Ядерная энергетика Нормы радиационной безопасности Экология тепловой энергетики Фильтры очистки Информационная безопасность Информационные системы

Энергетика

Метод Саарберг-Хельтер-Лурги (СХЛ)

Этот метод разработанный фирмами Саарберг-Хельтер Умвельттехник и Лурги (Германия) является типичным мокрьм абсорбционным способом сероочистки второго поколения с получением в качестве конечного продукта товарного гипса. В качестве сорбента применяется известняк (СаСО3) или гидроокись кальция Са(ОН)2.

В основе технологии ошметки по методу СХЛ лежат следующие химические реакции:

2НСООН+СаСО3àСа(НСОО)2+Н2О+СО2;  (1)

2SО2+2Н2Оà2Н2SО3; (2)

Са(НСОО)2+2Н2SО3àСа(НSО3)2+НСООН;  (3)

Са(НSО3)2+О2+2Н2ОàСаSО4·2Н2О+Н2SО4;  (4)

Са(НСОО)2+Н2SО4+2Н2ОàСаSО4·2Н2О+2НСООН;  (5)

Са(НСО3)2+Н2SО4+2Н2ОàСаSО4·2Н2О+2Н2О+2СО2.  (6)

Процесс оксидирования и получения гипса происходит в результате реакции (4), как в движущемся потоке дымовых газов за счет наличия в них кислорода, так и в отстойниках абсорбера куда подведен сжатый воздух. При этом имеет место также и побочные процессы (реакция 5, 6), в результате которых также получается двухводный гипс.

Отличительная особенность процесса очистки по методу СХЛ заключается в том, что в нем применяется прозрачный щелочной раствор промывочной жидкости, обладающей буферными свойствами. Существующие мокрые системы очистки, использующие известь или известняки, вследствие их плохой растворимости в воде работают на водной суспензии сорбента с определенной долей твердой фазы, что всегда связано с опасностью появления отложений, забивания трубок или сопл. В способе СХЛ добавка в суспензию сорбента -карбоновой (муравьиной) кислот приводит к образованию хорошо растворимого в воде формиата кальция. В свою очередь это способствует повышению концентрации в промывочном растворе ионов кальция, необходимых для связывания SО2.

Рис.4. Схема очистки дымовых газов на ТЭЦ Лихтерфельд (Германия):

1 - котел; 2 - электрофильтр; 3 - дымосос; 4 - абсорбер; 5 - каплеуловитель; 6 - подогреватель дымовых газов; 7 - бункер известняка; 8 - емкость с карбоновой кислотой; 9 - емкость приготовления свежего промывочного раствора; 10 - узел обезвоживания гипса

Другой особенностью процесса СХЛ является использование в схеме двухступенчатого абсорбера. В первой ступени промывочный раствор подается по ходу дымовых газов (прямоток), а во второй - навстречу потоку (противоток).

Принципиальная схема установки показана на рис.4. Дымовые газы после котла очищаются в электрофильтре и дымососом подаются в абсорбер. Пройдя две ступени очистки от SО2, дымовые газы освобождаются от капельной влаги в специальных каплеуловителях, проходят газовый подогреватель и через трубу выбрасываются в атмосферу. В другом варианте дымовые газы после очистки вбрасываются в атмосферу без дополнительного подогрева через специальную градирню.

Свежий промывочный раствор приготовляется в специальной смесительной емкости. В нее из бункера дозируются сорбент (известняк или известь) и карбоновая (муравьиная) кислота. Сюда же добавляется промывочная жидкость из отстойника второй ступени абсорбера. Из смесительной емкости свежеприготовленная промывочная жидкость подается в оросительную систему первой ступени абсорбера. На оросительную систему второй ступени абсорбера промывочная жидкость поступает из отстойника первой ступени (верхние сопла) и второй ступени (нижние сопла). Непрерывная циркуляция промывочного раствора в обеих ступенях абсорбера осуществляется специальными насосами. Часть промывочного раствора с гипсовой суспензией отбирается из отстойника второй ступени и направляется в узел фильтрации, где происходит отделение кристаллов гипса от промывочной влаги с помощью центрифуги или другим способом. Оттуда двухводный гипс поступает на промежуточный склад, а фильтрат возвращается в абсорбер.

По мнению специалистов фирмы предложенный метод сероочистки вследствие специфических особенностей технологии имеет определенные преимущества по сравнению с методами других фирм. В основном это связано с использованием в процессе карбоновой (муравьиной) кислоты и сводится к следующему:

использование в качестве промывочной жидкости прозрачного раствора вследствие переводи суспензии известняка (извести) в легкорастворимый формиат кальция;

повышение активности промывочного раствора из-за увеличения концентрации ионов кальция в растворе;

придание раствору буферных свойств, что, при обеспечении высокой стабильности значения рН, облегчает и упрощает процесс регулирования, позволяет надежно организовать процесс промывки в диапазоне значений рН =5,5...3,5.

По данным фирмы для установок СХЛ характерен пониженный удельный расход циркулирующего в абсорбере промывочного раствора, что несколько снижает эксплуатационные расходы. Расход промывочного раствора составляет около 1 литра на 1 м3 очищаемого газа. На аналогичных установках фирмы Бишофф, работающих по мокрому известняковому методу, этот показатель доходит до 10...11 л/м3.

Эффективность очистки для установок СХЛ колеблется в диа-аэоне 80...95%. Общая стоимость сероочистной установки по методу СХЛ для электростанции мощностью 500 МВт (США) при содержании серы в угле до 3,5% и степени обессеривания 90% составляет около 40 млн. $ или 80 $ на 1 кВт установленной мощности (по цене 1979 г). Годовые эксплуатационные затраты составляют в среднем 0,4...0,5 цента на 1 кВт·ч.

В 1982 г. группа экспертов ООН определила, с какими видами загрязнений необходимо бороться. В числе первых в этом списке названы нефть, тяжелые металлы и радиоактивные вещества. К настоящему времени выработано несколько методов борьбы с нефтяными загрязнениями.

Нефтяное пятно может самоликвидироваться, если нефть разлита далеко от берега и ее немного. Химическое рассеивание предполагает использование эффективных химических препаратов, которые впитывают ее и уплотняют, однако их применяют на небольшой площади. При использовании метода оседания на нефтяное пятно высыпают порошок мела, который впитывает в себя нефть и тонет. Этот метод не решает проблемы, поскольку нефть остается на дне и отравляет глубоководную биоту Океана. Поглощать нефть могут и такие вещества, как торф. Метод ограждения предполагает ограничение нефтяного пятна контейнерами.

Нельзя забывать и о том, что в Мировом океане обитают организмы, которые являются своеобразными «санитарами», обеспечивая его самоочищение. Так, моллюски, добывая пищу, фильтруют воду сквозь жаберные устройства. Ученые подсчитали, что каждая мидия размером в 2 см пропускает сквозь себя 12 л очищенной воды в сутки. Общий объем очищенной воды биофильтратами Океана составляет 100 км3. Вероятно, одно из направлений борьбы с загрязнением — увеличение численности подобных видов «санитаров».

Но в основе вопроса об охране, рациональном использовании Океана лежат три неотложные задачи:

1) целостность Океана требует установления эффективных глобальных режимов регулирования хозяйственной деятельности;

2) эксплуатация несколькими государствами ресурсов многих региональных морей обусловливает обязательность определенных форм регионального регулирования использования ресурсов;

3) серьезная опасность для Океана, исходящая из источников с суши, требует эффективных национальных действий.


На главную