Способ очистки газовых выбросов при осуществлении плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива

Заявленный способ относится к области очистки воздуха от токсичных газов (окислов азота, серы), паров, аэрозолей сложного химического состава и взвешенных частиц, имеющих высокую степень дисперсности, выделяющихся при реализации плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива. Отходящие газы из топки котлоагрегата подвергают двухступенчатой очистке. На первой ступени осуществляют улавливание взвешенных веществ в скруббере Вентури с эффективностью 96-98% и циклонном каплеуловителе, на второй ступени осуществляют абсорбционную очистку от NO₂ и SO₂ в абсорбере с подвижной насадкой, где в качестве абсорбента используют раствор карбамида. Отработанный раствор перерабатывают в удобрение. Шлам с первой ступени очистки подают в отстойник и обезвоживают. Осветленную воду из отстойника подают в холодильник, очищают от взвешенных частиц на гравийных или сетчатых фильтрах и подают на орошение в скруббер Вентури. Заявленный способ повышает качество очистки воздуха. 1 ил.

 

Предлагаемый способ относится к области очистки воздуха от токсичных газов (окислов азота, серы), паров, аэрозолей сложного химического состава и взвешенных частиц, имеющих высокую степень дисперсности, выделяющихся при реализации плазменного розжига и стабилизации горения (подсветки) пылеугольного топлива.

Известен «Способ очистки газовых выбросов тепловых электростанций» (RU 26445 U1, 10.12.2002), включающий установку для мокрой очистки дымовых газов с использованием химического реагента на основе соединений натрия, содержащую скруббер Вентури, выход которого соединен с каплеуловителем, бак-приемник, соединенный с нижней частью каплеуловителя для приема золовой пульпы, сгуститель пульпы, соединенный по пульпе с баком-приемником, линию подачи водного раствора химического реагента к скрубберу Вентури и устройство для подготовки отходов к удалению.

Недостатком данного способа является отсутствие очистки отходящих токсичных газов, которые образуются вследствие использования пиролиза, проходящего при повышенных температурах, способствующего выделению окислов азота и прочих вредных веществ. В том числе системой очистки не предусмотрено обезвреживание возникающих при осуществлении плазменного розжига токсичных газов.

Технической задачей, на решение которой направлен предложенный способ очистки газовых выбросов, является улучшение качества воздуха, поступающего в атмосферу от котлоагрегатов, оснащенных устройствами плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива.

Технический результат достигается путем использования двухступенчатой очистки: на первой ступени осуществляется улавливание взвешенных веществ в скруббере Вентури с эффективностью 96-98%, на второй осуществляется абсорбционная очистка от NO₂ и SO₂ в абсорбере с подвижной насадкой.

На чертеже изображена схема способа очистки газовых выбросов при осуществлении плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива.

Исходящие газы из топки котлоагрегата поступают в скруббер Вентури типоразмерного ряда высоконапорных аппаратов ГВПВ, где осуществляется контакт загрязненной газовоздушной смеси с диспергируемой самим газовым потоком жидкостью (водой) и происходит очистка газов от взвешенных веществ.

Аппараты ряда ГВПВ позволяют обеспечивать высокую степень очистки - до 96-98% при широком диапазоне начальной концентрации пылей и возгонов (до 30 г/м³), компактность, а также меньшее сопротивление, металлоемкость и трудоемкость при ремонтах. Для котлоагрегатов средней производительности (до 500-640 т/ч) оптимальными будут являться скрубберы типоразмера трубы ГВПВ-0,030 с производительностью по условиям выхода до 9320-18900 м³/ч и расходом орошающей жидкости 6,5-13 м³/ч. Предельная температура очищаемого газа - 400°С.

Затем газовоздушная смесь подается в циклонный каплеуловитель типа КЦТ, в котором производится осаждение капель и дополнительная очистка газов. КЦТ обеспечивает улавливание капель при содержании жидкости до 1 м³/м³ и температуре до 80°С. Концентрация капельной влаги после сепарации - 70 мг/м³. Производительность каплеуловителей типа КЦТ - 1700-82500 м³/ч, эффективность сепарации капель крупнее 10 мкм составляет 80-99% при гидравлическом сопротивлении 0,05-1,5 кПа.

