Қазандық қондырғылардың атмосфераға бөлетін шығарындыларды азайтуды анықтау әдістері

5 Қазандық қондырғылардың атмосфераға бөлетін шығарындыларды азайтуды анықтау әдістері

Қолданыстағы қазандық қондырғылардан атмосфераға бөлінетін ластайтын заттардың эмиссияларын азайту ластайтын заттардың шығарындыларын шектеу жөніндегі жабдық мүмкіндіктеріне сүйене отырып, қазандық қондырғыларды пайдаланудың оңтайлы режимімен қамтамасыз етілетін, техникалық түрде жетімді және экономикалық тұрғыда орынды іс-шаралармен анықталады.

Режимдік іс-шараларды өткізу және ластайтын заттардың шығындыларындағы құрамды азайту жөніндегі технологиялық әдістердің нәтижелері түтінді газдарда ластайтын заттардың құрамын талдаудың стандартты әдістерімен анықталады. Өндірістік бақылау секундқа шаққандағы грамдағы және бір жылға шаққандағы тоннадағы жаппай шығарындылардың белгіленген нормаларын бағалауды; №2-тп (ауа) формасы бойынша есеп беруге қатысты бастапқы мағлұматтарды қамтамасыз етеді. Технологиялық бақылау меншікті шығарындылар туралы жүйелі мағлұматтарды; меншікті шығарындылардың нормаларын; атмосфераға бөлінетін шығарындыларға арналған қазандардағы және шаң-газ тазартатын жабдықтардағы технологиялық процестердің әсер ету ақпаратын қамтамасыз етеді.

Стационарлы қондырғыларда атмосфераға түрлі отынды жаққан кезде ластайтын заттардың едәуір мөлшері: күкірт диоксидіне қайта есептегендегі күкірт оксидтері, азот оксидтері, қатты бөлшектер, көміртегі оксиді, ванадий пентаоксиді, аз мөлшерде формальдегид, көмірсутегі, құрамы нормалануы тиіс өнімділігі 30 т/сағ аз қазандар үшін құрым және бензапирен.

- жану режимін бақылауды қамтамасыз ету;

- биік құбырлармен әлсіздендіру: атмосфераның жер бетіне жақын қабаттарда шығарындылардың концентрациясын азайта отырып, биік құбырларды салу, стансаларға жақын жерлерде ластану ауданын көбейтеді;

- кететін түтінді газдарды жаққаннан кейін күкірт оксидтерінен тазалау.

Күкірт диоксидінен бөлінетін газдарды тазарту үшін хемосорбциялық әдістердің көп мөлшері ұсынылған, бірақ практикада олардың кейбіреулері ғана қолданылады. Бұл бөлінетін газдардың көлемі үлкен болып, ал олардағы күкірт диоксидінің концентрациясы аз болуымен байланысты, газдар жоғары температурамен және шаңның біршама құрамының болуымен сипатталады. Сору үшін су, су ерітінділері мен сілтілі және сілтілі-топырақты металдардың тұздар суспензиясымен қолданылуы мүмкін.

Күкірт диоксидін сумен сору келесі реакциямен анықталады:
SO₂ + H₂O= H⁺+ H SO₃^-
Суда күкірт диоксидінің төменгі мөлшерде еруімен байланысты тазалау үшін оның көп мөлшерде жұмсалуы және үлкен көлемдегі абсорберлері қажет. Осылайша процесті өткізу үлкен энергиялық шығындармен байланысты.

Әк және ақтасты әдістер. Күкірт оксидтерінен түтінді газдарды тазалау әдістерінен дүниежүзінде әк (Са (ОН)₂ кальций оксиді гидраты) немесе ақтасты суспензиямен (СаСО₃ кальций карбонаты) кең танымал болған. Скрубберлерде түтінді газдар сулы суспензияда СаСО_3-пен түйіседі, өзара әрекет ету циркуляциялық бакте аяқталады және тұндырғыға жіберіледі, мұнда седиментация арқылы СаSО₃½Н₂ О сульфиттері мен Са SО₄ ½ Н₂О сульфаттары сияқты қатты бөлінеді. Қарапайым технологиялық сұлба, төменгі пайдалану шығындар, сорбенттің қолжетімділігі және арзан болуы, газды алдын ала суытпай және шаңын алмай газды тазалау мүмкіндігі осы әдістердің ерекшелігі болып табылады. Әк және ақтасты әдістердің кемшіліктері: гипс шөгінділері жүйелерінің көбеюі, тұнбалардың түзілуі, абсорберлерден біршама шашырандылардың кетуі.

