Улавливание твердых частиц из дымовых газов (мультициклоны, электрофильтры, конденсация дымовых газов). Золоудаление и утилизация
Улавливание твердых частиц из дымовых газов
Очистка дымовых газов необходима для того, чтобы снизить содержание золы в уходящих из дымовой трубы газах до требуемого уровня. Содержание золы в дымовых газах определяется нормами на выбросы. Для удаления летучей золы из дымовых газов можно применять различные методы и типы оборудования: мультициклоны, скрубберы, тканевые и электрофильтры. У всех упомянутых типов оборудования имеются свои преимущества и недостатки, поэтому выбор оборудования для очистки дымовых газов конкретного котла зависит от многих обстоятельств, в том числе и от мощности котла.
Для обеспечения высокой эффективности очистного оборудования, оно должно быть правильно выбрано и рассчитано. При расчетах циклона и электрофильтра скорость (объем) газов определяется размером золовых частиц.
Основные показатели, характеризующие работу газоочистного оборудования, приведены в следующей таблице (см. Таблица 6.11).
| Название оборудования | Содержание золы в газах, мг/Нм3 | Рабочая температура, °C |
| Мультициклон | 150 - 500 | < 500 |
| Тканевый фильтр | 10 - 50 | < 150 |
| Электрофильтр | 90% | < 300 |
| Скруббер | 50 - 100 | < 70 - 80 |
Мультициклоны
Циклон - это аппарат для отделения твердых частиц от газового потока в вертикальной трубе под действием центробежных сил. Мультициклон (см. Рис. 6.1) состоит из нескольких обычных или прямоточных циклонов, которые объединены коллектором и бункером в общую систему. Применением мультициклона добиваются уменьшения габаритов и снижения сопротивления газового тракта.
|
|
|
Летучая зола древесного топлива содержит сравнительно крупные частицы, легко улавливаемые в мультициклоне. Мультициклон может снизить содержание золы до ~150мг/нм3. Мультициклон сравнительно дешев, прост по конструкции и не требует обслуживания, поэтому в котельных применяется достаточно широко. Важно и то, что мультициклон не особенно чувствителен к температуре газов.
Производитель (Дания)
к.п.д.80 – 90% (зависит от размера частиц золы)
Содержание золы в уходящих газах
150 – 300 мг/Нм3 (зависит от качества топлива)
Электрофильтры
В электрофильтре (см. Рис. 6.3). очищаемый газ движется в электрическом поле и твердые частицы осаждаются на электродах.
Принцип работы. На электроды электрофильтра подается выпрямленное высокое напряжение, причем коронирующий электрод обычно негативный. Высокое напряжение создает между электродами корону, и большая часть газа между электродами отрицательно ионизируется. Отрицательно заряженные ионы под действием электрического поля двигаются к осаждающим электродам. Сталкиваясь с твердыми частицами, ионы абсорбируются на их поверхности, в результате чего частички пыли, получив отрицательный потенциал двигаются в направлении осаждающих электродов. Очистка электродов от осевших частиц производится регулярным встряхиванием.
|
|
|
Электрофильтр - эффективное, но относительно дорогое газоочистное устройство. Последнее обстоятельство ограничивает их применение в малых сжигающих установках на биотопливе.
| A. Принцип работы | |
| 1 – осаждающий электрод, | |
| 2 –коронирующий электрод, | |
| 3 – ионное поле или корона. | |
Продольный разрез электрофильтра
1 – осаждающие электроды, 2 – оборудование высокого напряжения и встряхиватели электродов, 3 – секторные затворы.
Конденсация дымовых газов
Конденсацией дымовых газов точнее конденсацией водяного пара из дымовых газов достигаются две цели: во-первых, снижается содержание твердых частиц в дымовых газах до уровня тканевого фильтра и, во-вторых, высвобождаемое при конденсации тепло увеличивает энергетическую эффективность (к.п.д.).
Дымовые газы котла содержат водяной пар, образование которого идет по двум направлениям: 1. находящийся в топливе водород, реагируя в процессе горения с кислородом воздуха, образует водяной пар, 2. в водяной пар переходит влага топлива (древесная щепа обычно содержит 35 – 55%).
|
|
|
Водяной пар, присутствующий в дымовых газах, представляет интерес прежде всего потому, что это не утилизированная энергия, которая высвобождается при конденсации Теоретически высвобождаемая при конденсации энергия представляет собой теплоту парообразования плюс теплота, получаемая при охлаждении. Водяной пар начинает конденсироваться при охлаждении ниже точки росы. Чем глубже охлаждение дымовых газов, тем больше конденсируется воды и получается тепла. Для охлаждения дымовых газов используется обратная вода отопительной системы.
