Partea principală a constituentului mineral al combustibilului trece în procesul de combustie în cenușă zburătoare, transportată de gazele de ardere. Conținutul de cenușă din cărbunele domestice variază foarte mult (10-55%). În consecință, conținutul de praf al gazelor de ardere se modifică, de asemenea,
care pentru cărbuni de înaltă cenușă devine 60-70 g / m3.
Compoziția chimică a cenușii de combustibil solid este destul de diversă. De obicei, cenușa este compusă din oxizi de siliciu, aluminiu, titan, potasiu, sodiu, fier, calciu și magneziu. Calciul din cenușă poate fi sub formă de oxid liber, precum și în compoziția de silicați, sulfați și alți compuși. În funcție de conținutul de oxid de calciu din solul combustibilului solid, toxicitatea variază.
Proprietățile fizico-chimice ale cenușii (densitatea, compoziția dispersiei, compoziția chimică, rezistența electrică, aderența, abrazivitatea) determină eficiența dispozitivelor de curățare a gazelor. De exemplu, cu un conținut crescut de oxizi de calciu în cenușă, devine imposibil să se utilizeze colectori de cenușă umed datorită cimentării cenusii. Și pentru colectorii de cenușă inerțială, proprietatea coalescenței cenușii este de mare importanță.
Scala poluării mediului prin emisia de cenușă de combustibil solid este semnificativă. Astfel, pentru o centrală cu capacitate
MW 2400 cu un conținut de cenușă de combustibil O emisie medie r = 17-20% masă de cenușă zburătoare, prin coșurile de circa 700 g / s (2,5 m / h). Spre deosebire de componentele de gaz care se propagă în procesul de difuzie ca în partea de jos și în atmosfera superioară, prin concentrarea lor în stratul de suprafață este foarte redusă, particule de cenușă sunt depozitate în principal pe sol.
Particulele solide mai mari de 2-5 μm sunt separate în tractul respirator superior și, prin urmare, nu sunt prea periculoase. Cu toate acestea, uneori, aceste particule pot avea un efect mai distructiv decât cele mici. În cazul contactului cu ochii, particulele mari pot provoca iritații severe și chiar arsuri. Particulele mai mici sunt aduse în tractul respirator, se acumulează în ganglionii limfatici și pot conduce la depuneri de praf în plămâni. Pe lângă efectele negative generale ale poluării aerului la sol și la sol particule solide, care sunt dăunătoare pentru tractul respirator, în combustibilii de cenușă conținute în cantități mici de impurități metalice având o toxicitate ridicată, cum ar fi arsenic, plumb, mercur și altele.
Centralele termoelectrice au un impact semnificativ asupra stării bazinului aerian în zona în care locuiesc. În Fig. 9.1. prezintă principalele surse de emisii de substanțe nocive de la CTE care afectează starea atmosferei în zona în care se află.
Specificarea emisiilor specifice de particule solide în atmosferă de către centralele termice pentru combustibili solizi de toate tipurile (GOST R 50831-95)
Puterea termică a cazanului Q, MW (debitul de abur al cazanului D, t / h)
Emisia masică de particule solide pe unitate de energie termică, g / MJ
Emisia în masă a particulelor solide, kg / t au.
Concentrația masică a particulelor în gazele de ardere la # 945; = 1,4 mg / m3
Emisia masică de particule solide pe unitate de energie termică, g / MJ
Emisia în masă a particulelor solide, kg / t au.
Concentrația masică a particulelor în gazele de ardere la # 945; = 1,4 mg / m3
* În condiții normale (temperatura 0 ° C, presiune 101,3 kPa).
1. Colectori mecanici de cenușă inerțială, în care particulele de antrenare sunt separate de gaze sub influența forțelor de inerție cu mișcarea de rotație turbionară a fluxului de gaze.
2. Diferite modele de cicloane, inclusiv cele cu pereți și grile spălate cu apă.
3. Electrofiltrele, purificarea gazelor în care se bazează pe ionizarea mediului gazos și atragerea particulelor încărcate de antrenare către electrozii.
4. Colectoare combinate de cenușă constând din colectori de cenușă instalați succesiv, de diferite modele, de exemplu un ciclon și un precipitator electrostatic.
Fig. 9.1. Schema de interacțiune a CTE cu atmosfera
Principala caracteristică a colectorilor de cenușă sunt coeficienții de purificare (coeficienți de desprindere) ai gazelor, generali și fracționați:
unde Gul. . GVX. - masa totală a particulelor antrenate prin prindere, masa unei fracții date, masa totală a particulelor antrenate care intră în colectorul de cenușă și masa unei fracții date respective.
Coeficienții de desprindere depind de caracteristicile condițiilor de antrenare și de funcționare ale generatorului de abur.
