Управление наружной атмосферой

1. десульфурация и денитрификация
Принцип обессеривания
Химический принцип: SO2 в дымовом газе является по существу кислым и может быть удален из дымового газа путем реакции с соответствующим основным веществом. Наиболее часто используемыми щелочными веществами для удаления дымовых газов являются известняк (карбонат кальция), негашеная известь (оксид кальция, Цао) и гашеная известь (гидроксид кальция). Известняк богат, поэтому он относительно дешев. Негашеная и гашеная известь производится из известняка путем нагрева. Иногда используют другие щелочные вещества, такие как карбонат натрия (кальцинированная сода), карбонат магния и аммиак. Используемое основное вещество реагирует с SO2 в топочном газе с получением смеси сульфита и сульфата (в зависимости от используемого основного вещества эти соли могут быть кальциевой, натриевой, магниевой или аммониевой). Соотношение между сульфитом и сульфатом зависит от условий процесса, и в некоторых процессах все сульфиты превращаются в сульфаты. Реакция SO2 с основным веществом происходит либо в щелочном растворе (технология влажной десульфурации дымовых газов), либо на влажной поверхности твердого щелочного вещества (технология сухой или полусухой десульфурации дымовых газов).
В системе мокрой десульфурации дымовых газов щелочное вещество (обычно щелочной раствор, чаще-суспензия щелочи) встречается в распылительной башне с дымовым газом. SO2 в дымовом газе растворяется в воде, образуя разбавленный раствор кислоты, который затем нейтрализует с растворенными в воде щелочными веществами. Сульфиты и сульфаты, полученные в результате реакции, выпадают в осадок из водного раствора в зависимости от относительной растворимости различных солей, присутствующих в растворе. Например, сульфат кальция имеет относительно низкую растворимость и, следовательно, легко осаждается. Растворимость сульфата натрия и сульфата аммония намного лучше. SO2 В системе десульфурации дымовых газов в сухом и полусухом состоянии твердый щелочной абсорбент или дымовой газ распыляется через щелочной абсорбентный слой в поток дымового потока, чтобы привести его в контакт с газовой фазой дымового канала. В любом случае SO2 непосредственно реагирует с твердым основным веществом с образованием соответствующих сульфитов и сульфатов. Для того чтобы такая реакция могла протекать, твердые щелочные вещества должны быть очень рыхлыми или достаточно мелкими. В полусухих системах десульфурации дымовых газов в дымовые газы добавляется вода для образования жидкой пленки на поверхности твердых частиц щелочного вещества, в которую растворяется SO2, что ускоряет реакцию с твердыми щелочными веществами.
Введение в методы десульфурации
Коммерческая технология, широко используемая в мире,-кальциевый метод, на который приходится более 90%. В соответствии с сухим и влажным состоянием абсорбента и продуктов обессеривания в процессе обессеривания, технология обессеривания может быть разделена на влажный, сухой и полусухой (полувлажный) методы. Технология влажного FGD заключается в использовании раствора или суспензии, содержащей абсорбент, для десульфуризации и обработки продуктов десульфуризации во влажном состоянии. Этот метод обладает преимуществами быстрой реакции десульфуризации, простого оборудования и высокой эффективности десульфуризации. И легко вызвать вторичное загрязнение и другие проблемы. Абсорбция десульфурации и обработка продукта технологии сухого метода FGD проводятся в сухом состоянии. Этот метод не имеет сточных вод отработанной кислоты и менее коррозионной степени оборудования, не имеет явного охлаждения дымового газа во время процесса очистки, высокая температура дыма после очистки, способствует диффузии выхлопных газов дымохода, вторичное загрязнение и другие преимущества, но существует низкая эффективность десульфурации, проблемы, такие как медленная скорость реакции и огромное оборудование. Полусухая технология FGD относится к десульфурации дымовых газов, которая десульфурации агента десульфурации в сухом состоянии, регенерации во влажном состоянии (например, процесс регенерации активированного угля для промывки водой) или десульфурации во влажном состоянии и обработки продуктов десульфурации в сухом состоянии (например, метод распылительной сушки). технология. В частности, полусухой метод десульфурации во влажном состоянии и обработки продуктов десульфурации в сухом состоянии обладает преимуществами быстрой реакции мокрого десульфурации и высокой эффективности десульфурации, а также сухим способом без удаления отработанной кислоты сточных вод и десульфурации. Преимущества легкой обработки получили широкое внимание. В зависимости от использования продукта обессеривания его можно разделить на два типа: метод удаления и метод извлечения.