Қалпына келтірілмейтін әдістер. Кәсіпорындардың сілтілі ағын суларын пайдалану негізіндегі әдіс күкірт диоксидінен түтінді газдарды тазалаудың перспективалық және арзан әдістерінің бірі болып табылады. Оның үстіне газдарды тазалаудың және осы жиындыларды біруақытта бейтараптандырудың жоғары деңгейіне қолжеткізіледі. ЖЭС-нан бөлінетін газдар үшін күкірт диоксидтерін гидрокүлді жоюдың сілтілі ағын суларымен тазалау процесі ұсынылған.

Күкірт оксидтері концентрациясын анықтау ҚР СТ 1876, ҚР СТ 170.0.040 бойынша өткізіледі.

- жану режимін бақылауды қамтамасыз ету;

- жанған кезде азот оксидтерінің түзілімін басу:

а) артық ауаның коэффициентін азайту;

б) сатылы жағу;

в) түтінді газдардың рециркуляциясы;

- жанарғы конструкцияларының әсері;

- қайнап тұрған қабатты жаққышта өрттеу;

- жер бетіне жақын атмосфера қабаттарында шығарынды концентрациясын азайту үшін биік құбырлармен әлсірету.

Практикада бөлінетін газдармен бірге біруақытта олар болған кезде оксид және азот диоксиді шығарылады. Абсорбциялық процестердің ең күрделі тұсы төменгі химиялық белсенділікпен және азот оксидінің еруімен байланысты. Мұндай мәселені шешу жолдары: газдық фазада азот оксидінің және азот диоксидінің толық тотығуы, азот оксиді мен азот диоксидінің эквимолекулярлы қоспасының пайда болуына алып келетін азот оксидінің азот диоксидіне жартылай тотығуы, селективті абсорбенттерді пайдалану, сұйық фазада тотығу немесе сорудың сұйық фазалы катализаторларын пайдалану және азот оксидін белсенді химиялық қосындыларға ауыстыру.

NOx-ті жоятын абсорбциялық әдістер азот оксидінің өте төменгі химиялық активтілігінен тотығу немесе қайта қалпына келу сатыларын құрайды. Кешенді әдістердегі тазарту деңгейі SO₂-ден 90% және NOx-тен 70-90% құрайды. Біруақытта тазарту сілтілік ерітінділермен жүргізіледі. NaOH және Na₂CO₃ ерітінділерімен абсорбциялау кезінде жанама өнім ретінде Na₂SO₄, NaCL, NaNO₃, NaNO₂ пайда болады, ал Ca(OH)₂ абсорбциялау кезінде CaSO₄ және Ca(NO₃)₂ пайда болады. Азот оксидінің тотығуы газдық фазасында толықтай немесе ішінара азот оксиді мен азот диоксидінің эквимолярлы қоспасы пайда болғанға дейін, сұйық фазасында сұйық фазалы катализаторлар ды қолдану арқылы жүргізілуі мүмкін.

АҚШ пен Жапонияда түтін газдарын азот оксидінен тазарту әдістері кең қолдау тапты, бұл елдерде ақ алтынды-ванадийлі катализаторда азот оксидін аммиакпен іріктелген катализдік қайта қалпына келтіру әдісі қолданылатын 100-ден артық қондырғылар жұмыс істейді, расында, бұл қондырғылардың құны өте қымбат, ал катализатордың қызмет көрсету мерзімі ұзақ емес.

Түтінді газдарда азот оксиді мен диоксиді концентрациясын анықтауды ҚР СТ 1516 және МСТ Р ИСО 10849 бойынша өткізеді.

Түтінді газдарда көміртегі оксиді концентрациясын анықтау ҚР СТ 1877 бойынша жүзеге асырылады.

Батареялық циклондар қатты отынды жаққан кезде қолданылады – бір топқа бірнеше кішкентай циклондарды біріктіру. Циклондық элементтің диаметрін азайту тазарту тиімділігін көбейту мақсатын көздейді. Батареялық циклондардың элементтерінің диаметрі 100, 150, 250 мм құрайды. Элементтегі газдардың оңтайлы жылдамдығы 3,5 м/с-тан 4,75м/с-қа дейінгі шекте, тік элементтер үшін 11 м/с-тан 13 м/с-қа дейінгі шекте орналасқан. Газдарды тазалау кезінде олардың рұқсат етілген шаң-тозаң болуы 1-кесте мағлұматтары бойынша анықталуы мүмкін.

