История искусства Энергетика Локальные компьютерные сети Начертательная геометрия и инженерная графика Курс физики Задачи примеры решения Математика лекции и примеры решения задач Электротехника расчет цепей Информатика
Температурно-влажностное кондиционирование

Введение в экологию энергетики

В соответствии с прогнозом к концу XXI века децентрализованные системы, основанные главным образом на использовании водородных топливных элементов и преобразователях солнечной энергии, будут обеспечивать почти половину потребностей рынка в электроэнергии.

Метод -Хитачи

Японской фирмой "Хитачи" разработано несколько совершенных систем очистки дымовых газов, нашедших применение как в самой Японии, так и за ее пределами. Установки эти хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации с точки зрения эффективности очистки и надежности.

Рис.5. Схема сероочистной установки, работающей по мокрому известняковому методу (фирмы Хитачи):

1 - котел; 2 - электрофильтр; 3 - дымосос; 4 - регенеративный газовый подогреватель; 5 - предвключенный скруббер; 6 - циркуляционная емкость скруббера; 7, 10, 12, 16, 20, 22, 25 - насосы; 8 - абсорбер; 9 - дымовая труба; 11 - окислительная емкость; 13 - окислительная башня; 14 - сгуститель; 15 - емкость сгустителя; 17 - центрифуги; 18 - конвейер; 19 - емкость центрифуг; 21 - емкость осветленной воды; 23 - емкость известняка; 24 - емкость для приготовления суспензии; 26 - переключающий шибер

На рис.5 показана принципиальная технологическая схема сероочистной установки, работающей по мокрому известняковому методу. Дымовые газы после котла очищаются в электрофильтре 2 и при температуре 125...130 ОС насосом 3 подаются в теплообменник 4, где они, отдав часть тепла очищенному газу, охлаждаются до 90...95 ОС, после чего поступают в предвключенный скруббер с трубой Вентури 5. Здесь дымовые газы охлаждаются до температуры насыщения и дополнительно очищаются от частиц золы и недожога. Кроме того, в скруббере адсорбируется некоторое количество окислов серы (SО2 и SО3), а также других вредных примесей, мешающих процессу сероочистки (НCl и НF). Вода для орошения скруббера поступает из его рециркуляционного бака 6 с помощью специального насоса 7. На выходе из скруббера установлен каплеуловитель. Уловленные капли жидкости с частицами золы, механического недожога и других примесей собираются в нижней части скруббера, откуда сливаются в рециркуляционный бак. Часть золовой пульпы отбирается после насоса 7 и направляется на обработку или в отвал. Далее дымовые газы поступают в абсорбер 8.

Промывочная жидкость - суспензия известняка подается в верхнюю часть абсорбера, где системой сопл она равномерно распределяется по сечению абсорбера. Дымовые газы, двигающиеся в абсорбере снизу-вверх, контактируют о распыленной суспензией известняка, в результате чего сернистый ангидрид реагирует с известняком с образованием сульфита кальция:

СаСО3 + SO2 + 1/2 Н2О = СаS03·1/2Н2О + СО2.

Кроме того, в абсорбере за счет наличия в дымовых газах кислорода образуется также незначительное количество сульфата кальция:

СаСО3 + SO2 + 1/2 Н2О + ЅО2 = СаS04·2Н2О+СО2.

Очищенные от SO2 дымовые газы при температуре 50...55 ОС проходят каплеуловитель, где они освобождаются от капельной влаги, подогреваются до 95...05 ОС в теплообменнике 4 и выбрасываются через дымовую трубу 9 в атмосферу.

Прошедшая абсорбер суспензия известняка вместе с продуктами реакции собирается в нижней части абсорбера в циркуляционной емкости. Отсюда насосом 10 снова подается на 4 яруса распыливающих сопл, расположенных вверху. Таким образом обеспечивается непрерывная циркуляция промывочного раствора. Часть пульпы после насоса 10 отбирается и подается в систему получения гипса. Сначала в окислительную емкость 11, куда добавляется также некоторое количество серной кислоты для окисления остатков карбоната кальция, а также для обеспечения необходимого значения рН. Затем насосом 12 в окислительную башню 13, в нижнюю часть которой подается сжатый воздух. В башне происходит окончательное окисление кислородом воздуха сульфита кальция в сульфат:

СаСО3·1/2Н2О + 1/2O2 + 3/2 Н2О = СаS04·2Н2О.

