайтып келеді, ал ұсталған күкірт диоксиді қолданылады);

- циклдік емес (сорбенттің және басқа заттардың регенациясы жүрмейді).

Одан басқа тазарту тәсілдері құрғақ және ылғалды болыр бөлінеді.

Сулы әкті әдiс - циклдiк емес. Газдың тазартуын 90 %-ке қамтамасыз етедi. Бұл тәсіл күкірт қышқылының бейтараптануына негiзделген, ол сiлтiлiк реагенттермен SО2 -нің еруі нәтижесiнде пайда болады

Са(ОН)₂ + SО₂ → СаSО₃↓ + Н₂О (известь)

СаСО₃ + SО₂ → СаSО₃ + СО₂ (известняк)

↓

СаSО₄

_{Түтiндік газдар ауажылытқыштан кейін күлтұтқышқа, содан соң күкіртті газдан тазарту үшін түтiн сорғыш арқылы скрубберге бағытталады.(4.1-шi сурет)}

1 - брызгоуловитель; 2 - жылытқыш; 3 - скруббер; 4 - суспензия дайындау багі; 5 - аралық сыйымдылық.

4.1 сурет - күкiрт тазартудың ылғалды тәсiлiнің сұлбасы

Скруббер сумен таралады, құрамында ұсақ ұнтақталған әк пен бейтараптану өнімдері болады. Тазартылған газдар брызгуловительде шашыратқыш қоспадан босап, жылуалмастырғышта жылытылып, түтіндік құбыр арқылы атмосфераға лақтырылады. Скрубберден төгілген қышқыл сұйықтыққа таза сұйық қосылады.Уақыт өте келе шашырайтын сұйықтықта кальций сульфитінің кристалы мен ұшқыш күлдің қалдығы жиналады. Қатты бөлшектердің концентрациясы сұйықтық массасынан 10-15 % жеткенде, суспензияның бір бөлігі циклдан күл шығарғышқа апарылады.

Барлық ылғалды тазарту әдістері кезінде кететін газдардың температурасы 130 °С-дан 50 °С дейiн төмендейді. Газдардың жылытуы түтіндік құбырдан газдардың шығысынан кейін ыдырауды қамтамасыз ету үшін тазартылмаған газдардың жылытуы арқылы жүреді.

Тәсiлдiң кемшiлiктерi: кальций сульфиді құбырларды гипстайды; скрубберді суғаратын суспензия тамшылары өлшенетін бөлшектерден тұрады; үлкен инвестициялық шығындар; үлкен алынатын аудан.

Сулы - құрғақ әдiс – циклді емес тәсіл, оның негізіне түтiндік газдардан күкіртті газдардың жұтуы жатады. Тәсілдің тиімділігі 90 % -дан асады.

Әдiстiң айырмашылық ерекшелiгi: процесте әкті сүттің толық булану үшін көп мөлшері қатысады.

Реакцияның құрғақ өнiмдерi шаңкүлұстағышта (4.2-шi сурет) тұнып қалады, ал күкіртті газдан тазартылған газдар түтіндік құбырға өтеді. 8 түйінде қоспа термиялық қышқылданумен соңғы өнімге өңделеді – яғни, құрылыс материалына.

Артықшылықтары: өнімді құрғақ күйінде алу, ағынды сулардың болмауы, реагенттің жоғары дәрежеде қолданылуы – әктің, бірқалыпты аэродинамикалық кедергі.

Кемшіліктері: қымбат тәсіл, себебі тек жоғары сапалы әк қолданылады; қондырғы көп орынды алады; реагенттің дәл дозировкасының қажеттілігі.

1 – температурасы 130-150 ^оС болатын кететін түтіндік газдар; 2 - газдарды алдын ала тазалау үшiн күлұстағыш; 3 - кептiргiш - реактор; 4 - аралық сыйымдылық; 5 - ұшпа күл; 6 - әктiң ерiтiндiсiн беру; 7 - шаңкүлұстағыш; 8 – соңғы өнімге кальций сульфиті мен сульфат қоспасының термиялық өңдеуінің түйіні; 9-соңғы өнiм; 10 - тазаланған түтiндік газдар.

4.2 сурет - күкiрт оксидтерiнен ылғалды-құрғақ тәсілмен тазартудың сұлбасы.

Құрғақ әкті әдiс - ең қарапайым және ең кіші капитал жұмсауларды талап етеді.

Әдiстiң мәні: берілген отында күкірттің стехеометриялық құрамын шамамен 2 еседен арттыратын ізбестас (СаСО3) немесе доломит (СаMg(CO₃)₂) қосылуы.

t

Жанарғы: СаСО₃ → СаО + СО₂

СаО + SО₂ + О₂→ СаSО₄

АР - активациялы реактор; ЭФ - электрофильтр; ТС - түтiн сорғыш.

4.3 сурет - құрғақ әкті әдiстің сұлбасы

Күкiрт екi тотығының бiр бөлiгi жанарғыда түзілген СаО-мен қатысады, бірақ бұл кезеңде көп бөлігі әлі қатыспайды. Қатыспаған кальций түтіндік газдардың ылғалдылығын жоғарылату жолымен бөлек реакторда активтендіріледі (4.3 сурет).

Судың тозаңдануы, кальцидің қолдану коэффициентін барынша жоғарылатуға мүмкіндік беретін, реакцияға қатыса алатын шарттарды жасайды.

АР: СаО + Н₂О → Са(ОН)₂

Са(ОН)₂ + SО₂ → СаSО₃↓ + Н₂О

Са(ОН)₂ + SО₂ + О₂ → СаSО₄ + Н₂О

Реакцияның өнiмi - көмiрдiң жағуы кезінде ұшпа күлмен араласып және ЭФ-да түтіндік газдардан жойылатын құрғақ ұнтақ.

Түтiндік газдарды суландыруы ЭФ жұмысының тиімділігін жақсартады, соның нәтижесінде ЭФ-тан шыққан шаңды шығарулардың дәрежесі, бір көмірді жақан кезден қарағанда төмен болады.

Артықшылығы: қарапайымдылығы, циркуляциясы жоқ, ағын сулар болмайды, соңғы өнім құрғақ болады, күкіртті газдың ұсталу дәрежесі жоғары 45-90 %, әр түрлі отын түрінде жұмыс істейді, қазандық типінен тәуелсіз, көп орын алмайды, үнемділік, шағын инвестициялық шығындар, арзан сорғыштың-ізбестастың пайдаланылуы.

Кемшiлiктері: қыздыру беттерінде мықты шөгінділердiң және кальций сульфатының қалыптасуы.