Приемы подавления эмиссии сернистого ангидрида в агрегатах (факелах, топках) сжигания топлива

Недостатки абсорбционных методов очистки газов от SO2 (как минимум — необходимость охлаждения отходящих газов перед абсорбцией) привели к разработке процессов, основанных на использовании твердых хемосорбентов, путем их введения в пылевидной форме в топки и (или) газоходы теплоэнергетических агрегатов. В качестве хемосорбентов могут быть использованы: известняк (оптимальная температура 900–1200 ^OC), доломит или известь (предпочтителен доломит – эффект 70%,Са/S=4), а также некоторые оксиды металлов (Al, Bi, Се, Со, Cr, Cu, Fe, Hf, Mn, Ni, Sn, Th, Ti, V, U, Zr). Для увеличения активности хемосорбентов, подавления процесса окисления SO2 в SO3 вводят ряд специальных добавок в виде дешевых неорганических солей, оксида магния и др.

На газоходе можно вмонтировать реактор, при 600 ^ОС весь Ca из порошкового доломита перейдет в CaSO3·0,5H2O. При 700 ^OC образуется только безводный CaSO4.

Окисно-марганцевый метод: горячие дымовые газы (≈135°С) обрабатывают оксидом марганца в виде порошка. В процессе контакта оксида марганца с диоксидом серы и кислородом происходит реакция:

MnOx·nH2O + SO2 + (l – х/2) О2 à MnSO4+ nH2O

где х =1,6–1,7. Образующийся сульфат марганца после его выделения из газа обрабатывают в виде водной пульпы аммиаком с целью регенерации оксида марганца:

MnSO4 + 2NH3 + (n+l)H2O +(x/2–0.5)O2àMnOx·nH2O+(NH4)2SO4

Инжектируемый в дымовые газы оксид марганца взаимодействует с содержащимся в них диоксидом серы в адсорбере. Выходящие из адсорбера газы освобождают от взвешенных примесей в циклоне и электрофильтре, после чего через дымовую трубу при ≈115°С очищенные газы поступают в атмосферу.

Сжигание топлива в кипящем слое (800–870 ^ОС): известняк вводят в кипящий слой => интенсификация очистки от SO2. Соотношения:

Ca: S		2–3	> 3
степень очистки	50 %	80–90%	до 95 %

М.использ. отходы пр-ва ацетилена карбидным спос.=>в 2 раза эффективнее (t=720-920 ^ОС) или сжигать водно-угольную суспензию+известняк 5-45 микрон=>сниж-ся образ. SO2 на 50%.
2. Очистки газов от диоксида серы в газоходах (газоводах) агрегатов сжигания топлива (ПДКмр=0,03 мг/м3)

Метод сухой хемосорбции: легко осуществляется на старых ТЭС, требует малую площадь. В качестве хемосорбентов м. б. исп.: известняк, доломит или известь, а также некоторые оксиды металлов (Al, Bi, Се, Со, Cr, Cu, Fe, Hf, Mn, Ni, Sn, Th, Ti, V, U, Zr). Для увеличения активности хемосорбентов, подавления процесса окисления SO2 в SO3 вводят ряд специальных добавок в виде дешевых неорганических солей, оксида магния и др.

На газоход м. вмонтировать реактор.

В реакторах кипящ. слоя оптим. t контакта дымовых газов с известью 70-75°С, остат. конц. SO2 сост. 400 мг/м3. Иногда дым. газы охл-ся водой (со180 до 100С), затем ввод порошок Са(ОН)2 +немного H2O=>эффект 70%, Са/S=2,5 (90 при= 3)

Окисно-марганцевый метод: горячие дымовые газы (≈135°С) обрабатывают оксидом марганца в виде порошка. В процессе контакта оксида марганца с SO2 и О2 происходит реакция:

MnOx·nH2O + SO2 + (l – х/2) О2 à MnSO4+ nH2O

где х =1,6–1,7. Образующийся сульфат марганца после его выделения из газа обрабатывают в виде водной пульпы аммиаком с целью регенерации оксида марганца:

MnSO4 + 2NH3 + (n+l)H2O +(x/2–0.5)O2àMnOx·nH2O+(NH4)2SO4

Инжектируемый в дымовые газы оксид марганца взаимодействует с содержащимся в них диоксидом серы в адсорбере. Выходящие из адсорбера газы освобождают от взвешенных примесей в циклоне и электрофильтре, после чего через дымовую трубу при ≈115°С очищенные газы поступают в атмосферу.

Плюсы хемосорбции в газоходе: не нужен дополнительный нагрев отходящих газов; просто/дешево; легко установить на большинстве ТЭС; наряду с SO2 связывается и SO3;

Минусы: возможность отложений на греющих котлах; опасность снижения эффективности горения самого топлива (при разложении карбонатов образуется CO2 и требуется тепло); малая поверхность контакта (=> невысокая степень улавливания); необходимость установки дополнительных пылеуловителей.

Адсорбционное улавливание SO2: в наибольшей степени исследованы и опробованы в производственных условиях (применительно к газам процессов сжигания твердого и жидкого топлива) углеродные поглотители (в основном активные угли и полукоксы), позволяющие проводить обработку газов при 110-150°С.

Сорбционная способность силикагелей по диоксиду серы составляет существенную величину — даже при высоких температурах 150–200^ОС) и низких концентрациях целевого компонента в газах [<1%(об.)], что объясняют происходящим окислением адсорбированного SO2 в SO3 кислородом, содержащимся в обрабатываемых потоках. Если в очищаемых газах содержатся пары воды, величина поглощения силикагелями диоксида серы резко уменьшается.