бакалавр
Саратовский государственный университет имени Гагарина Ю.А.
магистрант
Пономарева Наталия Владимировна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Промышленная теплотехника» СГТУ им. Гагарина Ю.А.
УДК 662.6/.9
Техническая значимость данной работы заключается в том, что были рассмотрены аналоги и прототипы установок с системами обезвреживания дымовых газов от NOx и SOx [4,5]. Изучены методы по очистке дымовых газов: мокрые (с регенерацией абсорбента, без регенерации абсорбента), сухие (селективное высокотемпературное (некаталитическое) восстановление аммиаком, неселективное каталитическое восстановление, селективное каталитическое восстановление аммиаком (СКВ), адсорбция).
В результате этих исследований был выбран способ обезвреживания дымовых газов от оксидов азота - селективное каталитическое восстановление аммиаком, а также выбрана принципиальная схема установки.
Схема установки представляет собой котельный агрегат и комплексную установку по очистке продуктов сгорания твёрдого топлива от золовых частиц, оксидов серы и азота. Система очистки дымовых газов включает в себя электрофильтр, сероулавливающую установку, работающую по мокрому известняковому методу(абсорбер насадочного типа), и реактор селективного каталитического восстановления оксидов азота, расположенный после установки сероочистки (Рисунок 1).
Объектом исследования выбран котельный агрегат Е-210-13,8-560 КБТ (БКЗ-210-140-9), т. к. мировой опыт показывает, что ни одна из технологий азото- и сероулавливания не может быть успешно внедрена без опытной проверки в условиях реальной ТЭС. Котлоагрегат имеет среднестатистические параметры и является оптимальным для внедрения систем азото- и сероочистки.
Из расчета котельного агрегата согласно [1] были определены его основные показатели: кпд котельного агрегата-92,11%, расчетный расход натурального топлива-6,92 кг/с, расход условного топлива- 5,43 кг у.т./с, абсолютная адиабатическая температура горения-1573,88 0С, концентрация NО в дымовых газах-0,606 г/м3.
В виду того, что перед реактором селективного каталитического восстановления нужно обеспечивать высокий температурный уровень (250-400 0С), который обеспечивает теплообменное оборудование (парогазовый теплообменник и регенеративный вращающийся теплообменник) были произведены поиски наиболее эффективной температуры. Исследования режимов работы парогазового и регенеративного теплообменных аппаратов при изменении температуры дымовых газов перед реактором селективного каталитического восстановления в интервале от 280 до 370 0С представлены в Таблице 1 (Рисунок 2).
Основными промышленными катализаторами селективного восстановления оксидов азота аммиаком являются ванадийсодержащие катализаторы. Пентаксид ванадия имеет высокую активность при относительно низких температурах (
Процесс селективного каталитического восстановления основан на способности аммиака к избирательному восстановлению NOх на поверхности катализатора. Основную часть оксидов азота (NO+NO2) в продуктах сгорания энергетических углей составляют «топливные» оксиды азота (NO), а меньшую долю занимают «воздушные» оксиды азота.
Для расчёта реактора по восстановления оксидов азота из дымовых газов имеем следующие исходные данные: температура дымовых газов перед реактором-3500С, начальная концентрация оксидов азота в дымовых газах 0,606 г/м3, конечная концентрация оксидов азота в дымовых газах, c0 (согласно ПДК)-0,0099 г/м3, скорость газового потока в каналах катализатора-8,3 м/с, размеры ячеек катализатора-0,005 м, длина канала-10 м, объем дымовых газов-45,658 м3/с, температура стенки катализатора (принимаем)- 3450С,высота участка реактора-0,01 м.
На основе проведенного патентного поиска и литературного обзора была разработана математическая модель и алгоритм автоматизированного расчета каталитического реактора восстановления оксидов азота, позволяющие выполнять конструкторский расчет и получать рабочие параметры процесса восстановления и геометрические характеристики реактора.
В результате расчёта реактора СКВ, по представленной методике, были получены основные характеристики: объем катализатора, который составляет 93,05 м3; мощность, затрачиваемая дымососом на преодоление гидравлического сопротивления при движении дымовых газов -159,8 кВт. Уровень концентрации оксидов азота в дымовых газах снизился до значения 0,0049 г/м3.
Выводы: Была выбрана и скомпонована система обезвреживания дымовых газов на основе реактора селективного каталитического восстановления и насадочного абсорбера. Экологический эффект от внедрения ректора СКВ соствил 0,0049 г/м3. Изучены режимы работы теплообменного оборудования (регенеративный вращающийся теплообменник, парогазовый теплообменник) в диапазоне 280 до 370 0С. Была определена наиболее эффективная температура перед реактором СКВ, равная 3500С.
Комментарии пользователей:
Оставить комментарий