Дослідження системи очищення димових газів

Коштів на великомасштабні реконструкції систем спалювання палива немає. Досвід закордонної енергетики показує, що реконструкція генеруючого і газоочисного обладнання, яка вимагає менших капіталовкладень, дозволяє продовжити термін його роботи, підвищити його надійність і економічність, зменшити антропогенний тиск на навколишнє середовище. Аналіз ефективності очищення газових викидів від зважених частинок на різних золоочисних установках (табл. 1) показує, що найбільш ефективними є електрофільтр і рукавний фільтр, зокрема з уловлювання дрібнодисперсних частинок [16].

 

 

Електростатичні фільтри (ЕСФ), які сьогодні є найбільш розповсюдженими пилоочисними апаратами на вітчизняних ТЕС, можуть забезпечувати досить високу ступень очищення газів тільки при певних умовах експлуатації [8, 17], а саме – низькій швидкості газового потоку, відносно крупних розмірів частинок пилу, оптимальному питомому опору, оптимальному режимі струшування електродів, відсутності вторинного виносу і т. д. Навіть незначні зміни одного з вище названих параметрів процесу призводить до зниження ефективності роботи фільтрів. Негативний вплив на ККД ЕСФ чинить також нерівномірність концентрації твердих частинок по перерізу фільтра на ТЕС. Реальний ККД існуючих ЕСФ на ТЕС України знаходиться в межах 90-98%, що з урахуванням реальної запиленості газів на вході пиловловлюючої установки не дозволяє забезпечити європейські стандарти [11].

В закордонній практиці для очищення газів, які викидаються ТЕС, широко застосовуються рукавні фільтри, що зумовлено високими техніко-економічними показниками їх роботи (η=99, 9%) [18, 19]. В останні роки рукавні фільтри нового покоління найшли застосування і в Україні, зокрема в коксохімічній і в металургійній промисловості [20]. Тривалий час використання рукавних фільтрів в теплоенергетиці затримувалося відсутністю фільтрувальних тканин, які витримують високу температуру (від 150 до 280оС), значну вологість і наявність у димових газах агресивних компонентів – оксидів сірки і азоту, хлористого водню та ін.. Перешкодою до впровадження в систему газопилоочистки на підприємствах енергетичної галузі було і те, що із-за високого вмісту смолистих речовин в димових газах при розпалюванні котлів мазутом ускладнювалася експлуатація технологічного обладнання ТЕC. Застосування рукавних фільтрів нового покоління дозволяє проводити очищення газів від дрібнодисперсної фракції леткої золи і від деяких хімічних компонентів, зокрема, від оксидів сірки [21]. Температурна стійкість сучасних тканин, що широко використовуються в рукавних фільтрах для очищення газів в теплоенергетиці більшості європейських країн, коливається в межах 100-280оС. Спеціальна обробка тканин придає матеріалу і хімічну стійкість. Стійкість фільтрувальних елементів при правильно підібраних матеріалах зберігається до 5 років [3].

 

 

Димові гази на виході з котла являють собою суміш різного роду газів (вуглекислий, чадний, оксиди сірки, оксидів азоту та горючих газів типу сірководень та гомологи водню (метан, етан та ін.) які можуть утворюватися в результаті хімічного недопалу) та твердих частинок (золи – яка утворюється з суміші мінеральних частинок, які були в паливі або попали в нього при транспортуванні, або за інших обставин; вкраплень важких металів (гафній, свинець), які потрапили в паливо при його утворенні або під час перемелювання (відноситься лише до вугілля).

Переліченні вище речовини у великих кількостях (а в деяких випадках і незначних) викликають у людському організмі зміни мутагенного та канцерогенного характеру, що негативно впливає на стан населення, особливо того що знаходиться в безпосередній близькості від ТЕС. Також деякі з цих речовин (найчастіше тверді фракції золи) можуть викликати посилене механічне зношення устаткування з яким стикаються та Саме тому на ТЕС необхідно встановлювати димоочистні споруди (прилади).

Процес очистки димових газів можна умовно розділити на сухі, мокрі та статичні. До сухих методів очистки димових газів можна віднести осаджувальну камеру, інерційні золовловлювачі, в деякій мірі рукавні фільтри.

Осаджувальна камера являє собою ємність в яку подається димовий газ. Під дією сил тяжіння тяжка фракція димових газів (зола) осідає на дно осаджувальної камери, звідки потім видаляється сухим методом або вологим (мокре шлаковидалення). Ця конструкція є найбільш простою і найменш ефективною – ККД порядку 50 – 60%.

Інерційний золовловлювач являє собою циліндричний прилад зверху якого по дотичній під кутом до горизонту подається димовий газ по низхідній до приладу. В результаті цього процесу зола під дією відцентрових сил попадає на стінки золовловлювача звідки під дією сил тяжіння падає донизу у шламовідвідник, звідки видаляється вологим або сухим шлаковидаленням. Очищені димові гази через трубку встановлену посередині золовловлювача подаються догори. Необхідно зазначити, що золовловлювач має досить великий ККД (98%) для грубих фракцій золи та досить низький для найменших (60% для 1 мкм) фракцій.

Фільтрувальні рукави являють собою спеціальну тканину, яку натягують поперек потоку димових газів для їх очистки. Через недосконалість механічних та