- •Курс: охрана окружающей среды в теплотехнологии: выбросы теплотехнических установок
- •Модуль 2
- •Оглавление
- •Дидактический план
- •Литература Государственные стандарты Российской Федерации и руководящие документы
- •Основная
- •Дополнительная
- •1. Образование и методы снижения выбросов оксидов азота
- •1.1. Образование оксидов азота при горении органических топлив
- •1.2. Режимные мероприятия по снижению выбросов оксидов азота
- •1.3. Технологические методы снижения выбросов оксидов азота при факельном сжигании органического топлива
- •1.3.1. Влияние конструкции горелки на эмиссию оксидов азота
- •1.3.2. Различные схемы ступенчатого сжигания
- •1.3.3. Рециркуляция дымовых газов
- •1.3.4. Предварительный подогрев угольной пыли
- •1.4. Очистка дымовых газов от оксидов азота
- •1.4.1. Селективное каталитическое восстановление оксидов азота
- •1 Дымовой газ; 2 датчики расхода; 3 датчики nOx; 4 блок управления технологическим процессом; 5 емкость nh3; 6 воздух; 7 реактор denox; 8 чистый газ
- •1.4.2. Селективное некаталитическое восстановление оксидов азота
- •1.4.3. Гибридная схема очистки дымовых газов от оксидов азота
- •1.5. Методы расчетного определения мощности и валовых выбросов оксидов азота котлами тэс
- •2. Образование и методы снижения выбросов диоксида серы, ванадия и бенз(а)пирена
- •2.1. Сероочистка дымовых газов тэс
- •2.1.1. Концепция сероочистки
- •2.2. Основные технологии сероочистки дымовых газов
- •Краткая характеристика технологий сероочистки Сухие технологии
- •Мокро-сухие технологии
- •Мокрые технологии
- •Конверсия so2 в so3
- •2.3. Методы снижения выбросов соединений ванадия при сжигании жидкого топлива
- •2.4. Образование и методы снижения выбросов бенз(а)пирена при сжигании топлив
- •2.4.1. Физико-химические свойства бенз(а)пирена и условия его образования
- •2.4.2. Экологическая характеристика бенз(а)пирена
- •2.4.3. Условия нормирования выбросов бенз(а)пирена с уходящими газами котельных установок
- •2.4.4. Влияние конструктивных особенностей и режимных параметров котлов на образование бенз(а)пирена при сжигании различных топлив
- •Газомазутные котлы
- •Пылеугольные котлы
- •Котлы малой мощности
- •2.4.5. Рекомендации по снижению выбросов бенз(а)пирена в атмосферу с уходящими газами котельных установок
- •3. Охрана водного бассейна от сбросов энергопредприятий
- •3.1 Охрана водного бассейна от сбросов тэс
- •Технология водоиспользования на тэс
- •Охлаждение конденсаторов турбин
- •Системы гидрозолоудаления
- •Сточные воды, загрязненные нефтепродуктами
- •Обмывочные воды регенеративных воздухоподогревателей (рвп) и поверхностей нагрева котлов при сжигании сернистых мазутов
- •Химические промывки и консервация оборудования
- •Подготовка добавочной воды котлов и подпиточной воды теплосети
- •Поверхностные ливневые и талые сточные виды с территории тэс
- •Грунтовые воды систем водопонижения
- •3.2. Нормирование сбросов загрязняющих веществ со сточными водами тэс
- •Экономический механизм природопользования
- •3.4. Основные направления сокращения сброса и утилизации сточных вод Воды систем охлаждения
- •Сточные воды, загрязненные нефтепродуктами
- •Обмывочные воды рвп и поверхностей нагрева котлов
- •Сточные воды химических промывок и консервации оборудования
- •Поверхностные, ливневые и талые сточные воды с территории тэс
- •Воды систем гидрозолоудаления
- •Грунтовые воды
- •Сточные воды водоподготовительных установок
- •Методы очистки сточных вод
- •3.5.1. Механическая очистка сточных вод
- •3.5.2. Химические методы очистки сточных вод
- •3.5.3. Физико-химические методы очистки сточных вод
- •1 Чан с исходным питанием; 2 насос для подачи водовоздушной смеси; 3 насос для подачи реагентов; 4 камера; 5 желоб для шламов; 6 труба для отвода очищенной жидкости
- •1 Корпус; 2 блок аэрации; 3 импеллеры; 4 сетка; 5 осветлитель пластинчатый; 6 шибер, 7 пенный желоб; 8 рама с подставкой
- •3.5.4. Основы биологической очистки сточных вод
- •3.5.5. Устройства для биологической очистки сточных вод
