SU1290037A1

SU1290037A1 - Способ мокрой очистки дымовых газов в золоуловител х

Info

Publication number: SU1290037A1
Application number: SU853908955A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Фисак; Михаил Семенович Харьковский
Original assignee: Казахский научно-исследовательский институт энергетики
Priority date: 1985-06-11
Filing date: 1985-06-11
Publication date: 1987-02-15

Abstract

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки газов от двуокиси серы путем более полного выщелачивани золы. Дл этого повышают бикарбонатную щелочность жидкой фазы гидрозоловой пульпы (П) путем организации регулируемого массообмена П с очищаемыми дымовыми газами, содержащими СОо. Дл этого вытекающую из скруббера П в течение достаточно длительного времени контактируют с частью дымовых газов в специальном секционированном массообменнике (барботере). Врем контакта регулируют по показани м рН-метра, установленного на линии оборотной воды, за счет изменени числа работающих секций барботера. Количество газов, отбираемых из общего газохода, измен етс в пределах 2-6% от суммарного расхода, подаваемого на очистку. Расход газов, подаваемых на контактирование с пульпой, регулируют по показани м рН-метра, установленного в барботере. Така совокупность операций позвол ет повысить бикарбонатную щелочность и поглотить повышенные количества SO2, поддержива рН в пределах безопасных по услови м образовани отложений , 1 3. п. ф-лы. (Л iNd О 00

Description

1

Изобретение относитс к теплоэнергетическим установкам, в которых используетс мокра очистка дымовых газов от золы, в частности к способам повышени надежности и эффективности скрубберов, орошаемых оборотной осветленной водой путем предотвращени образовани твердых отложений карбоната кальци (СаСОз).

Цель изобретени - повышение эффективности очистки газов от двуокиси серы

1290037

где Апр - приведенна зольность топлива,

о/ МДж/кг

(СаО)о-общее содержание СаО в золе, %. С целью сокращени времени контакта пульпы с газами интенсифицируют их перемешивание , например, барботиру газы через слой пульпы, а врем контакта пульпы с газами первоначально выбирают равными

путем более полного выщелачивани золы. Q 15 мин. Это значение вл етс средним дл

Сущность способа заключаетс в следующем .

Отведенна из скрубберов использованна вода (гидрозолова пульпа) контактирует с частью дымовых газов. Регулируетс

золы топлив по опытным данным.

Дл предотвращени отложений СаСОз достаточно нейтрализовать свободную окись кальци (СаО)св, содержащуюс в зоне, так как св занна СаО плохо растворима

их подача с обеспечением рН пульпы во вре- )5 и не представл ет опасности с точки зрени

м контакта в диапазоне значений 5,0-7,0 и периодически регулируетс это врем по показани м рН-метра, установленного на линии оборотной воды.

образовани отложений. Содержание (СаО)--в пропорционально квадрату общего содержани (СаО)о в золе. Кроме того, суммарное количество окиси кальци в золе

Благодар растворению в пульпе угле- пропорционально приведенной зольности

кислоты, содержащейс в дымовых газах, и значительной только при рН 5 степени диссоциации Н2СОз, происходит подкисле- ние жидкой фазы пульпы с ростом ее би- карбонатной щелочности. Указанное под- кисление существенно интенсифицирует вы- 25 щелачивание золы, преп тству росту рН. Однако если поступление СОа в раствор недостаточно, то реакци пульпы оказываетс щелочной (рН 7,0) и интенсивность выщелачивани падает. Недостаточное поступление СО2 в раствор пульпы замедл ет 30 и рост ее бикарбонатной щелочности, котора затем используетс в оборотной орошающей воде дл поглощени SO2. Поэтому следует регулировать расход газов, увеличива его при рН 7,0 и уменьша при рН -d 5,0.

При указанных услови х протекают следующие химические реакции:

С02 + Н2О Н2СОз -

СаО + (ОН)2

-f2(OH)топлива Апр. Следовательно, ко„тичество дымовых газов, необходи.мых дл нейтрализации (СаО)си, пропорционально произведени (СаО)о и Аир:

g K-Anp-{CaO)g,

(2)

. Н+ + НСО з - +

где К - коэффициент пропорциональности.

Дл определени значени коэффициента К был поставлен эксперимент с золой кузнецкого угл (Аир 0,72%/(МДж/кг), общее содержание СаО 5,8%).