В настоящее время методы десульфурации дымовых газов, обычно используемые в стране и за рубежом, можно условно разделить на три категории в зависимости от их процесса: процесс мокрого выброса, процесс мокрого восстановления и сухой процесс. Применение инвертора в устройстве вносит большой вклад в энергосбережение. [3]
Сухая десульфурация
Процесс обессеривания сухих дымовых газов
Этот процесс используется для десульфурации дымовых газов на электростанциях в начале 1980-х годов. По сравнению с обычным процессом мокрой стирки он имеет следующие преимущества: более низкие инвестиционные затраты, продукты десульфурации находятся в сухом состоянии и смешиваются с летучей золой, нет необходимости устанавливать туман и перегреватель, оборудование не подвержено коррозии, а образование накипи и закупорки не так легко. Его недостатки заключаются в том, что коэффициент использования абсорбента ниже, чем в процессе десульфурации влажных дымовых газов, плохая экономика при использовании в угле с высоким содержанием серы, смешивание летучей золы и продуктов десульфурации может повлиять на комплексное использование, а требования к контролю процесса сушки высоки.
Распылительная десульфурация
Спрей сухой процесс десульфурации дымовых газов
Сушеная десульфурация сухих дымовых газов (называемая Сухим методом FGD), первый процесс десульфурации, разработанный совместно американской компанией JOY и датской компанией NiroAtomier, был разработан в середине 1970-х годов и быстро продвигался и применял в электроэнергетике. В этом процессе распыленная суспензия извести контактирует с дымовым газом в колонне распылительной сушки. После реакции суспензия извести с SO2 генерирует сухой твердый реагент и, наконец, собирается пылесборником вместе с золой. Китай провел промежуточные испытания по десульфурации дымовых газов с вращающимся распылительным сухим методом на электростанции Байма в провинции Сычуань и получил некоторый опыт. Конструкция оптимизированных параметров десульфурации дымовых газов на блоке мощностью 300 МВт с использованием вращающегося распылителя обеспечивает основу.
Обессеривание угольной золы
Технология обессеривания сухих дымовых газов летучей золы
С 1985 года Япония исследовала технологию десульфурации сухих дымовых газов с использованием летучей золы в качестве реагента для обессеривания. К концу 1988 года было завершено промышленное практическое испытание. В начале 1991 года было введено в эксплуатацию первое оборудование для десульфурации летучей золы для обработки 644 000 Нм 3/ч. Его характеристики: степень десульфурации достигает 60%, стабильные характеристики, достигающие общего уровня обессеривания мокрого метода, низкая стоимость десульфурации, низкое потребление воды, отсутствие дренажной обработки и дымоудаления и повторного нагрева, общая стоимость оборудования на 1/4 ниже, чем у мокрого метода десульфурации; агент для обессеривания угольной золы может быть повторно использован; нет суспензии, просты в обслуживании, система оборудования проста и надежна.