- •3.5.6. Доочистка сточных вод на активированных углях
- •3.5.7. Очистка поверхностных сточных вод предприятий энергетики и транспорта
- •1 Резервуар грязной воды; 2 и 6 насосы; 3 флотационная машина; 4 емкость для сбора пенопродукта; 5 резервуар чистой воды; 7 фильтры
- •Задания для самостоятельной работы
- •1. Перечислите технологические методы снижения выбросов оксидов азота:
- •2. Перечислите технологии сероочистки дымовых газов с использованием кальцита и извести:
- •3. Перечислите мероприятия режимного и технологического плана по снижению выбросов бенз(а)пирена:
- •5. Перечислите основные методы очистки сточных вод:
- •Глоссарий
- •Охрана окружающей среды в теплотехнологии: выбросы теплотехнических установок модуль 2
1.3.1. Влияние конструкции горелки на эмиссию оксидов азота
Конструкция горелки в решающей степени определяет параметры процессов воспламенения и горения топливовоздушной смеси и тем самым влияет на количество образующихся оксидов азота. На протяжении последних 20 лет практически все котлостроительные фирмы, а также многие научно-исследовательские и наладочные организации разрабатывали свои варианты малотоксичных горелок, которые позволяют на 30 50 % сокращать выбросы оксидов азота, не снижая надежности котельных установок, и лишь незначительно влияют на экономичность топочного процесса. К сожалению, для ряда топлив (антрацитовый штыб, тощие угли и некоторые другие) еще не удалось создать малотоксичные горелки, обеспечивающие допустимое содержание горючих в уносе (не более 5 %).
Штыб каменный уголь, крупность частиц которого обычно менее 6 мм.
Проведенные исследования процесса образования топливных NOx показали, что решающее влияние на количество оксидов азота оказывает конструкция пылеугольной горелки, которая формирует факел и определяет параметры процесса горения в факеле. Именно эти параметры влияют на интенсивность образования NOx.
Горелка с низкой эмиссией оксидов азота должна удовлетворять следующим требованиям:
обеспечивать максимальную скорость выделения летучих и, по возможности, полный выход летучих топлива;
образовывать начальную зону с недостатком кислорода, но при этом количество кислорода должно быть достаточным, чтобы обеспечить стабильность пламени;
оптимизировать время пребывания и уровень температуры в зоне богатой топливной смеси таким образом, чтобы промежуточные азотистые вещества в максимальной степени переходили в молекулярный азот;
обеспечивать максимальное время пребывания коксовых частиц в условиях богатой топливной смеси для уменьшения образования NO из азота кокса;
обеспечивать подвод вторичного воздуха в достаточном количестве в нужном месте, чтобы происходило полное сгорание топлива.
Кроме этих требований должен быть учтен ряд практических соображений:
горелка должна работать так, чтобы не было существенного увеличения потерь тепла от неполноты сгорания;
пределы стабильности пламени не должны быть ухудшены;
желательно, чтобы само пламя имело общую окислительную оболочку для предупреждения коррозии труб топочных экранов.
В настоящее время в эксплуатации находятся горелки различных конструкций с низким выходом NOx, разработанные разными котлостроительными фирмами. В большинстве из них для выполнения указанных требований используется принцип двухступенчатого сгорания в пределах факела горелки. Это достигается путем создания первичной зоны горения с количеством воздуха ниже стехиометрического. Для ее образования используется первичный воздух и часть вторичного. Остальной воздух, необходимый для завершения процесса горения, вводится таким образом, чтобы не ухудшить первичный процесс снижения выхода NOx, но обеспечить эффективное дожигание топлива.
Стехиометрия представление о количественных соотношениях между массами веществ, вступающих в химическую реакцию. Включает правила составления химических формул и уравнений. Основывается на законах Авогадро, Гей-Люссака, кратных отношений, сохранения массы, эквивалентов.