Екологічність і безпеку при експлуатації котла з топковим пристроєм киплячого шару, працюючим на високозольні паливі
екологічність котел оксид сірка
Травкін Антон Сергійович
2009
В
1. Введення
При розгляді проекту котла або інший ВТУ необхідно розглядати його економічність, безпека і безаварійність виробничих процесів. Передбачені політикою держави в галузі охорони праці та екології закони, В«Про промислову безпеки небезпечних виробничих об'єктів В»від 21.07.1997 року, закономВ« Про раціональної безпеки населення В»від 09.01.1996 року, закономВ« Про охорону навколишнього природного середовища В»від 19.12.1991 року, спрямовані в першу чергу на оцінку небезпек і запобігання їх.
Оцінка небезпек різних виробничих об'єктів полягає у визначенні можливих надзвичайних ситуацій, руйнівних впливів пожеж і вибухів на ці об'єкти, а також впливу цих факторів на людей. Відбувається оцінка цих небезпек на стадії проектування на основі нормативних вимог, розроблених з урахуванням найгіршого варіанту надзвичайної ситуації.
Оцінка екологічності відбувається за нормативними документами в залежності від впливу об'єкта на навколишнє середовище. Приміром, у випадки розгляду котла таким впливом буде викиди шкідливих речовин в атмосферу.
2. Надходження шкідливих речовин в атмосферу при спалюванні в низькотемпературному шарі високозольного палива. І шляхи їх зниження
При традиційних методах спалювання твердого палива найбільш масовими шкідливими викидами є летюча зола з недогоревшей частинками палива, оксиди сірки, вуглецю та азоту. Найбільш небезпечне поєднання в продуктах згоряння діоксиду азоту і сірки. Крім того, спалюванню вугілля може супроводжувати надходження в атмосферу мікроелементів, а також поліциклічних ароматичних вуглеводнів, сажі, природних радіонуклідів і т.д. [1,2], які в даній роботі не розглядаються, так як використовується метод спалювання в низькотемпературному киплячому шарі. У цьому випадку може бути підібрана оптимальна комбінація температурного рівня процесу, коефіцієнта надлишку повітря і часу перебування частинок в шарі, що дозволяє позбавитися від значної частини з викидів. Тому далі розглядаємо тільки викиди оксидів азоту, сірки і вуглецю.
2.1 Розрахунок викидів оксидів азоту в атмосферу і методи їх зниження
Кількість оксидів азоту (в перерахунку на NO2), що викидаються в одиницю часу (т/рік, г/с), розраховуємо за формулою [3]:
М NO 2 = 0.001 * B * Q н р * K NO 2 (1-ОІ), де
В - витрата палива за розглянутий період часу (В = 520 г/с)
Q н р - Теплота згоряння палива (16,9 МДж)
До NO2 - параметр, що характеризує кількість оксидів азоту, що утворюються на 1 ГДж тепла (0,027 кг/ГДж)
ОІ - Коефіцієнт, що враховує ступінь зниження викидів в результаті застосування технічних рішень.
М NO 2 = 0,001 * 520 * 16,9 * 0,027 = 0,24 г/с
Ефективне зниження викидів оксидів азоту (у порівнянні з традиційними методами спалювання) досягається при спалюванні палива в киплячому шарі при температурах шару 950 0 С. Метод дозованого упорскування води в зону горіння [1,2] є, маловитратним методом, призначеним для придушення утворення оксидів азоту в котельній камері.
При цьому зберігається висока надійність і економічність роботи установки в випадки оптимального кількості упорскування води (близько 7% від витрати палива). Застосування низькотемпературного киплячого шару для котлів не тільки дозволяє використовувати не збагачення вугілля, а й високозольні вугілля і вуглевідходів, дозволяє зменшити габарити топкової камери і знизити надходження в атмосферу викиди оксидів азоту в кілька разів порівняно з традиційними методами спалювання палив.
2.2 Розрахунок викидів оксидів сірки в атмосферу і методи їх зниження
Кількість оксидів сірки, що викидаються в атмосферу, розрахуємо за формулою [3]:
М SO2 = 0.02 * B * S P * (1-О· ' SO 2 ) (1-О·'' SO2 ), де
B - Витрата палива, г/с;
S P - Вміст сірки в паливі на робочу масу,%;
О· ' SO 2 - Частка оксидів сірки, що пов'язуються летючої золою палива (при спалюванні вугілля приймаємо значення 0.1);
О·'' SO 2 - Частка оксидів сірки, що осідають в золоуловителями (приймаємо рівною нулю);
М SO2 = 0,02 * 520 * 0,6 * (1-0,1) = 5,62 г/с
Освіта SO 2 і SO 3 при спалюванні залежить від вмісту сірки в паливі. Значна частина сірки твердих палив сосредоточенна в органічні...