Влажная десульфурация
Процесс FGD
Процесс, форма и механизм обессеривания влажных дымовых газов в разных странах мира схожи. В основном, в качестве моющих средств используются такие суспензии, как известняк (CaCO3), известь (CaO) или карбонат натрия (Na2CO3), а дым промывается в реакционной башне. Для удаления SO2 в дымовом газе. Этот процесс имеет 50-летнюю историю. После постоянного совершенствования и совершенствования технология является относительно зрелой и имеет высокую эффективность десульфуризации (90% ~ 98%), большая мощность блока, высокая адаптивность типов угля, низкие эксплуатационные расходы и легкая переработка побочных продуктов. Согласно статистическим данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), среди устройств мокрой десульфурации, используемых тепловыми электростанциями в Соединенных Штатах, метод мокрого известняка составляет 39,6%, метод известняка-47,4%, оба метода-87%, двойной щелочной метод-4,1%, а карбонат натрия Метод составляет 3,1%. На металлургических заводах тепловых электростанций в Китае более 90% используют процесс обессеривания дымовых газов методом мокрой извести/известняка-гипса. Тем не менее, в Тайване, Китае, Японии и других странах и регионах с более ранней обработкой десульфурации в основном использовали магний для десульфурации, что составляет более 95%.
Основными механизмами химической реакции метода мокрого магния являются: его основными преимуществами являются высокая эффективность десульфуризации, высокая скорость синхронизации и богатые ресурсы абсорбента, поглощение побочных продуктов и высокая коммерческая ценность. В настоящее время метод десульфурации магния широко используется в таких областях, как Япония, где дымовые газы строго контролируются, особенно в Японии, где было разработано более 100 случаев десульфурации, и более 95% тайваньских электростанций используют метод магния. Требования к серному углю не высоки, а адаптивность хорошая. И уголь с высоким содержанием серы, и уголь с низким содержанием серы имеют хорошую скорость удаления, которая может достигать более 98%.
Основной проблемой обессеривания магниевого метода является высокая цена за единицу абсорбента и сложное оборудование для побочных продуктов. Но преимуществами являются высокая скорость удаления, высокая скорость работы и хорошие экономические выгоды от побочных продуктов.
Более зрелый процесс влажного FGD: метод морской воды, метод гидроксида натрия, процесс Wellman-LordFGD компании DavyMckee, США, метод аммиака и т. Д.
В мокрой процессе проблема повторного нагрева дымовых газов напрямую влияет на инвестиции в весь процесс FGD. Поскольку температура дымовых газов после обессеривания мокрого процесса, как правило, низкая (45 ℃), и большинство из них ниже точки росы. Если они непосредственно сбрасываются в дымоход без повторного нагрева, легко образуется кислотный туман, который разъедает дымоход и не способствует распространению дыма., Таким образом, устройства FGD с влажным способом обычно оснащены системами ренагревания дымовых газов. В настоящее время в основном используются технически зрелые регенеративные (поворотные) дымовые теплообменники (GGH). GGH стоит дороже и составляет более высокую долю инвестиций в процесс FGD. В последние годы японская корпорация Mitsubishi разработала GGH, который может избежать утечки, которая лучше решает проблему утечки дымовых газов, но цена все еще высока. Бывшая немецкая компания SHU разработала новый процесс, который может избавить от GGH и дымохода. Он устанавливает все устройство FGD в градирне электростанции и использует остаточное тепло воды, циркулирующей на электростанции, для нагрева дымовых газов. Это очень многообещающий метод.
 
Принцип распродажи
Деитрификация дымовых газов относится к восстановлению образующегося NOX до N2 для удаления NOX из дымовых газов. В соответствии с процессом обработки, его можно разделить на влажную денитрацию и сухую денитрифирацию. В основном это: метод поглощения кислоты, метод поглощения щелочи, метод селективного каталитического восстановления, метод неселективного каталитического восстановления, метод адсорбции, метод активации ионов и т. Д. Некоторые исследователи в стране и за рубежом также разработали методы обработки выхлопных газов NOX с использованием микроорганизмов.