Из окислительной башни пульпа поступает в сгуститель 14, из нижней части которого концентрированная масса сульфата кальция направляется сначала в бак 15, оттуда - на центрифуги 17. Осветленная вода отводится в бак 21, из него в бак 6, или направляется в систему подготовки известняковой суспензии.

В центрифугах гипс отделяется от воды, остаточное содержание которой не превышает 10%, затем конвейером 18 направляется на склад. Отделенная в центрифугах вода, имеющая рН=4, поступает в продувочную емкость 19 и оттуда - в нижнюю часть абсорбера.

Система подготовки суспензии известняка включает в себя бункер известняка 23 с измельчителем и бак 24 для приготовления промывочного раствора. В бак 24 подводится как свежая вода, так и вода из системы получения гипса с рН=4.

Продувка системы (сточные воды) осуществляется из линии после насоса рециркуляции.

Борьба с изменением климата, охрана озонового слоя, решение проблем Мирового океана, образования токсичных отходов и безопасности продуктов питания требует принятия консолидированных мер различными государствами. Они должны вестись в сочетании местных государственных мер с международными. Система мер каждого уровня должна предусматривать:

1) использование передовых технологий;

 2) энергосбережение;

 3) комплекс экономических, юридических и воспитательных мер.

 Важнейшая цель при реализации мер по борьбе с изменением климата это — сокращение выбросов в атмосферу парниковых газов, в первую очередь CO2.

В последнее время разрабатываются новые технологии, в которых углекислый газ используется в различных отраслях хозяйства. Только в США таких проектов разработано около 60. Особой поддержкой пользуются проекты, в которых .CO2 используется для дальнейшей добычи нефти из за консервированных отработанных скважин. Согласно этой технологии, СО2 вводится в скважину, растворяется в нефти, увеличивает ее объем, уменьшает вязкость и тем самым обеспечивает ее подъем. Расчеты показали, что этот метод позволяет извлечь 10—15% остающейся в скважине нефти.

Все емкости, в которых могут оказаться взвешенные вещества, снабжены перемешивающими устройствами для предотвращения образования отложений.

Метод фирмы Бишофф Фирма Бишофф одна из самых старых фирм Германии, занимающихся вопросами охраны окружающей среды.

Для максимального использования известняка организовано циркуляционное орошение абсорбера с помощью насосов 19 и 20.

Метод Кнауфф-Ресерч-Кортель Принципиальная технологическая схема мокрой известняковой сероочистной установки, предлагаемая фирмой в части подготовки абсорбента, получения и обработки конечного продукта не отличается от описанных ранее.

Дымовые газы от энергоблока мощностью 200 МВт, сжигающего донецкие угли, пройдя очистку от золы в мокром золоуловителе с эффективностью 94...96 %, по газоходу направляются на ОПУ.

Продукты реакции в виде сухого порошка, состоящего из смеси летучей золы, сульфита и сульфата кальция и других примесей, улавливаются золоуловителем, установленным за абсорбером.

При методе распылительной абсорбции продукты реакции содержат химически активный сульфит кальция.

Основное отличие метода заключается в способах организации подвода очищаемого газа к реактору и распыливания известковой суспензии.

Сухие методы сероочистки Из сухих методов сероочистки рассмотрены только процессы, использующие природные реагенты.

Водородная энергетика соответствует мировым тенденциям автономного и локального энергопотребления. В европейских энергетических программах фигурирует понятие "домашняя электростанция". Для мини-электростанций мощностью не более 5 кВт используются именно высокотемпературные топливные элементы. Такие установки экологичны уже потому, что позволяют производить столько электроэнергии, сколько необходимо потребителю, и расходовать ее без потерь, неизбежных в большой энергетике с ее тысячекилометровыми линиями электропередач.
Пути улучшения очистки продуктов сгорания