Методи видалення оксидів сірки із топочних газів

Протягом багатьох років проводяться дослідження з проблеми видалення оксидів сірки з продуктів горіння. практично у всіх індустріально розвинених країнах були розроблені ряд технологічних методів. Вони можуть бути диференційовані відповідно до різних критеріїв: по фізичних основах процесів абсорбції оксидів сірки у водних розчинах або суспензіях активної речовини; по адсорбційних процесах, в яких діоксид сірки зв'язується твердим адсорбентом; по каталітичних процесах, в яких діоксид сірки спочатку конвертується в триоксид, а потім відділяється різними способами; по комбінованих процесах, заснованих на вживанні декількох принципів. Крім того, процеси десульфуризації можна підрозділити за принципом здобуття утилізованого або складованого у відвалі продукту очищення. Оскільки кількості такого продукту вельми великі, то виникають серйозні вимоги до зон відвалів. Якщо в нім містяться речовини, розчинні у воді, то можуть виникнути проблеми забруднення ґрунтових вод і річок, що зажадає стабілізації відходів за рахунок переведення їх в нерозчинні форми. Корисність продукту істотно змінюється. Наприклад, найбільш корисною є елементарна сірка, яку легко транспортувати і переробляти. Серная кислота теж має безліч сфер застосування, особливо якщо вона знаходиться в досить концентрованому Захист навколишньої атмосфери залежить від можливості використання сприятливих аспектів псевдозрідженого режиму горіння для видалення сірки. Замість інертних теплоносіїв в псевдозрідженому шарі можна застосовувати частки реакційно здатних речовин, придатних для видалення оксидів сірки. Найбільш переважними з цієї точки зору представляється мелений вапняк або доломіт, оскільки температура горіння достатня для кальцинації. Це не що інше, як варіація методу добавок, але набагато ефективна, особливо якщо враховувати час перебування часток в шарі (яке дозволить забезпечити краще протікання реакції з вапняком, ніж у методі добавок) і вимоги до системи сепарації для відділення твердих часток. Сприятливі умови приводять також до підвищення ефективності відділення діоксиду сірки і одночасно 10—40 % оксидів азоту і порядку 30 % хлоридів.

Безумовно, видалення сірки з палив в ході спалювання в киплячому шарі має деякі недоліки. Основний з них — це дуже малий діапазон регулювання тепловиділення при горінні, оскільки для інтенсивного перемішування часток в псевдозрідженому шарі зміни швидкості газового потоку мають бути малі. Отже, регулювання подібного процесу в промисловому масштабі є важкою проблемою. Таким чином, принципові сфери застосування такого устаткування — це, мабуть, ті, де не вимагається частих змін продуктивності, наприклад теплоцентралі потужністю порядку 200 МВт (теплових), а також децентралізоване виробництво електроенергії в установках з підвищеним тиску, що істотно знижує їх розміри, матеріаломісткість при виготовленні і вимоги до займаної площі. Ще однією проблемою є видалення насиченого сорбенту з псевдозрідженого шару і його подальше розкладання або утилізація. Час перебування вапняку в псевдозрідженому шарі для протікання досить повної реакції часток до цих пір не встановлено. У промисловому масштабі не вирішені деякі проблеми матеріалів і виготовлення, дозування палива і добавок в псевдозріджені шари великого перетину, а також інші технічні проблеми. Не дивлячись на вказані недоліки подібна дорога зниження викидів диоксиду сірки в процесах горіння представляється багатообіцяючою як з технічною, так і з економічною точок зору. У модельних експериментах, при 1,5—1,9-кратному надлишку вапняку в порівнянні із стехіометрічною кількістю, вдалося зв'язати до 85 % сірки від її вмісту в паливі.