Поскольку более 90% NOx в дымовых газах, выделяемых из системы сгорания, составляют NO, и NO плохо растворяется в воде, влажная обработка NOx не может быть простой промывкой. Принцип денитрации дымовых газов заключается в окислении NO до NO2 окислителем, и полученный NO2 снова поглощается водой или щелочным раствором для достижения денитрации. O3 окислительно-абсорбционный способ окисляет NO до NO2 с помощью O3 и затем абсорбирует водой. Жидкость HNO3, полученная в соответствии с этим методом, должна быть обогащена, а O3 требует высокого напряжения, а начальные капиталовложения и эксплуатационные расходы высоки. ClO2 окислительно-восстановительный метод ClO2 окисляет NO до NO2 и затем восстанавливает NO2 до N2 водным раствором Na2SO3. Этот способ может быть использован в сочетании с технологией влажной десульфурации, в которой в качестве десульфурирующего агента используется NaOH. Продукт реакции десульфуризации Na2SO3 может быть использован в качестве восстановителя для NO2. Скорость денитрации в способе ClO2 может достигать 95 и может быть обессерена одновременно, но цена ClO2 и NaOH выше, а эксплуатационные расходы увеличиваются.
Введение в процесс денитрации
Из-за ограничений технологии сжигания с низким содержанием азота в печи выбросы NOx не могут быть удовлетворительными, и для дальнейшего снижения выбросов NOx должна быть проведена денитрификация дымовых газов. Текущие технологии денитрации дымовых газов можно условно разделить на три категории: сухой, полусухой и влажный. Сухой метод включает в себя метод селективного некаталитического восстановления (SNCR), метод селективного каталитического восстановления (SCR), метод электронно-лучевой десульфурации и денитрификации, полусухой метод включает метод десульфурации и денитрификации активированного угля, влажный метод включает метод поглощения окисления озоном.
Среди многих методов денитрации технология денитрации SCR широко используется в Японии, Европе и Соединенных Штатах со многими преимуществами, такими как простая структура устройства денитрации, отсутствие побочных продуктов, удобная работа, высокая надежность, высокая эффективность денитрации и относительно низкие инвестиции. Коммерческое применение.
2. Удаление пыли
Технические меры по удалению твердых частиц из пыленосных газов с целью снижения их выбросов в атмосферу.
Пылесодержащие промышленные отработанные газы или механические процессы, такие как измельчение, просеивание, транспортировка и взрывные работы из твердых материалов, или процессы сгорания, высокотемпературного плавления и химических реакций. Первый содержит пыль с большим размером частиц и тем же химическим составом, что и исходное твердое вещество, а второй содержит пыль с небольшим размером частиц, химическими свойствами и другими веществами, которые его образуются. Улучшенные производственные процессы и технологии сжигания могут уменьшить производство твердых частиц. Пылесборники широко используются для контроля пыли и сажи, которые уже образуются.
Процесс удаления пыли
Гравитационное удаление пыли
Оборудование для очистки, которое использует принцип разного удельного веса пыли и газа, чтобы заставить пыль естественным образом оседать из газа под действием собственной силы тяжести (силы тяжести), обычно называется отстойной камерой или камерой для рождения. Это относительно примитивное оборудование для очистки с простой структурой, большими размерами, небольшим сопротивлением, простотой обслуживания и низкой эффективностью, которое может использоваться только для грубой очистки. Принцип работы камеры гравитационного осаждения показан на рисунке ниже: пылесодержащий газ поступает в отстойную камеру с равномерной скоростью V в горизонтальном направлении с одной стороны, частицы пыли опускается со скоростью V осаждения, и после времени работы частицы пыли оседают в нижней части камеры. Очищенный газ выпускается с другой стороны выхода.
Инертное удаление пыли
Его принцип заключается в использовании различий в силе инерции пыли и газа в движении для отделения пыли от газа. Как правило, определенная форма препятствия устанавливается перед потоком воздуха, содержащим пыль, что приводит к резкому изменению направления потока воздуха. В это время, поскольку сила инерции пыли намного больше, чем у газа, частицы пыли отделяются от потока воздуха, и очищенный газ выпускается после резкого изменения направления. Этот пылесборник имеет простую конструкцию, меньшее сопротивление (10-80 мм водяного столба) и низкую эффективность очистки (40-80%). Он в основном используется в первой части многосегментной очистки, концентрированном оборудовании для очистки или с другим оборудованием для очистки. Сотрудничать с. Инерционный пылесборник наиболее часто используется в форме стопки. (Он подходит для очистки воздуха, содержащего нелипкую неволокнистую пыль, и обычно используется в сочетании с другими видами пылесборников для формирования блока.
