Предварительная очистка сырого топлива от серы

Оптовая торговля:

т. (095)375-3673,375-2433

Издательство «Торобоан»

Персональный сайт Владимира Леви: www.levi.ru

Все права защищены. Полное или частичное воспроизведение, размножение или распроаранение каким бы то ни было способом материалов, опубликованных в настоящем издании, допускается только с письменного разрешения издательства ООО «ТОРОБОАН».

Сайт расширенного сознания...

www.soznanie.info

УЛАВЛИВАНИЕ ОКСИДОВ СЕРЫ

Общие вопросы и классификация

Одними из массовых, вредных газовых выбросов тепловых электростанций являются оксиды серы и , большую долю из которых составляет диоксид серы (до 80 %). Газовые выбросы оксидов серы нарушают природный кислотно-щелочной баланс и обусловливают выпадение кислотных дождей. В настоящее время в энергетике РФ идет поиск и совершенствование эффективных и надежных способов уменьшения образования оксидов серы в газовых отходах электростанций, проводятся мероприятия, стимулирующие установку газоочистных сооружений на ТЭС. Предприятия, допускающие газовые выбросы и выше предельно допустимых объемов, штрафуются за нарушение экологической чистоты природы. Проекты строительства новых электростанций должны проходить экологическую экспертизу.

Мероприятия по уменьшению выхода вредных газовых выбросов могут быть отнесены к активным или пассивным методам. Активные методы борьбы с загрязнением природы оксидами серы заключаются в предварительной очистке сырого топлива (в обогащении топлива) от серы, а также и азота; в создании условий, когда оксиды серы и азота не образуются, т.е. в освоении новых, экологически чистых технологий.

Пассивные методы улавливания серы в настоящее время имеют большее распространение. Они используются как на уже работающих, так и на новых ТЭС. К пассивным методам очистки уходящих газов ТЭС от оксидов серы относятся следующие [4]:

– сухая аддитивная очистка дымовых газов;

– мокрая известковая и известняковая очистки;

– озонно-аммиачная;

– магнезитовая;

– содово-циклический метод;

– метод распылительной абсорбации.

Объемное содержание CO₂, SO₂, NO_x в уходящих газах ТЭС при сжигании твердого топлива с коэффициентом избытка воздуха 1,00 составляет =14,5…20,0 %, при сжигании мазутов – =13,5…14,3 %, при сжигании газообразного топлива – =9,4…10,3 %. При реальном коэффициенте 1,0 процентное соотношение трехатомных газов в продуктах сгорания уменьшается [4, 23] в соотношении примерно равном

.

Таким образом, всегда выгодно иметь в котле избытки воздуха больше единицы.

Предварительная очистка сырого топлива от серы

Предварительная очистка сырого топлива от серы, относящаяся к активным методам, может проводиться как на заводах (например, нефтеперерабатывающих), так и на аппаратах, устанавливаемых на тепловых электростанциях.

При переработке нефти на нефтеперерабатывающих заводах сера, как правило (17…90 %), остается в более тяжелых фракциях, входящих в состав мазута. Удаление серы из нефтепродуктов осуществляется гидроочисткой. В результате чего удаляется сероводород . Процесс сероочистки нефтепродуктов протекает при температуре 300…400 С и давлении до 10 МПа с использованием катализаторов–оксидов никеля, кобальта и молибдена. Однако гидравлическая промывка топлив, несмотря на достаточную эффективность, имеет недостатки:

1. В процессе гидроочистки отравляются дорогостоящие катализаторы, что приводит к частой их замене.

2. При очистке мазута резко возрастает расход водорода. Водорода, получаемого как побочного продукта нефтепереработки, становится недостаточно и появляется необходимость в производстве дополнительного водорода, что ведет к удорожанию процесса очистки мазута от серы.

Снижения сернистости топлива перед сжиганием на ТЭС можно добиваться путем его газификации или пиролиза.

Процесс газификации жидкого топлива проводится при температуре 800…1200 С и при ограниченном доступе кислорода. Он связан с неполным окислением углерода, когда основная реакция описывается уравнением

,

где .

В результате этой реакции производится горючий газ. Из серы топлива при этом образуется сероводород , который можно удалять из горючих газов до поступления их в топку котла.

Газификатор, разработанный Всесоюзным научно-исследовательским институтом нефтяной промышленности (ВНИИНП) [5, 18], газифицирует топливо на парокислородном дутье (0,4 кг пара и 0,75 кг кислорода на 1 кг мазута). При температуре 1100…1300 С образуется высококалорийный газ, содержащий 90 % водорода и окиси углерода. Выходящий из газогенератора горючий газ промывается водой, а затем очищается от сажи в сажеотделителе.

Институтом высоких температур АН СССР совместно с ВНИИНП [5, 18] разработана технология газификации мазута для газотурбинной установки с котлом утилизатором при воздушном наддуве. Воздух после компрессора с р = 0,8 МПа и t = 300 С поступает в газификатор с расходом 40 % от теоретически необходимого (коэффициент избытка воздуха 0,4). Туда же подается мазут. Продукты газификации, прежде чем попасть в газовую турбину, а затем в котел-утилизатор, проходят систему теплообменников и очисток от золы, сажи и сероводорода. Такая технология газификации дает низкокаллорийный горючий газ (4,0 МДж/ ).

Высокотемпературный пиролиз мазута происходит при нагревании его до температуры t = 700…1000 С без доступа окислителя, в результате чего образуется нефтяной кокс (в твердой фазе), который затем подвергается газификации. Образующийся при этом горючий газ очищается от сернистых соединений и других примесей. Нефтяной кокс – это искусственное твердое топливо, имеющее теплоту сгорания до 33…34 МДж/кг и выход летучих 10…15 %, который перед сжиганием в топке котла должен проходить систему пылеприготовления.