Parametrii importanți sunt scrubere un consum suplimentar de energie pentru tracțiune, rezistența aerodinamică cauzată de colector de praf, consumul specific de apă pentru curățarea gazelor în cazul colectorilor de cenușă umedă, precum și colector de praf de cost.
Colectoare inerțiale de cenușă - cicloane. Colectorii de cenușă inerțiali sunt de diferite modele. În Fig. 9.2 arată schema celui mai simplu ciclon. Fluxul praf de gaze este introdus în ciclonul tangențial, gazele sunt descărcate printr-o conductă situată în centrul ciclonului. Sub influența forței centrifuge, particulele solide sunt aruncate pe pereții ciclonului, își pierd viteza și cad în buncăr. Eficiența descompunerii într-un ciclon crește cu o creștere a vitezei circumferențiale a gazelor w2. o creștere a masei particulei m și o scădere a razei de ciclon r.
În cele mai simple cicloane, se presupune că viteza gazului, raportată la secțiunea sa transversală, este de aproximativ 3,5 m / s, la intrare - 20-25 m / s, iar la ieșire - 12-15 m / s. Rezistența aerodinamică a ciclonului, Pa,
unde x este coeficientul total de rezistență, x = 10-12;
pr este densitatea gazelor, kg / m 3.
Pentru a crește eficiența colectorului de cenușă inerțial, precum și pentru a reduce dimensiunea sa, se folosesc cicloane de baterii, constând dintr-un număr mare de elemente ciclonice cu un diametru mic în paralel. Schema ciclonului bateriei este prezentată în Fig. 9.3, iar schemele aplicate ale elementelor de ciclon ale bateriei sunt prezentate în Fig. 9.4. Conținutul maxim admis de praf al gazelor la intrarea în ciclonul bateriei depinde de diametrul și designul elementului. Cu diametrul elementului de 250 mm, este de 100 g / m 3 cu duza "șurub" și 75 g / m 3 cu duza "rozeta". Cu un diametru de 150 mm - 50 și 35 g / m. 3. Temperatura gazelor din ciclon este permisă să nu depășească 450 ° C.
Fig. 9.3. Schema ciclonului bateriei: 1 - țeavă de intrare; 2 - camera de distribuție; 3 - elemente ciclonice; 4 - țevi de evacuare; 5 - dispozitive de ghidare; 6 - găuri de extracție a prafului; 7 - buncăr prefabricat; 8 - cameră de gaz purificată; 9 - grile de sprijin; 10 - cureaua de sprijin
Fig. 9.4. Proiectarea elementelor ciclonice ale bateriilor: a - cu un dispozitiv de direcționare a tipului "șurub"; b - cu un ghid de rozeta; c - cu un ghid de rozetă și o intrare neimpresionată
Colectarea eficienta a prafului în baterie ciclon în timpul funcționării generatorului de abur și în prezența reantrenarea prafului separat de buncăr scade semnificativ la abateri de la debitul de gaz calculat. Pierderea de presiune în baterie când ciclonul general acceptat vitezele gazelor 3,5-4,75 m / s și sarcina nominală de 500-700 Pa. La curățarea gazelor în generatoarele de abur cu grătar de ardere hoch = 80-90%, și cu combustie cărbune pulverizat de combustibil hoch = 65-70%.
Cicloanele de baterii sunt utilizate în centralele cu abur cu o capacitate de până la 320 t / h. Industria produce cicloane de tip BC BC, compuse din una, două, patru și șase secțiuni cu un număr de elemente de la 25 la 792 de bucăți. Numărul de elemente ciclonice poate fi determinat aproximativ prin formula
unde V este volumul gazelor, m / s; d este diametrul elementului; x - coeficientul total de rezistență pentru elementul d = 250 mm cu un ghidaj de șurub x = 85; Dp este rezistența elementului ciclon, Pa; rr este densitatea gazului, kg / m3.
Colectoare de cenușă ciclonice "umede".
Pentru a crește factorul de colectare a prafului, se folosesc colectoare de cenușă de tip ciclon "umed", în care pereții ciclonului și fluxul de gaz sunt irigați cu apă.
În Fig. 9.5 prezintă schema unui colector centrifugal de cenușă CS-VTI, în care se pulverizează apă pe pereții săi. Aceste colectoare de cenușă sunt realizate cu un diametru de 600-1700 mm și o capacitate de 1,1-11 m 3 / s. Consumul de apă pentru irigarea pereților este de 0,2-0,9 kg / s; pentru spălarea buncărului - 0,85 kg / s. Căderea de presiune în colectorul de cenușă este de 650-800 Pa.