Циклон
Принцип работы циклонного пылесборника заключается в том, что пылеобразный газ вводится между внешней оболочкой пылесборника и выхлопной трубой от входа, образуя вращающийся вниз внешний вихрь. Пыль, взвешенная во внешнем вихре, перемещается к стенке сосуда под действием центробежной силы и перемещается в нижнюю часть пылеуловителя с внешним потоком вращения, который выводится из дренажного отверстия. Очищенный газ образует восходящий внутренний вихрь и выводится через выхлопную трубу.
Удаление пыли в мешках
Принцип работы:
Гравитационное осаждение-Когда пылесодержащий газ поступает в пылесборник с тканевым мешком, пыль с большими частицами и большой удельным весом оседает под действием силы тяжести, что точно так же, как и в камере осаждения.
Эффект фильтра-когда диаметр частиц пыли больше, чем зазор между волокнами фильтрующего материала или зазор между пылью на фильтрующем материале, пыль блокируется после циркуляции газа, что называется фильтрующим эффектом. Этот эффект становится более значительным, когда количество пыли, накопленной на фильтрующем сле, увеличивается.
Сила инерции-когда воздушный поток проходит через фильтрующий материал, он может проходить вокруг волокна, в то время как более крупные частицы пыли все еще движутся в первоначальном направлении под действием силы инерции, а затем сталкиваются с фильтрующим материалами и захватываются.
Эффект теплового движения-легкая мелкая пыль (менее 1 микрон) движется вместе с воздушным потоком, очень близко к линии потока воздушного потока, которая может обойти волокна. Однако после столкновения с молекулами газа, которые выполняют тепловое движение (то есть броуновское движение), они изменяют первоначальное направление движения, что увеличивает вероятность контакта между пылью и волокнами и позволяет пыли улавливаться. Чем тоньше диаметр фильтрующего волокна, тем меньше пористость и тем выше скорость его захвата, и тем более благоприятным является удаление пыли.
Электростатическое удаление пыли
Принцип работы: газ, содержащий частицы пыли, проходит через высоковольтное электрическое поле, образованное между катодной линией (также известной как коронный полюс), подключенной к высоковольтному источнику постоянного тока, и заземленная анодная пластина, из-за коронного разряда катода, газ ионизируется. В это время отрицательные газовые ионы под действием силы электрического поля. Движение солнечной пластины, когда оно касается частиц пыли во время движения, приводит к тому, что частицы пыли заряжаются отрицательно, а частицы пыли после заряда также движут к аноду под действием силы электрического поля. После достижения анода они выделяют заряженные электроны. На анодной пластине. Очищенный газ выходит из пылесборника.
Влажное удаление пыли
Водная пленка, вызванная каким-либо методом, используется для воздействия содержащего пыль газа на внутреннюю стенку пылесборника или других специальных компонентов, так что пыль улавливается водной пленкой, и газ очищается. Этот тип оборудования для очистки называется водяным пылесборником. В том числе ударная водяная пленка, инертная (вяленая) водяная пленка и центробежный водяной мембранный пылесборник.
Пылесодержащий газ вводится по концеплению из нижней части упрощенного корпуса, вращается и поднимается, частицы пыли отделяются центробежной силой, выбрасывается на внутреннюю стенку цилиндра и адсорбируется слоем водной пленки, протекающей по внутренней стенке упрощенного корпуса. Выход из отверстия. Формирование слоя водной пленки состоит из нескольких сопел, расположенных в верхней части цилиндра, и распыления воды на стенку сосуда. Таким образом, внутренняя стенка упрощенного корпуса всегда покрыта очень тонкой водной пленкой, которая вращается и течет вниз для достижения цели улучшения эффекта удаления пыли. Этот мокрый пылесборник имеет простую конструкцию, низкое потребление металла и низкое потребление воды. Недостатками являются большая высота, сложная компоновка и явление водяного проезда, обнаруженное в реальной эксплуатации.
