Введение в экологию энергетики

Краткие сведения об улавливании золы на мазутных ТЭС

Котлы, сжигающие жидкое топливо, как правило, не оснащены золоуловителями в связи с низким содержанием золы в топливе (АР=0,05...0,15%).

В последние годы в связи с возросшим загрязнением атмосферного воздуха и более глубоким изучением состава твердых выбросов, образующихся при сжигании мазута, в России и за рубежом проводится работа по опытному промышленному внедрению золоуловителей на мазутных котлах.

Состав минеральной части отечественных мазутов в пересчете на оксиды колеблется в следующих пределах: оксид натрия - 20...40%; пентаксид ванадия - 20...30%; оксид кремния - 5-20%; триоксид серы - 20...40%; триоксид железа - 3...20%; оксид кальция - 3...10%; оксид магния - 3...10%; оксид никеля - 1...10%.

Наряду с минеральной частью топлива в выбрасываемых дымовых газах имеются соединения недогоревшего углерода. На отечественных энергетических котлах твердые частицы в дымовых газах содержат до 60% горючих. Недогоревшие соединения углерода имеют вид сажистых частиц, среди которых наибольшую опасность представляет бенз(а)пирен.

Золовые частицы и сажа осаждаются на трубах поверхностей нагрева котлов и набивке регенеративных воздухоподогревателей (РВП). При обдувке РВП и дробевой очистке поверхностей нагрева происходит так называемый «залповый» выброс твердых частиц.

Для того чтобы выбрать тип улавливающих устройств, обеспечить надежную эвакуацию уловленной золы и сажи, необходимо учитывать свойства уловленных частиц. Дисперсность частиц характеризуется тем, что 20% имеет размер менее 10,5 мкм, а остальные крупнее, причем 55% частиц крупнее 35 мкм. Важным показателем является насыпная плотность. Средняя насыпная плотность составляет 160 кг/м3. Электрическое сопротивление частиц составляет около 105 0м×см, поэтому такой материал относится к малоомному и трудно улавливаемому в электрофильтрах. Химический анализ уловленных на мазутных котлах твердых частиц показывает, что содержание триоксида серы в них в сотни раз выше, чем в потоке газа. Другой особенностью уловленных частиц является их высокая гигроскопичность и пожароопасность.

Наибольшее распространение в мировой практике на котлах, сжигающих мазут, нашли инерционные золоуловители, как наиболее дешевые при сооружении и простые в эксплуатации. В России инерционные золоуловители на мазутных котлах испытаны на Новосалаватской ТЭЦ и ТЭЦ-16 Мосэнерго. Эффективность улавливания в них составляет 60—80%.

В США, Японии и других странах применяются также и электрофильтры. Наибольшую трудность при эксплуатации электрофильтров представляет налипание твердых частиц на электродах. С налипанием борются обычно впрыскиванием аммиака в газоход перед электрофильтром. Периодически осуществляется водная промывка электрофильтров.

Удаление уловленных твердых частиц на мазутных котлах представляет собой более сложную задачу, чем при работе на твердом топливе. Это объясняется гигроскопичностью, высоким содержанием горючих и потерей сыпучести золы при температуре ниже 150 ОС. Поэтому применяется пневматическая или гидравлическая система эвакуации мазутной золы. В связи с тем что в уловленном материале велико содержание углерода, в некоторых схемах предусматривается возврат уловленных частиц на повторное дожигание.

Следует отметить, что улавливание золы на ТЭС и котельных, сжигающих мазут, не только решает вопрос снижения токсичных выбросов, но и дает возможность утилизировать цепные, дефицитные компоненты на основе ванадия и никеля.


Методы и технологии очистки дымовых газов