В барботажный абсорбер заливали 3 л воды и засыпали золу из расчета 75 г/л, что соответствует реальным услови м работы скруббера. Пульпу продували через барботер дымовыми газами с давлением SO2 27 Па, характерном дл продуктов сго- рани кузнецкого угл . Па продувку подавали различные расходы дымовых газов: 0,045; 0,09 и 0,35 м Уч на 1 л суспензии. Измер лось изменение во времени щелочности -жидкой фазы гидрозоловой пульпы.

Измерени показали, что высокие значени щелочности (в 4-5 раз больше по сравнению с щелочностью в режимах без продувки пульпы дымовыми газами) достигаютс примерно через 15 мин, причем эффективность выщелачивани слабо зависит

40

Взаимна нейтрализаци ионов водорода (Н+) и гидроксильных (ОН) обеспечивает стабильные значени рН раствора в диапазоне 5,0-7,0 при контакте пульпы с газами в установившемс режиме подачи 45 от количества пропускаемых дымовых газов последних. Однако при изменении режима в указанном диапазоне их удельных расхо- работы котла или качества топлива необ- дов. На этом основании удельный расход ходимо регулировать расход газов дл обеспечени названных значений рН пульпы.

С целью скорейшего достижени стациодымовых газов прин т ориентировочно 0,065 м Уч на один литр продуваемой суспензии . Дол расхода дымовых газов на

нарного режима процесса массообмена продувку (g, %) от общего расхода дымовых

пульпы с дымовыми газами первоначально (до начала регулировани ) осуществл ют подачу газов в количестве 2-6% от общего расхода уход щих газов, выбира это количество по полученои авторами эмпирической где gup - удельный расход продуктов сгора (1)

формуле:

g 0,0134 А„р (CaO)g,

ни на продувку, - -- ;

1290037

где Апр - приведенна зольность топлива,

о/ МДж/кг

15 мин. Это значение вл етс средним дл

золы топлив по опытным данным.

и не представл ет опасности с точки зрени

пропорционально приведенной зольности

топлива Апр. Следовательно, ко„тичество дымовых газов, необходи.мых дл нейтрализации (СаО)си, пропорционально произведени (СаО)о и Аир:

g K-Anp-{CaO)g,

(2)

где К - коэффициент пропорциональности.

от количества пропускаемых дымовых газов в указанном диапазоне их удельных расхо- дов. На этом основании удельный расход

дымовых газов прин т ориентировочно 0,065 м Уч на один литр продуваемой суспензии . Дол расхода дымовых газов на

продувку (g, %) от общего расхода дымовых

газов через скруббер определ етс по балансовому уравнению:

g l,67-gnpT,rq,(3)

ни на продувку, - -- ;

Tn - врем пребывани суспензии под

продувкой, мин;

q - удельный расход воды на орошени скруббера-золоуловител ,л/м

Обычно q 0,15-0,2 л/м. При gnp

мин и q 0,2 л/м л

g 1,67-0,065-15-0,2 0,325%.

Отведенную из скруббера пульпу направл ют в бак-выщелачиватель, представл ющий собой секционированный барботер. Через этот барботер согласно формуле (1) пропускают 2-6% от общего расхода дымовых газов, отбира их из газохода после дымососов и сбрасыва в газоход перед дымососами . На указанной линии рециркул ции дымовых газов устанавливают щибер, с помощью которого регулируют расход

Коэффициент К в уравнении (1) равен дымовых газов в барботер.

К

R

0,325

,, 0,0134.

А„р (СаОГо 0,72-(5,8) Окончательно g 0,0134 Апр (СаО)о.

Пример. На тепловой (ТЭС) перешли на сжигание кузнецкого угл с зольностью 18% и общим содержанием СаО в золе пор дка 20%. На ТЭС установлены скрубберы-золоуловители, ороРегулируют подачу газов в барботер, увеличива ее при росте рН пульпы в нем выще 7,0 и уменьша при падении рН пульпы ниже 5,0. Обеспечивают первоначальное врем контакта пульпы с газами в барботере,

электростанции 15 равное примерно 15 мии, путем включени в работу необходимого количества секций барботера, через которые проходит пульпа. Затем периодически, при необходимости после каждого периода оборотного цикла.

шаемые оборотной водой с золоотвала. Ее регулируют врем контакта пульпы с газами.

рН достигает 12,0, вследствие чего орошающие устройства скрубберов интенсивно зарастают отложени ми СаСОз. В результате резко падает эффективность скрубберов, а их слабоорошаемые стенки также интенсивно зарастают отложени ми золы, что приводит к росту гидравлического сопротивлени скрубберов и падению т ги котла.