Основная часть уловленной пыли из пылеулавливающего устройства в виде шлама попадает в отстойник, откуда он откачивается шламовыми насосами типа ВШН (например, ВШН-150) для дальнейшего обезвоживания. Обезвоживание шламов осуществляется центрифугированием на ленточных или пресс-фильтрах с использованием флокулянтов, при этом расход флокулянта, например «Бифлока», может составить от 0,5 до 8 кг/т сухого вещества шлама. Далее шлам направляется на захоронение либо переработку.

Так как очищаемый газ имеет высокую температуру, то осветленная оборотная вода охлаждается в холодильнике. После холодильника охлажденная до необходимой температуры вода вновь подается на нужды мокрой очистки в скруббер Вентури и, таким образом, осуществляется ее повторное использование. Вследствие того, что содержание взвеси в жидкости, подаваемой на орошение, не должно превышать 500 мг/л, для дополнительной очистки необходимо устанавливать специальные гравийные или сетчатые фильтры, позволяющие улавливать частицы диаметром до 150-200 мкм.

Из каплеуловителя газы направляются в абсорбер с подвижной насадкой (АПН), где происходит их обезвреживание от диоксидов азота и серы. АПН имеют ряд преимуществ перед аппаратами других типов:

сравнительно высокие скорости газа по всей высоте аппарата, возможность работы со средами, загрязненными твердыми частицами, широкий диапазон устойчивой работы при изменении расходов жидкости через аппарат, низкий брызгоунос, высокий коэффициент массопередачи и пр. Имеющиеся недостатки АПН, такие как относительно высокое сопротивление одного аппарата и высокая плотность орошения, не играют существенной роли при переработке загрязненных газов в данных условиях.

Для очистки выбросов котлоагрегатов, оснащенных плазменными устройствами розжига и подсветки пылеугольного топлива, применяются аппараты с шаровой насадкой: с шарами из полипропилена диаметром 35-4 мм с плотностью до 300-500 кг/м³. Диаметр абсорбера не будет превышать 1800-2000 мм. Статическая высота слоя насадки (в неподвижном состоянии) составляет 0,2-0,3 м, а расстояние между решетками - 1-1,5 м, что допускает 3-4-кратное расширение слоя. В АПН для очистки газов от диоксидов азота и серы в качестве абсорбента используется 0,1-0,25 М раствор карбамида, который готовят в раствороприготовительном устройстве и подают в оросительную систему абсорбера. После очистки газы выбрасываются в атмосферу.

Отработанный раствор карбамида возможно перерабатывать и использовать для производства удобрений, например, типа КАС (ТУ У 00203826.007-97) - водного раствора карбамида и аммиачной селитры, содержащего амидный азот карбамида и аммонийный и нитратный азот аммиачной селитры, применяемого для удобрения полей. Кроме того, сам карбамид непосредственно применяется для внесения подкормок сельскохозяйственных культур на любых почвах, не вызывая их закисления, и рекомендуется для внекорневой подкормки плодовых деревьев и кустарников.

Способ очистки газовых выбросов при осуществлении плазменного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива в устройстве, содержащем скруббер Вентури, циклонный каплеуловитель и средство для обезвоживания шлама, отличающийся тем, что отходящие газы подвергают двухступенчатой очистке: на первой ступени осуществляют улавливание взвешенных веществ в скруббере Вентури с эффективностью 96-98% и циклонном каплеуловителе, на второй ступени осуществляют абсорбционную очистку от NO₂ и SO₂ в абсорбере с подвижной насадкой, где в качестве абсорбента используют раствор карбамида, с последующей переработкой отработанного раствора в удобрение, при этом шлам с первой ступени очистки подают в отстойник и обезвоживают, а осветленную воду из отстойника подают в холодильник, очищают от взвешенных частиц на гравийных или сетчатых фильтрах и подают на орошение в скруббер Вентури.