Охладитель дымовых газов - это первое звено, которое проходит обратная вода в котельной. Остаточный продукт конденсации дымовых газов, состоит из воды, содержащей в небольшой степени частицы пыли и органические вещества неполного сгорания топлива. В конденсате в небольших количествах могут присутствовать тяжелые металлы, хлор и сера. pH конденсата в зависимости от системы может варьироваться в широких пределах, хотя обычно составляет pH 6 – 7. Тяжелые металлы, прежде всего кадмий, содержатся в твердых частичках и не растворены в воде. В связи с этим перед сбросом конденсата его необходимо предварительно обработать. Обычно обработка заключается в фильтрации и нейтрализации воды до уровня, соответствующего требованиям охраны природы.
|
|
|
Для предотвращения дальнейшего переноса капель воды в дымоход и трубу за охладителем дымовых газов используется эффективный уловитель капель . В малых котельных, где применяется конденсация дымовых газов, целесообразно для снижения риска коррозии в конструкциях газоходов и дымовых труб применять коррозионно-стойкие материалы.
Золоудаление Золоудаление может быть как сухим, так и мокрым. В случае сухого золоудаления котел и дымоход должны быть оборудованы специальным устройством для обеспечения герметичности выгрузки топлива (секторные затворы, мигалки). Дальнейшая транспортировка золы в золовой контейнер осуществляется либо винтовым, либо скребковым транспортером. В крупных котельных установках применяется пневмотранспорт
В случае мокрого золоудаления применение специального оборудования для обеспечения герметичности не обязательно, так как присосы воздуха в котел исключаются благодаря водяным затворам. Серьезными недостатками являются тяжелая мокрая зола в золовом контейнере и коррозия.
Частота опорожнения золового контейнера зависит от расхода топлива и объема контейнера, рациональным мож-но считать 1 – 2 раза в месяц в период отопительного сезона.
Утилизация золы Древесная зола содержит необходимые для растений питательные вещества, такие как калий, магний , фосфор. В связи с этим древесная зола может применяться для удобрения лесов в случае, если содержание какого-либо из компонентов не является слишком высоким и не превышает природоохранных норм.
При сжигании древесного топлива или соломы в их золе накапливаются тяжелые металлы. При этом, если возвращать в разумных объемах эту золу на место произрастания исходного продукта, то воздействие ее будет не больше, чем от отходов рубки на лесосеках или соломы на пашнях. Поэтому для утилизации древесного топлива следует использовать лесные вырубки, а для утилизации золы соломы – пашни.
Зола торфа по своему составу не пригодна для удобрения лесных угодий или сельскохозяйственных полей в связи с чем применение ее ограничено. Эту золу можно применять, например, как основу при прокладывании дорог. Если для золы торфа не удалось найти применения, следует эти отходы складировать, руководствуясь соответствующими требованиями. Утилизация золы торфа должна проходить согласно местному законодательству.
Существует определенная связь между качеством горения и содержанием поли-ароматических углеводородов (PAH) в золе. Поэтому наряду с определением тяжелых металлов следует определять и содержание несгоревшего углерода в золе. Если содержание остаточного углерода в золе менее 5%, то определение PAH можно проводить через год, если превышает 5%, то PAH следует определять всегда.
Планирование освоения твердых биотоплив в централизованном и местном теплоснабжении. Инфраструктура теплопотребления. График тепловой нагрузки.
Для принятия решения о развитии системы теплоснабжения важным параметром является теплопотребление отдельных объектов – исходя из этого следует дименсионировать всю систему. Теплопотребление зависит т многих факторов, наиболее важные из них:
• площади и объемы зданий;
• цель использования зданий;
• время эксплуатации;
• тип/характер вентиляции и время ее работы;
• особенности потребления горячей воды;
• техническое состояние системы теплоснабжения;
• привычки потребления.
Для упрощения оценки нужд потребителей целесообразно разделить их на группы в зависимости от характера и потребностей. Группы потребителей могут быть, например, такими:
жилища; • офисные здания; • магазины; • школы и детские учреждения; • больницы; • гостиницы. В данный перечень не включены промышленные предприятия, где тепло потребляется для технологического процесса. Для каждой группы потребителей тепла, как правило, существуют определенные особенности, которые следует принимать в расчет. Если потребление тепла для топления типичных потребителей этих групп не особенно различаются, то в потреблении горячей воды различия могут быть большие. И, несомненно, будут различия в характеристиках и работе вентиляционной системы.
Определить телопотребение потре-бителями можно несколькими способа-ми. Если имеем дело с потребителями, которые получают тепло уже несколько лет, причем потребление измерено, то следует исходить из фактического потребления за предыдущие годы.
__________________________________________________________________________________________
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 694; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!