3. Очистка масляного дыма
Высоковольтная электростатическая (плазменная) очистка
Под действием внешнего давления электрическое поле испускало электроны на поверхности проволоки отрицательного электрода или вблизи него, быстро двигаясь к положительному электроду, сталкиваясь с молекулами газа и ионизируя. Когда выхлопные газы масляного дыма проходят через это электрическое поле высокого напряжения, частицы сажи вызывают заряд энергии из-за столкновения и захвата ионов газа в течение очень короткого периода времени, и они движутся к пластине для сбора пыли положительного электрода под действием силы электрического поля, тем самым достигая эффекта разделения. Это оборудование имеет небольшие инвестиции, небольшую площадь, отсутствие вторичного загрязнения и низкие эксплуатационные расходы. Поскольку пыль с меньшим размером частиц легко улавливается, эффективность очистки высока, и она может достигать 85 ~ 95%. Его механизм очистки отличается от газового метода тем, что сила разделения-это электростатическая сила, которая непосредственно воздействует на частицы, а не на воздушный поток, поэтому она характеризуется низким потреблением энергии и небольшим сопротивлением.
Электростатический фильтр: газ, содержащий частицы пыли. Когда электрическое поле высокого напряжения, образованное между катодной линией (также известной как коронный полюс), подключенной к высоковольтному источнику постоянного тока, и заземленная анодная пластина, коронный разряд катода и газ ионизируются. В это время отрицательные газовые ионы под действием силы электрического поля, движение солнечной пластины, когда оно касается частиц пыли во время движения, приводит к тому, что частицы пыли заряжаются отрицательно, а частицы пыли после заряда также движут к аноду под действием силы электрического поля. После достижения анода они выделяют заряженные электроны. На анодной пластине. Очищенный газ выходит из пылесборника.
Фотокаталитическая очистка
Наносфотокаталитический каталитический материал-это вещество, которое может вызывать каталитические реакции на его поверхности после поглощения световой энергии, и его функция похожа на хлорофилл растений. Фотокаталитический окислительно-восстановительная реакция происходит на его поверхности, когда ультрафиолетовый свет с определенной длиной волны нанометра облучает фотокаталитический каталитический материал. Фотокаталитический каталитический материал поглощает фотоны и генерирует электроны (E-) и дырки (H) на своей поверхности, которые преобразуют поглощенную энергию света в химическую энергию, которая обладает фотокаталитическим эффектом. Когда фотокаталитический каталитический материал контактирует с водой в воздухе, поверхность адсорбирует H20, 02, 0 H-,H20, 0 H-окисляется дырками (H), а 02 восстанавливается электроном (E-). Формула реакции выглядит следующим образом: H20 H ~ OH. H 02 E-I 02-: 0H-группа обладает сильной окислительной способностью, которая окисляет органическое вещество и в конечном итоге разлагается на воду и CO2.
Метод сжигания катализатора
Принцип метода очистки при сжигании заключается в использовании тепла, генерируемого при высокотемпературном сжигании, для проведения реакции окисления, а загрязняющие вещества в дымовых газах превращаются в CO2 и H2O и другие вещества для достижения цели очистки. Во время процесса сгорания отходящий газ масляного дыма пропускают через катализатор самоочистки, и каталитическая реакция катализатора способствует превращению загрязняющих веществ. Керамические или металлические соты обычно используют для катализа окисления носителя. Этот тип оборудования для очистки масляного дыма подходит только для случаев с очень низкой концентрацией масляного дыма, таких как сырая пища или приготовление полуфабрикатов.