В зависимости от вида сжигаемого топлива рН гидрозоловой пульпы на выходе из скруббера составл ет 2,5-4,5. Ввиду высокого содержани СаО в золе низкой сер- 30 нистости кузнецкого угл рН пульпы на выходе достигает максимума названных значений , т. е. 4,5. Но даже при таких относительно высоких рН пульпы она содержит практически только физически растворенную углекислоту (СО) 2, десорбирующую на вы- 35 ходе из скруббера. Поэтому при выщелачивании золы, содержащейс в пульпе при ее транспорте на золоотвал и при осветлении пульпы на самом золоотвале происходит интенсивный рост рН жидкой фазы до зна- о чений ,0. Вследствие слабого поступлени СО2 в жидкую фазу (только за счет атмосферной углекислоты) бикарбонатна щелочность осветленной на золоотвале воды оказываетс низкой (пор дка 2-3 мг-экв/л) Поэтому улавливание SO2 в скрубберах 45 происходит в основном за счет высокой гид- ратной щелочности (высоких рН), котора недопустима из-за роста отложений СаСОз.

Применение известного способа предупреждени отложений СаСОз дает ограниченный эффект - удаетс понизить рН оборотной воды до значений пор дка 11,0. Следовательно, рост отложений полностью не прекращаетс . При снижении рН оборотной воды до 11,0 резко падает ее обща щелочность, что снижает поглощение SO2 в скруббере.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

измен количество работающих секций. При повышении рН оборотной воды до значений более 10,7 увеличивают врем контакта , включа в работу секцию, при понижении рН этой воды до значений менее 25 8,0 уменьшают названное врем , отключа секцию.

При выходе значений рН пульпы в барботере за пределы рекомендуемого диапазона 5,0-7,0 произойдет следующее.

Если , то диссоциаци угольной кислоты становитс настолько незначительной , что практически прекращаетс переход гидратной щелочности раствора, образующейс при выщелачивании золы, в бикар бонатную щелочность. Нейтрализаци этой гидратной щелочности происходит только за счет окислов серы, содержащихс в дымовых газах. Поскольку концентрации окислов серы в дымовых газах значительно меньше , чем СО2, то режим свидетельствует о подаче в барботер нерационально больших количеств газа.

При щелочной реакции пульпы (рН 7) резко падает интенсивность выщелачивани золы в барботере, в результате чего основное выщелачивание происходит после барботера, с ростом рН оборотной воды до недопустимо высоких значений.

Тех нико-экономическое преимущество предлагаемого способа состоит в том, что его можно применить на электростанци х, сжигающих топливо с высоким содержанием СаО в золе (15-20% и более). Поскольку известные способы не обеспечивают предупреждени отложений СаСОз в орошающих устройствах скрубберов при таком содержании СаО в золе, то в этих случа х необходимо было бы устанавливать электрофильтры , что св зано с болыиими капитальными затратами. Применение предлагаемого способа избавл ет от этого недостатка как вновь стро щиес , так и действующие

50

55

дымовых газов в барботер.

0 5 о 5

измен количество работающих секций. При повышении рН оборотной воды до значений более 10,7 увеличивают врем контакта , включа в работу секцию, при понижении рН этой воды до значений менее 5 8,0 уменьшают названное врем , отключа секцию.

0

ТЭС. в последнем случае, использу предлагаемый способ, станци , на которой установлены мокрые золоуловители, может оперативно перейти на сжигание топлива с высоким содержанием СаО, не замен скруббера на электрофильтры. Кроме того, существенно повышаетс степень очистки газов от двуокиси серы в скрубберах без увеличени расходов воды.

Claims

1. Способ мокрой очистки дымовых газов в золоуловител х, орошаемых щелочной оборотной водой, включающий ограничение рН этой воды диапазоном значений 8,0- 10,7 путем регулируемого поглощени воДой,

Редактор Л. Пчелинска Заказ 7885/33

ВНИИПИ Государственного комитета СССР поделай изобретений и открытий

13035, Л1осква, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5 Производственно-по.лиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна . 4

циркулирующей в оборотном цикле кислых компонентов дымовых газов, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности очистки газов от двуокиси серы путем более полного выщелачивани золы, отведенную из скрубберов воду - гидрозольную пульпу, барботируют частью дымовых газов, обеспечива рН пульпы при барботаже в пределах 5,0-7,0, а врем пребывани пульпы под барботажем регулируют по показани м рН- метра, установленного на линии оборотной воды.

2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что расход газа (g) в начале барботировани равен g: 0,0134 Ллр(СаО), %, где Лпр - приведенна зольность топлива,

%(МДж/кг); СаОо - общее содержание СаО в золе, %.

Составитель Т. оОепахииа , Техред И. ВересКорректор Т. Колб

Тираж 495Подписное