- жоғары дисперсті шаңды аулаудың ең жоғары тиімділігі;

- аппараттың ішкі беттерінің жабысқақ күйде тозуының болмауы;

- суық қосалқы ауаны пайдалану есебінен жоғары температурасы бар газдарды тазалау мүмкіндігі;

- қосалқы газ мөлшерінің өзгеруі есебінен шаңды бөлу процесін реттеу мүмкіндігі.

Кемшіліктері:

- қосымша үрлейтін құрылғының қажеттілігі;

- аппараттан өтетін қосалқы газ есебінен газ көлемдерінің арттуы;

- пайдалану кезінде аппараттың үлкен күрделілігі.

Электрлі сүзгілер. Электрлі сүзгілерде газдарды шаңнан тазалау электрлі күштердің әрекетімен жүзеге асады. Газ молекулаларын электрлі разрядпен иондау барысында олардың құрамындағы бөлшектердің зарядын алады. Иондар шаңның беттеріне сорылады, ал электрлі өрістің әрекетімен олар бөлшектейтін электродтарда жылжып, отырады. Кейіннен электродтардағы жиналған шаңның мезгілдік бұзылуы және оны шаңға жинайтын бункерлерге отырады. Электрлі сүзгінің жұмыс тиімділігі шаң бен газ қасиеттеріне, аппараттың қимасында шаң болған ағысты бірқалыпты үйлестіру мен жылдамдыққа байланысты.

Суланған шаң аулағыштар. Суланған шаң аулағыштарда суаратын сұйықтық ретінде су жиі қолданылады. Түйісу бетіне немесе олардың іс-қимыл тәсіліне байланысты сегіз түрге бөлінеді:

- бос газ жуғыштар;

- тағылатын скрубберлер;

- табақты (барботажды, көбікті);

- жылжымалы саптамасы бар;

- соғылатын-инерциялық әрекет;

- ортадан тебетін әрекет;

- механикалық газ жуғыштар;

- жылдамдықты газ жуғыштар (Вентури және эжекторлы құбырлар)

Суланған шаң аулағыштардың ерекшеліктеріне мыналар жатады:

- өлшенген бөлшектерді аулаудың жоғары тиімділігі және төменгі құны;

- көлемі 0,1мкм-ге дейінгі бөлшектерден газдарды тазалау үшін қолдану мүмкіндігі;

- жоғары температурада және жоғары ылғалдықта, сондай-ақ, тазартылған газдардың жану мен жарылуы қаупі және ауланған шаң кезінде газдарды тазалау мүмкіндігі;

- шаңмен бірге біруақытта бу тәрізді және газ тәрізді компоненттерді аулау мүмкіндігі.

Суланған шаңды аулағыштардың мынадай кемшіліктері бар:

- ағын суды өңдеу қажеттілігімен, яғни, процестің қымбаттауымен байланысты қоспа (пульпа) түрінде ауланған шаңды бөліп шығару;

- сұйықтық тамшыларын кетіру және оларды шаңмен бірге газ жүретін және түтін соратын түтіктерге отырғызу мүмкіндігі.

Алдын ала қосылған Вентури коагулятор-құбырлары бар, кейіннен (ВКҚ) суарылатын ортадан тебетін скрубберлерде және эмульгаторларда шаңды аулау тазалау процесін ұйымдастырудың ең рационалды амалы болып табылады.

Атмосфераға қатты бөлшектердің эмиссияларын азайтуды шаң ұстайтын аппараттардың тиімділігін арттырумен қамтамасыз етуге болады:

- күлді ұстағаннан кейін тазартылған түтінді газдарды кейіннен жылыта отырып, ВКҚ суаруды күшейту есебінен;

- жұқалап суды тозаңдатуды қолдану және екі сатылы ВКҚ-ны пайдалану есебінен;

- ылғалды күл ұстаушыларды суаруға күл үйіндісінің сілтілі құрамының ақшыл суды пайдалану есебінен;

- инерциялық типтегі шаң ұстаушыларда шаң-газды ағым конструкциясын өзгерту және ұйымдастыру есебінен;

- электрлі сүзгілерде проблемалық шаңды ұстайтын түтінді газдарды температуралы-ылғалды кондиционерлеуді есебінен.

Сұйық отынды жағу барысында:

- түтін газдарын мазут күлінен тазарту батареялық циклондар арқылы жүзеге асырылады;

- мазут пен қатты отынды бірге жағу барысында түтін газдарын мазут күлінен тазарту күлді ұстап қалатын қондырғыларды жүзеге асырылады.

Түтінді газдарда қатты бөлшектердің құрамын анықтау ҚР СТ МСТ Р 12141 және осы саладағы басқа нормативті құжаттар бойынша жүргізіледі.