Выбросы оксидов серы

Наиболее перспективные российские угли — кузнецкие и канско-ачинские, а также многие угли Восточной Сибири и Дальнего Востока являются малосернистыми. При использовании этих углей выполнение требований нынешних стандартов по выбросам SO₂ возможно и без специальных систем сероочистки. В золе канско-ачинских углей, содержащих 0,4 % серы при калорийности 15—16 МДж/кг, имеется много кальция. Щелочные свойства золы этих углей при их низкотемпературном сжигании в камерных топках обеспечивают связывание 30—50% S0₂. Связывание S0₂ с помощью активированной золы канско-ачинского угля, которая вводится в газовый тракт котла при температурах 800 ¸ 900 или 500 ¸ 600°С, исследовано СибВТИ. Связывание SO₂ происходит также на слое золы, образующемся на тканевом фильтре. С помощью этих методов при испытаниях, проводившихся СибВТИ на опытном котле, удавалось связывать до 80 % S0₂ .

Соединения кальция (известняк) иногда с соединениями магния, когда они вместе содержатся в природных продуктах (доломит), вследствие их доступности и невысокой стоимости являются наиболее широко распространенными и естественными сорбентами в системах очистки дымовых газов ТЭС от диоксида серы. Подготовка для повышения активности перед применением заключается в кальцинации при высоких температурах (ввод в топку котла или получение извести в специальных печах) или в приготовлении суспензии с водой для использования в низкотемпературных процессах.

Наиболее простыми являются сухие системы. В общем случае известняк подается на выход из топки, в зону с температурами около 1000°С. При благоприятных условиях только это мероприятие позволяет при соотношении Са/S=2 связывать более 50% серы. При неблагоприятных условиях, как показали исследования УралВТИ, эффективность связывания может быть вдвое меньше.

Недостатками сухих систем являются: повышенные значения Са/S; образование больших количеств твердых отходов, при складировании которых в отвалах из-за наличия нестабильного СаS0з могут возникать трудности; необходимость считаться с возможностью отложений на котельных поверхностях из-за изменения свойств летучей золы.

УралВТИ исследована эффективность увлажнения дымовых газов после ввода известняка в верхнюю часть топки при сжигании экибастузского угля. Исследования процессов, протекающих при мокро-сухой сероочистке, проведены на опытной установке, расположенной на Стерлитамакской ТЭЦ. Совместно с Агентством по охране окружающей среды США разработана мокро-сухая сероочистка с реактором, размещенным в форкамере перед электрофильтром. В упрощенных мокро-сухих системах в зависимости от их сложности возможно связывание 50—80 % S0₂.

ВТИ проведена доводка разработанной НИИОГАЗом аммиачно-циклической системы сероочистки производительностью 500 тыс. м³ на Дорогобужской ТЭЦ. В результате выполненных на ней исследований и реконструктивных мероприятий цикл установки был разомкнут и она переведена на аммиачно-сульфатную технологию с получением в качестве продукта сероочистки товарных сельскохозяйственных удобрений. Установка нормально эксплуатируется. Эффективность связывания на ней SO₂ при сжигании в котлах подмосковного угля составляет более 95 %.

Применение мокрого известнякового способа сероочистки позволяет улавливать 95% оксидов серы с одновременным получением товарного гипса. Технологический процесс включает распыливание известняковой суспензии в противоточном абсорбере, доокисление в нижней секции башни абсорбера, обезвоживание получаемого гипса в гидроциклонах и центрифугах и подогрев дымовых газов перед их выбросом в атмосферу. При нормальной работе установки мокрой сероочистки расход электроэнергии на собственные нужды сотавляет менее 2% отноминальной мощности энергоблока, а надежность установки – не менее 97%. Доминирующее положение мокрого известнякового способа десульфуризации сужает возможности применения других технологий, которые используются главным образом на небольших энергоблоках мощностью менее 200 – 500 МВт.

Технико-экономические характеристики различных технологий сероочистки по данным американских фирм приведены на рис.

Камерное сжигание угольной пыли в факеле, обладающее очевидными достоинствами (высокая экономичность, пригодность для разных топлив, освоенность и широкое распространение, большая единичная мощность топок, надежность, долговечность и приемлемая стоимость котлов и вспомогательного оборудования), будет применяться на электростанциях и в обозримом будущем. Одновременно будет все больше использоваться сжигание угля в кипящем слое, создающее возможность существенно снизить выбросы оксидов серы и азота без применения газоочистных систем.

а) эффективность связывания оксидов серы, %;

б) удельные капитальные затраты, долл. США/кВт;

в) стоимость удаления SO₂ , долл. США/т;

технологии:

1- мокрая известняковая;

2 – мокро-сухая;

3 – сухая с подачей известняка в топку и последующим увлажнением;

4 – упрощенная мокро-сухая.