Упрощенная мокросухая сероочистка дымовых газов ТЭС.

В результате продукты сероочистки имеют следующий химический состав, %:

CaSO₃·1/2H₂O – 45–55 – сульфит – гипс (полуводный);

CaSO₄·2H₂O – 7–15 – сульфат – гипс (двухводный);

CaSO₄·1/2H₂O – 4–20 – сульфат – гипс (полуводный);

Ca(OH)₂ – 12–22 – гашеная известь;

CaCO₃ – 7–13 – известняк.

Эти продукты смешиваются с летучей золой дымовых газов и улавливаются в электрофильтре для обеспечения санитарной концентрации твердых частиц перед дымовой трубой и дымососами.

Одновременно со связыванием кислых компонентов дымовых газов водяная суспензия извести нагревается теплом этих газов до адиабатической температуры насыщения (температуры точки росы водяного пара) и испаряется. При этом дымовые газы охлаждаются, что ограничивает количество вводимой в продукты сгорания жидкости, поскольку температура охлажденных и очищенных от SO₂ газов не может быть ниже адиабатической температуры насыщения.

Общий вид технологической схемы представлен на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Принципиальная схема сероочистки, выполненная по технологии E-SO_x:

1 – дымовые газы после котла; 2 – очищенные газы к дымососу; 3 – электрофильтр;
4 – форкамера; 5 – разбрызгивающие форсунки; 6 – насос подачи суспензии;
7 – расходная емкость суспензии; 8 – насос перекачки концентрированной суспензии;
9 – аппарат гашения суспензии; 10 – расходный бункер суспензии; 11 – склад извести; 12 – техническая вода; 13 – зола на складирование

Установки сероочистки включает в себя три основных узла:

I – хранения негашеной извести и приготовления известковой суспензии;

II– хранения приготовленной суспензии и ее подачи в абсорбционную зону;

III – абсорбционную зону.

В состав узла I входят: склад для хранения негашеной извести; расходные бункеры негашеной извести; аппарат гашения извести; емкости для хранения концентрированной суспензии; насос рециркуляции суспензии в емкостях приготовления суспензии и ее перекачки в расходные емкости.

В узле II размещены: расходные емкости с мешалками; насос подачи суспензии на установку сероочистки.

Абсорбционная зона включает в себя систему разбрызгивания суспензии перед электрофильтром и трубопроводы суспензии, сжатого воздуха и промывочной воды.

Кроме того, установка сероочистки имеет запорную и регулирующую арматуру, а также систему автоматического управления технологическим процессом.

Проект головной сероочистки по технологии E-SO_x разрабатывался ВТИ совместно со специалистами фирм США применительно к электрофильтру Дорогобужской ТЭЦ (табл. 5.2).

Таблица 5.2

Показатели	До сероочистки	После сероочистки
Характеристики дымовых газов: расход (при нормальных условиях), м3/ч м3/с температура газов, °С расход, кг/ч: суспензия извести CaO технической воды сжатого воздуха сжатого пара содержание диоксида серы, г/м3	98,3   до 5,0	104,6 83–86   – – – – – менее 2
увеличение сопротивления газового тракта, Па Дополнительное потребление электроэнергии, кВт В том числе: насосами подачи суспензии мешалками дымососом электроприводами арматуры Оценка стоимости (в ценах до 1990г.): сооружение сероочистки, тыс. руб   улавливание 1 т SO2, руб	150–200   ~30   (сероочистка – 750,0; золоудаление – 260,0; автоматика – 320,0) 50000–52000

Поскольку данная технология представляет интерес и для энергетики США, американская сторона поставила на Дорогобужскую ТЭЦ часть технологического оборудования: форсунки тонкодисперсного разбрызгивания известковой суспензии, насосы подачи суспензии, плотномер и другое оборудование.

Такие сероочистки оправданы только в экологически перегруженных районах при высоком содержании серы в топливе (в России это подмосковные, челябинские, интинские, донецкие угли) и при жестких требованиях к выбросам SO₂.

Чтобы выполнить требования перспективного (после 2000г.) отечественного стандарта по выбросам оксида серы (табл. 5.3), степень очистки дымовых газов должна составить:

при сжигании высокосернистых углей с S_пр 0,05% кг/МДж – 80–90%;

углей с S_пр = 0,02–0,05% кг/МДж – 60–80%;

малосернистых углей с S_пр < 0,02% кг/МДж – 30–60%;

мазутов с S_пр= 0,05–0,09% – 70–85%.

Восточнее Урала имеется много малосернистых углей, содержание диоксида серы в продуктах сгорания которых было бы весьма близко к нормативным значениям. Так, канско-ачинские, аркагалинские, нерюнгринские и угли ряда более мелких месторождений могут сжигаться в котлах любой мощности без сероочистки и превышения при этом нормативов на выброс SO₂. Для других наиболее широко используемых в энергетике углей требуется умеренная степень сероочистки.

Таблица 5.3

Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксидов серы котельных установок для твердых и жидких топлив. ГОСТ-Р-50831-95

Тепловая мощность котлов Q, МВт (паропроизводительность D, т/ч)	Приведенное содержание серы Sпр, % кг/МДж	Ввод котельных установок на ТЭС до 31.12.2000г.	Ввод котельных установок на ТЭС с 01.01.2001г.
Массовый выброс SOx на единицу тепловой энергии, г/МДж	Массовый выброс SOx, кг/т у.т.	Массовая* концентрация SOx в дымовых газах при α=1,4, мг/м3	Массовый выброс SOx на единицу тепловой энергии, г/МДж	Массовый выброс SOx, кг/т у.т.	Массовая* концентрация SOx в дымовых газах при α=1,4, мг/м3
До 199 (до 320)	0,045 и менее Более 0,045	0,875 1,5	25,7 44,0		0,5 0,6	14,7 17,6
200–249 (320–400)	0,045 и менее Более 0,045	0,875 1,5	25,7 44,0		0,4 0,45	11,7 13,1
250–299 (400–420)	0,045 и менее Более 0,045	0,875 1,5	25,7 44,0		0,3 0,3	8,8 8,8
300 ( 420)	0,045 и менее Более 0,045	0,875 1,3	25,7 38,0		0,3 0,3	8,8 8,8

* При нормальных условиях (температура 0 °С, давление 101,3 кПа), рассчитанная на сухие газы.