Ris.9.5. Scruber centrifugal ЦС - ВТИ: 1 - cazul; 2 - țeavă de admisie; 3 - duze de irigare; 4 duze de spălare; 5 - mașină de spălat cenușă
Figura 9.6. Colector de praf mozroprutkovy umed MP - VTI: 1 - corp; 2 - țeavă de admisie; 3 - duze de irigare; Inel 4-distributiv; 5 - duze de spălare; 6 - o grătare; 7 - duzele de pulverizare ale barei de bare
În timpul purificării gazelor, acestea sunt saturate cu vapori de apă, creșterea volumului și răcirea parțială.
Curățarea gazelor în electrostatic, pe baza faptului că, datorită corona descărcării care are loc între doi electrozi, care sunt conectate la un curent electric pulsatoriu de înaltă tensiune la semn negativ de 60 kV, care trece prin fluxul de gaz precipitator umplut cu ioni negativi, care sub influența forțelor câmpului electric se deplasează din coroana la electrodul de precipitare. În acest caz, particulele din gaz sunt adsorbite și antrenate la electrozii de precipitare. Acumulând pe antrenării electrozi de colectare scuturată periodic dispozitive speciale în containere pentru care sunt apoi eliminate. Electrozii de descărcare sunt realizate din tije metalice sau centura de tip acicular sub forma unei baionetă cu secțiune tije. Electrozii precipitați sunt realizați din țevi sau plăci. Sunt utilizate electrofiltre cu un flux de gaze orizontale și verticale. Pentru generatoarele de abur sunt utilizate precipitatoare electrostatice orizontale cu electrozi plate. În funcție de numărul de electrozi succesive se disting una, două, și chetyrehpolnye ESPs.
Proiectarea precipitatorului electrostatic cu două câmpuri orizontale este prezentată în Fig. 9.7. Viteza optimă de gaz în precipitatorul electrostatic este de 1,5-1,7 m / s. În același timp, rezistența electrostatică a precipitatorului electrostatic este de 200-300 Pa. Consumul de energie electrică pentru curățarea gazelor este de 0,1-0,15 kWh pe 100 m3 de gaz. Temperatura gazelor din fața precipitatorului electrostatic nu trebuie să depășească 200 ° C. Gradul de curățare a gazului în precipitatorul electrostatic depinde de viteza gazului, de lungimea electrozilor și de distanța dintre ele, precum și de caracteristicile prafului.
În modelele de electrofiltrare utilizate, cea mai mare parte a prafului cu dimensiuni de particule mai mari de 10 μm este prins; Factorul de curățare este hoch = 96-97%.
Fig. 9.7. Plăcuță electrostatică de tip dublu de tip placă orizontală: 1 - rețea de distribuție a gazelor; 2 - electrozi corona; 3 - electrozi precipitați; 4 - mecanismul de agitare a electrozi corona; 5 - mecanismul de agitare a electrozilor de precipitare
În prezent, filtrele de țesături utilizate anterior în alte industrii pentru captarea prafului sunt utilizate în domeniul energetic. Filtrarea se realizează printr-o țesătură flexibilă din filamente subțiri (diametrul filamentelor este de aproximativ 100-300 μm). Țesătura are o formă cilindrică, deci filtrele sunt numite manșon. Cu ajutorul filtrelor de țesături este posibil să se obțină un grad foarte ridicat de capturare - mai mult de 99%. Cu toate acestea, utilizarea acestora este asociată cu o serie de dificultăți și costuri semnificative de capital. Debitul gazului prin materialul trebuie să fie foarte scăzută - 0.01-0.02 m / s, rezistența la curgere este mare, la 0,5-1,5 kPa. Cea mai mare dificultate în exploatare este îndepărtarea cenușii depuse pe țesătură. Pentru îndepărtarea se aplică o scuturare mecanică sau țesut suflare de aer în direcția opusă, iar în acest moment trebuie curățat secțiune separă din fluxul de gaz vanes corespunzătoare.
Filtrele de țesătură din spatele cazanelor cu aburi trebuie să fie fabricate dintr-un material care să poată rezista lucrărilor la temperatura gazelor de eșapament. În special, au fost utilizate țesături din fibră de sticlă (până la 300 ° C) sau oxalene (până la 250 ° C). Durata țesutului este de obicei 1-3 ani.
Combinate de colectori de cenușă. cenușar combinat în mod obișnuit constă dintr-o baterie de ciclon ca prima etapă și electrostatic curățare un curs pe orizontală sau pe verticală a gazelor combinate într-o singură unitate. În ciclonul bateriei, sunt prinse particule mari de antrenare, ceea ce îmbunătățește funcționarea precipitatorului electrostatic. Factorul de curățare al colectorilor de cenușă combinat atinge hoc = 98%.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: