Технология снижения выбросов сероводородных соединений аккумуляторов

Технологические приемы снижения выбросов сернистых соединений

Технология снижения выбросов сероводородных соединений аккумуляторов

1.Самым радикальным средством было бы снижение потребления топлива, но это маловероятно. Скорее всего события будут развиваться в обратном направлении.

Следует отметить, что в мире имеется несколько крупных угольных бассейнов (например, Кузбасс и буроугольный Канско-Ачинский бассейн – в России), где содержание серы в добываемом топливе не превышает 0,5 %.

Сжигание таких углей обычно не требует каких-либо дополнительных приемов по снижению серосодержащих выбросов.

2.Для уменьшения концентрации сернистого ангидрида в воздухе городов реальными из первичных методов считаются:

– замена твёрдого топлива и высокосернистого мазута природным газом и малосернистым мазутом, хотя бы в отдельных котельных и ТЭЦ, находящихся в непосредственной близости от жилых массивов;

–очистка мазута от серы на нефтеперегонных заводах;

– кратковременное сжигание малосернистого мазута или газа на электростанциях при особо неблагоприятных метеорологических условиях;

– разработаны процессы десульфирования угля путём дробления, промывки водой, измельчения, удаления серного колчедана из угля с помощью воздушных сепараторов;

– есть разработки по десульфированию жидкого и газообразного топлива.

В США принято решение не применять топливо с SР> 1 % на электростанциях крупных городов (Нью-Иорк, Вашингтон и др). Во Франции повсеместно используется мазут с SР< 1 %. В ФРГ по закону SO2 в отходящих газах должно быть менее 2,5 г/м3 (любым способом очистки).

Наряду с этим необходимо развивать следующие направления:

3.Глубокое обогащение угля и нефти для уменьшения содержания в них серы.

4.Сжигание топлив совместно с добавками, связывающими образующиеся серосодержащие соединения в вещества, которые можно полезно использовать, например, в строительстве.

5.Широкое использование и усовершенствование установок по очистке газовых выбросов от диоксида серы, также с получением строительных материалов или химических веществ (элементарная сера, серная кислота и др.).

6.Обычные способы обогащения углей с целью снижения содержания золытакже способствуют одновременному удалению части серы (до 50 %) вместе с пиритом, не связанным с органической массой топлива.

7.Дальнейшее снижение содержания серы посредством химических методов обогащения представляется малоперспективным из-за высоких издержек на приобретение дорогих реактивов типа CuCl2и организацию самого процесса:

FeS2 + 14 CuCl2 + 8 H2O14 CuCl + FeCl2 + 2 H2SO4 + 12 HCl (5.13)

При этом железо и сера переводятся в растворимую форму.

8.Возможно более экономически выгодным методом будет использование биологических способов обессеривания с помощью серобактерий. Исследования в этом направлении ведутся достаточно интенсивно. В частности, показано, что специфические микроорганизмы убирают более 8 % серы за 25 суток.

9.Одним из наиболее перспективных методов сероочистки углей является его паровоздушная или парокислородная газификация с целью получения газа для турбин-электрогенераторов или синтеза химических продуктов. Основными продуктами такого процесса являются монооксид углерода, водород, метан, вода.

Сернистые соединения, содержащиеся в топливе, переводятся в сероводород, который по хорошо отработанной технологии превращается в элементарную серу в 2-х стадином процессе:

1 стадия: 2 H2S + 3 O22 SO2 + 2 H2O (5.14)
2 стадия: 2 H2S + SO22 H2O + 3 S (5.15)

Элементарная сера широко используется в производстве серной кислоты, целлюлозы, синтетического каучука, искусственных волокон, применяется для борьбы с болезнями растений.

Использование газификации угля в комплексе с турбогенераторами является одним из главных направлений создания «чистой» угольной энергетики США.

Программа «CleanCoal» предусматривает снижение выбросов SO2 на электростанциях с 17 млн.т/год в 1992 г. до 7 млн.т/год. При этом КПД электростанций увеличивается с 35-36 до 40-42 %. Такой подход к использованию топлива более отвечает необходимости бережного отношения человека к природным ресурсам, приготовленных ему биосферой.

10.Значительно сократить выбросы SO2 можно за счет применения методов сжигания пылевидного топлива совместно с распыленным известняком (CaCO3) или доломитом (CaMg[CO3]2). При этом взаимодействие SO2 с СаСО3 позволяет получать гипс в результате реакций:

СаСО3 + SO2CaSO3 + CO2 (5.16)
2 CaSO3 + 3 O22 CaSO4 (5.17)

11.Одним из самых перспективных технических решений реализации такого способа сжигания угля является использование топок «кипящего слоя».

Измельченное топливо транспортируется воздухом через слой известняка, находящегося на колосниковой решетке. При этом известняк приводится во взвешенное состояние – кипящий слой, имеющий громадную поверхность массообмена.

Еще более эффективен циркулирующий кипящий слой, когда образующиеся продукты сгорания вновь возвращаются в реактор (таблица 5.4).

Если же на предприятии не используются технологические способы, снижающие выделение SO2, то приходится производить очистку громадных количеств продуктов сгорания.

Таблица 5.4 – Удельные выбросы вредных веществ на угольных предприятиях (ТЭС), г/кВтч

Выброс Обычная станция Новая станция
Угли Кузбасса Угли Канско-Ачинского бассейна Угли Кузбасса
Циркулирующий кипящий слой Газификация
SO2 3,5 2,1 2,5 2,2
NOx 1,8 1,4 0,3
Летучая зола 3,4 2,7 0,05 0,05

Дата добавления: 2017-01-26; просмотров: 967;

Источник: https://poznayka.org/s82828t1.html

Каковы основные пути сокращения выбросов соединений серы от ТЭС и возможные способы их реализации?

ТЭС, работающие на жидком и твёрдом топливе являются источниками выбросов серы в атмосферу. Диоксид серы SO2, который содержится в дымовых газах, не влияет на процесс производства электроэнергии. Триоксид серы SO3 обуславливает сернокислотную точку росы. По ней выбирают температуру уходящих газов.

Она является одним из важных факторов работы газоочистки. Попадая в атмосферу, SO2, взаимодействуя с озоном и солнечным светом, окисляется до SO3, который, взаимодействуя с водяными парам, образует H2SO4 – пары серной к-ты. Порядка 50% диоксида серы выпадает из дымовых газов в почву в радиусе 15 – 20 высот дымовых труб.

Во многих развитых странах принято законодательство, которое требует обеспечить не только заданную концентрацию дымовых газов, но и степень улавливания диоксида серы около 90%, а для котлов малой мощности – 60%.

Выбросы диоксида серы приводят к интенсивному загрязнению района расположения ТЭС, и стимулируют через кислотные дожди попадание тяжёлых металлов в почву и водоёмы, поэтому современные ТЭС должны иметь газоочистные сооружения.

Процесс образования диоксида серы в процессе горения топлива представлен в виде реакции: S + O2 = SO2. Рост производства электроэнергии и использования в будущем, в основном, твёрдого топлива делает проблему снижения выбросов диоксида серы актуальной в настоящее время.

Снижение выбросов диоксида серы возможно по трём направлениям: 1) путём очистки топлива от соединений серы до его сжигания; 2) связывание серы в процессе горения топлива; 3) очистка дымовых газов от диоксида серы.

Для очистки жидкого топлива (мазут) от соединений серы используют прямой и косвенный метод. При прямом методе – гидроочистка (происходит взаимодействие водорода с сероорганическими соединениями, в результате образуется сероводород H2S, который улавливается и может быть использован для получения серы и её соединений).

Процесс гидроочистки протекает в аппарате при температуре 300 – 400 градусов и давлении до 100 МПа. Процесс идёт в присутствии катализаторов, в качестве которых используются окиси никеля, молибдена, кобальта. Катализаторы являются дорогостоящими и в процессе очистки постоянно разрушаются по действием соединений серы.

Стоимость сероочистки примерно 7$ за тонну мазута при глубине сероочистки1-3%.

Метод косвенной очистки – вакуумная перегонка топлива. Стоимость перегонки – 7 – 9$ за одну тонну. Содержание серы уменьшается от 3 до 0,1 процента. В твёрдом топливе сера находится в виде органической и колчеданной серы.

Основную часть колчеданной серы можно удалить из угля путём обогащения Плотность колчедана в 2,5 раза больше плотности угля. Обогащение является довольно эффективным способом, если колчеданная сера составляет большую часть серы.

Удаление серы из угля позволяет одновременно решить несколько проблем: сокращаются не только выбросы SO2 в атмосферу, но и интенсивность абразивного износа поверхностей нагрева котлоагрегата, снижается точка росы дымовых газов, следовательно увеличивается надёжность работы котлоагрегата.

Кроме того, при размоле топлива увеличивается срок работы шаровых барабанных мельниц. Более кардинальным решением проблемы удаления серы из жидкого и твёрдого топлива является его газификация.

Процесс газификации сернистого мазута был разработан ВНИИНП. Процесс газификации происходит в пустотелом газогенераторе. В него подаётся мазут и парокислородное дутьё. Часть мазута сгорает при коэффициенте избытка воздуха 0,45. Газификация осуществляется при температуре 1000 – 1300 градусов Цельсия.

На 1 кг мазута расход пара составляет 0,4 кг и расход кислорода 0,75 кг. Газ, выходящий из газогенератора, промывается водой сначала в сажеотделителе, а затем в скруббере. В отстойнике сажа отделяется от охлаждающей воды, которая может быть в дальнейшем использована для очистки газа. Полученный газ состоит из метана и его гомологов, угарного газа и водорода.

Из серы образуется сероводород. Очистка от сероводорода осуществляется абсорбцией. В качестве абсорбента используют моно- и диэтаноламины. В настоящее время в ряде стран ведутся работы по газификации угля. Газификация осуществляется в газогенераторах как в твёрдом, так и в кипящем слое. Отношение полученных газов к горючей массе топлива называется КПД газификации.

Этот КПД примерно равен 80 – 85%. Газификация угля в ПГУ даёт возможность получить её КПД до 42%.

Связывание серы в процессе горения топлива. Наиболее часто технологией, связанной со связыванием серы в процессе горения топлива является его сжигание в кипящем слое.

Этот способ при сжигании сернистых углей даёт возможность не только значительно уменьшить содержание оксидов серы в дымовых газах, но и окислов азота.

Для образования кипящего слоя на неподвижной решётке, через которую подаётся воздух под давлением, используется смесь дроблёного угля с размером частиц 1,5 – 6 мм, а также инертный материал (песок, зола, и т.д.) и разогретый известняк.

Под действием восходящего потока воздуха образуется суспензионный кипящий слой. Одновременно с процессом горения происходит десульфуризация, т.к. в кипящий слой непрерывно поступает известняк. Реакция десульфуризации происходит при температуре 800 – 850 градусов.

CaCO3 -> CaO + CO2

2CaO + 2SO2 + O2 -> 2CaSO4

Эффективность удаления серы зависит от количества известняка. Оптимальное отношение известняка к сере равно двум стехиометрическим. Оптимальная температура горения – примерно 850 градусов. При такой температуре значительно уменьшается образование окислов азота.

Читайте также:  Плавное включение ламп накаливания

Кроме того, трубы поверхностей нагрева котла непосредственно контактируют с кипящим слоем, следовательно теплообмен интенсивней. Для полного выгорания топлива необходимо создать многократную циркуляцию в топке путём увеличения скорости воздуха. Процесс связывания серы при горении осуществляется в котлах с топкой ЦКС (с циркулирующим кипящим слоем).

В топку с ЦКС подаётся известняк, топливо и инертный материал. Под решётку поступает с большой скоростью воздух, создавая кипящий слой. Горячие вещества сгорают при температуре 850 градусов. При такой температуре процесс десульфуризации идёт наиболее эффективно.

Продукты сгорания поднимаются в верхнюю часть топки, где с помощью циклона происходит отделение от продуктов сгорания несгоревших частиц топлива, известняка и инертного материала. Из циклона газ поступает в вертикальную шахту котла, где установлены поверхности нагрева, а частицы топлива и т.д. снова опускаются в кипящий слой.

Для подачи воздуха с целью создания кипящего слоя используют высоконапорные вентиляторы. Достоинством топок с ЦКС является не только связывание диоксида серы в процессе горения топлива и в дымовых газах, но и снижение концентрации окислов азота. Кроме того, в этих топках эффективнее теплообмен между кипящим слоем и поверхностью экранных труб котла.

Коты такого типа довольно широко используются за рубежом последние 15 – 20 лет. Эффективность связывания диоксида серы в топках с ЦКС зависит от коэффициента избытка воздуха. Чем он выше, тем лучше связывание диоксида серы и тем ниже концентрация CO (угарного газа, но увеличение коэффициента избытка воздуха приводит к увеличению содержания окислов азота в дымовых газах.

Следовательно, нужна оптимизация горения в каждом отдельном случае. В РФ разрабатываются котлы с ЦКС, такие котлы предполагается использовать на Ростовской ГРЭС. При соотношении кальция к сере равном 2 – 2,5 связывание серы в процессе горения примерно 90%, а содержание серы в дымовых газах не превышает 200 мг/м3.

Для очистки дымовых газов от соединений серы используются следующие методы: ввод известняка в верхнюю часть топки (сухая известняковая технология, СИТ); технология E-SOx (впрыск водоизвестняковой суспензии перед электрофильтром); промывка газов известняковой суспензией в адсорбере или скруббере (мокроизвестняковая технология); промывка газа в адсорбере типа трубы Вентури суспензией, содержащий оксид магния (магнезитовый способ); промывка газа водным раствором известняка (аммиачно-сульфатный и аммиачно-циклический способ очистки). Подробнее о способах очистки см. в вопросе №17 «Малозатратные способы очистки дымовых газов от оксидов серы».

Источник: https://cyberpedia.su/14×6490.html

Мероприятия по охране атмосферного воздуха

Увеличение объема переработки нефти, в том числе сернистой и высокосернистой, выдвигает перед нефтеперерабатывающей промышленностью неотложную проблему сокращения загрязнения атмосферы токсичными соединениями. Можно выделить два основных направления по обеспечению чистоты атмосферы:

– сокращение абсолютных выбросов газов;

– обезвреживание выбросов, содержащих вредные вещества.

Первое направление связано с применением более прогрессивных технологических схем процессов, позволяющих использовать все материальные потоки в замкнутом цикле, и применением оборудования повышенной герметичности; второе направление связано с применением сорбционных методов очистки выбросов при утилизации извлекаемых компонентов, а в отдельных специфических случаях – с применением сжигания.

Важным фактором оздоровления атмосферы является укрупнение и комбинирование установок по основным и вторичным процессам.

Другим фактором, не только обеспечивающим безопасность ведения технологических процессов, но и предотвращающим загрязнение атмосферы, является автоматизация технологического процесса.

Углеводороды относятся к основным вредным выбросам нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий. Мероприятия по снижению их выбросов в атмосферу можно разделить на четыре группы:

1) совершенствование организации хранения и транспортирования углеводородов нефти и газа (хранение углеводородов под слоем инертного газа, применение резервуаров со специальными крышками, максимальное
(95-98 %) заполнение резервуаров, использование адсорбционно – адсорбционных методов улавливания);

2) совершенствование технологических процессов (герметизация оборудования, уплотнение движущихся деталей, строгое соблюдение технологического режима);

3) рекуперация углеводородов и их производных. Рекуперация предназначена для улавливания углеводородов из производственных или вентиляционных газов и повторного их использования.

Метод рекуперации выбирают в зависимости от концентрации углеводорода: при больших применяют конденсацию охлаждением до минус 10-15 оС (обычно используют рассол хлористого кальция), средних ‑ абсорбцию (обычно используют минеральные масла с молекулярной массой 280-300), низких ‑ адсорбцию (активный уголь, силикагель, цеолиты);

4) каталитический дожиг выбросов (применяют для вентиляционных выбросов с повышенной концентрацией углеводородов, рабочая температура 400 оС, эффективность очистки 98-100 %).

Для очистки атмосферных выбросов от диоксида серы наиболее распространены аммиачные методы, которые одновременно с очисткой позволяют получать сульфит и бисульфит аммония, и каталитические методы, основанные на окислении диоксида серы в присутствии катализаторов с получением разбавленной серной кислоты.

Несмотря на то, что в настоящее время на НПЗ поступают в основном сернистые и высокосернистые нефти, выбросы сероводорода и оксидов серыв атмосферу резко сократились. Это объясняется организацией на НПЗ производства серной кислоты и серы из сернистых соединений, содержащихся в нефтях.

На одних НПЗ сероочистка предшествует газофракционированию, на других ‑ очистке подвергают сухие газы после газофракционирования.

Во втором варианте значительны потери сероводорода; кроме того, преждевременно выходит из строя компрессорное оборудование и другая аппаратура, увеличивается расход свежей и, соответственно, объем отработанной щелочи при очистке готовых фракций, ухудшаются санитарные условия труда обслуживающего персонала.

Централизованная очистка газовых потоков НПЗ позволяет увеличить масштабы производства серной кислоты из сероводорода, значительно улучшить технико – экономические показатели работы производства, уменьшить загрязнение атмосферного воздуха.

С целью уменьшения выбросов сероводорода и углеводородов через барометрические конденсаторы смешения их заменяют на поверхностные с водяным или воздушным охлаждением.

Сжигание газовых выбросов на факельных установках позволяет значительно уменьшить загрязнение воздушного бассейна. Но утилизация сбросных газов на факельных установках не является рациональным методом защиты окружающей среды.

Поэтому необходимо снижение сбросов газов на факел различными путями: повышение культуры производства, строгое соблюдение технологического регламента, своевременный ремонт оборудования, совершенствование технологического процесса с целью снижения газовых выбросов, уменьшение потерь углеводородов на объектах общезаводского хозяйства, разработка и усовершенствование методов контроля и очистки выбросов в атмосферу.

К факельным установкам предъявляются следующие требования:

·        полнота сжигания, исключающая образование альдегидов, кислот и других вредных продуктов,

·        безопасное воспламенение, бесшумность и отсутствие яркого свечения,

·        отсутствие дыма и сажи,

·        устойчивость факела при изменении количества и состава газовых выбросов.

Для уменьшения выбросов от нефтеловушек, нефтеотделителей необходимо использовать нефтеловушки закрытого типа, а также нефтеловушки с отсосом газов на сжигание, герметизировать колодцы.

Для оздоровления атмосферного воздуха НПЗ необходимо своевременно удалять нефтепродукты с зеркала прудов-накопителей и нефтеловушек, вовремя очищать нефтеловушки, а также перерабатывать или утилизировать нефтяные остатки.

При невозможности или высокой стоимости извлечения вредных веществ из выбросов НПЗ, невозможности полной герметизации производства прибегают к рассеиванию вредных выбросов в атмосфере. Задача рассеивания состоит в том, чтобы выбрасываемые вещества перемешивались в большом объеме воздуха, и концентрация их на уровне земли не превышала ПДК.

Источник: http://ekologyprom.ru/uchebnik-po-promyshlennoj-ekologii/131-meropriyatiya-po-oxrane-atmosfernogo-vozduxa.html

Сероводород — H2S

Что такое сероводород?

СЕРОВОДОРОД, H2S,  (сернистый водород, сульфид водорода) — бесцветный горючий газ с резким запахом, t кипения 60,35 °C. Водный раствор — сероводородная кислота. Сероводород часто встречается в месторождениях нефти и газа.

Сероводород H2S токсичен: острое отравление человека наступает уже при концентрациях 0,2–0,3 мг/м3, концентрация выше 1 мг/м3 — смертельна.

  Сероводород H2S является агрессивным газом, провоцирующим кислотную коррозию, которую в этом случае называют сероводородной коррозией.

Растворяясь в воде, он образует слабую кислоту, которая может вызвать точечную коррозию в присутствии кислорода или диоксида углерода.

В этой связи, без современных станций подготовки газа и модулей сероочистки, сероводород способен наносить сильнейший ущерб людям. Предельно допустимая концентрация сероводорода в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м3, а в смеси с углеводородами С1–С3 равна 3 мг/м3.

Без станций очистки от сероводорода серьезно страдает и выходит из строя самое различное оборудование в нефтяной, энергетической, транспортной и газоперерабатывающей отраслях.

Что происходит с металлами, если сероводород не удален?

Сероводород реагирует почти со всеми металлами, образуя сульфиды, которые по отношению к железу играют роль катода и образуют с ним гальваническую пару. Разность потенциалов этой пары достигает 0,2–0,48 В. Способность сульфидов к образованию микрогальванических пар со сталью приводит к быстрому разрушению технологического оборудования и трубопроводов.

Бороться с сероводородной коррозией чрезвычайно трудно: несмотря на добавки ингибиторов кислотной коррозии, трубы из специальных марок нержавеющей стали быстро выходят из строя.

И даже полученную из сероводорода серу перевозить в металлических цистернах можно в течение ограниченного срока, поскольку цистерны преждевременно разрушаются из-за растворенного в сере сероводорода. При этом происходит образование полисульфанов HSnH.

Полисульфаны более коррозионно-активные элементы, чем сероводород.

Сероводород, присоединяясь к непредельным соединениям, образует меркаптаны, которые являются агрессивной и токсичной частью сернистых соединений — химическими ядами.

Именно они значительно ухудшают свойства катализаторов: их термическую стабильность, интенсифицируют процессы смолообразования, выпадения и отложения шлаков, шлама, осадков, что вызывает пассивацию поверхности катализаторов, а также усиливают коррозийную активность материала технологических аппаратов.

H2S значительно усиливает процесс проникновения водорода в сталь. Если при коррозии в кислых средах максимальная доля диффундирующего в сталь водорода составляет 4% от общего количества восстановленного водорода, то в сероводородсодержащих растворах эта величина достигает 40%.

Присутствие в газе кислорода значительно ускоряет процессы коррозии. Опытным путем было найдено, что наиболее коррозионным является такой газ, в котором отношение кислорода к сероводороду составляет 114:1. Это отношение называется критическим.

Наличие влаги в газе влечет коррозию металла, одновременное же присутствие H2S, O2 и H2O является наиболее неблагоприятным с точки зрения коррозии.

Читайте также:  Ночник на микроконтроллере

Коррозионные действия на металл указанных примесей резко возрастают при увеличении давления.

Скорость коррозии газопроводов прямо пропорциональна давлению газа, проходящего через этот газопровод. При давлении до 20 атм. и влажном газе достаточно даже следов сероводорода 0,002–0,0002% об., чтобы вызвать значительные коррозионные поражения металла труб, ограничивая срок службы газопровода 5–6 годами.

Вследствие коррозионных действий сероводорода, присутствующего в газах, значительно сокращается срок службы силового генерационного оборудования (ГПЭС – ГТУ) и аппаратуры при добыче, транспорте, переработке и использовании газа.

В промысловых условиях особенно большому коррозионному воздействию подвергаются трубы, задвижки, камеры сгорания и поршни силовых установок электростанций, счетчики газа, компрессоры, холодильники.

Значительная часть сероводорода реагирует с металлом и может отложиться в виде продуктов коррозии на клапанах силовых установок, компрессоров, на внутренних стенках аппаратуры, коммуникаций и магистрального газопровода.

Актуальность проблемы очистки газа от сероводорода

Актуальность проблемы очистки газа от сероводорода усиливается требованиями обеспечения экологической безопасности при разработке сернистых месторождений, сокращением вредных выбросов в атмосферу.

При этом особое внимание уделяется совершенствованию действующих и разработке новых технологий сероочистки, исключающих выбросы токсичного сероводорода и продуктов его горения в окружающую среду.

Несмотря на все перечисленные минусы, сероводород является ценным химическим сырьем, поскольку из него можно получить огромное количество неорганических и органических соединений.

Современные технологии очистки газа от сероводорода FRAMES

Современные технологии очистки газа от сероводорода FRAMES позволяют:

  • иметь газ, пригодный для бытового, энергетического и промышленного использования;
  • получить путем переработки очищенных газов продукты надлежащего качества без примесей сернистых соединений;
  • предохранить оборудование от разъедания при транспортировке, переработке и использовании газа;
  • иметь в некоторых случаях выгоду от извлечения элементарной серы.

Для получения технико-коммерческого предложения на строительство надежной, инновационной станции подготовки попутного газа Вам необходимо заполнить опросный лист.

Для получения технико-коммерческого предложения на поставку модуля сероочистки попутного газа Вам надо заполнить опросный лист.

Источник: https://manbw.ru/analitycs/hidrogen_sulfide_h2s.html

ПОИСК

    Резервуарные парки. С целью значительного сокращения потерь углеводородов хранение нефти и легкокипящих продуктов на товарно-сырьевых базах НПЗ и НХЗ предусматривается в настоящее время только в резервуарах с понтонами и плавающими крыщами.

В промежуточных парках технологических установок заметное снижение выбросов достигается применением газоурав-нительных систем. Для предотвращения контакта некоторых продуктов с кислородом воздуха хранение этих продуктов организуется под азотной подушкой . [c.

199]
    Сокращение выбросов углеводородов в атмосферу при хранении может быть достигнуто путем снижения их испарения из резервуаров. С этой целью  [c.68]

    Сокращение выбросов углеводородов в атмосферу с технологических установок.

Технологические установки являются [c.122]

    Мероприятия по охране воздушного бассейна на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях должны быть направлены на повышение культуры производства-, строгое соблюдение технологического режима, усовершенствование технологии с целью снижения газообразования, максимальное использование образующихся газов, уменьшение потерь углеводородов на объектах общезаводского хозяйства, сокращение выбросов вредных веществ в период неблагоприятных метеоусловий, разработку и усовершенствование методов контроля и очистки выбросов в атмосферу. [c.73]

    Совершенствование организации хранения и транспортирования углеводородов нефти и газа. Сокращение выбросов углеводородов в атмосферу при хранении может быть достигнуто путем снижения их испарения из резервуаров. С этой целью  [c.175]

    СОКРАЩЕНИЕ ВЫБРОСОВ УГЛЕВОДОРОДОВ [c.110]

    Одним из мероприятий по сокращению выбросов углеводородов из резервуаров является способ автоматического регулирования процесса дренирования подтоварной воды (рис. 9) [40]. [c.31]

    Узлы оборотного водоснабжения и очистные сооружения канализационных систем — второй по величине источник загрязнения атмосферы углеводородами и сероводородом.

На узлах оборотного водоснабжения потери происходят в результате испарения в воздух продуктов, поступающих на градирни вместе с оборотной водой. На очистных сооружениях источником выбросов являются открытые поверхности нефтеловушек, прудов дополнительного отстоя, шламонакопителей.

Наиболее эффективное средство борьбы с потерями — сокращение загрязнения оборотной воды и канализа- [c.395]

    Значительным источником загрязнения атмосферы углеводородами и другими веществами являются и открытые заводские градирни оборотного водоснабжения, куда вода поступает под давлением. Содержащиеся в воде углеводороды (и другие вредные вещества) при снижении давления до атмосферного испаряются.

На некоторых НПЗ с градирен выделяется до 5% общих выбросов углеводородов и до 45% выбросов сероводорода.

Выбросы с градирен можно сократить за счет уже изложенных ранее мероприятий сокращения водопотребления, замены водяного охлаждения на воздушное и барометрических конденсатов смешения на поверхностные, снижения остаточного давления в вакуумных колоннах, герметизации конденсационно-холодильных аппаратов с оперативным определением пропусков нефтепродуктов в аппаратах и быстрой их ликвидацией, а также за счет других мероприятий, направленных на ликвидацию источников поступления нефтепродуктов в оборотную воду. [c.124]

    Для снижения уровня загрязнения атмосферы выбросами углеводородов необходимо осуществлять мероприятия по сокращению потерь нефти из резервуаров. [c.114]

    М и X а й л о в е р М. В., Л а д ы к а н с к а я Т. Е. Сокращение выбросов углеводородов на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии в США. Химия и технология топлив и масел, 1983, [c.43]

    При разработке мер по сокращению отдельных выбросов на практике часто прибегают к их сжиганию. На НПЗ, например, сжигают отходящие газы, неорганизованные выбросы паров углеводородов, дурнопахнущие вещества, окисленный воздух от битумных установок, сероводород. При сжигании вместо одних загрязнителей появляются другие, которые могут оказаться более токсичными.

Например, при сжигании углеводородов выделяются непредельные углеводороды, оксид углерода, оксиды азота, технический углерод, диоксид серы, сероводород, сероуглерод, синильная кислота и др. Следовательно, сжигать выбросы необходимо только в том случае, когда вновь образующиеся вещества менее токсичны и загрязняют атмосферный воздух меньше, чем исходные.

При сжигании топлив необходимо использовать высокоэффективное оборудование, спроектированное с учетом современной теории горения топлив, которая за последние годы получила новое развитие в работах советских и зарубежных исследователей.

Однако на многих НПЗ до сих пор для этих целей используют примитивные факельные устройства и печи, не обеспечивающие полного сгорания и минимального содержания вредных примесей в отходящих дымовых газах. [c.23]

    Самым крупным является выброс углеводородов в атмосферу. Борьба с такими выбросами затрудняется тем, что они происходят из громадного числа источников, рассредоточенных на большой территории. Поэтому применение каких-либо очистных сооружений исключается, и задача сокращения выбросов должна решаться мерами технологического порядка. [c.298]

    Сокращение выбросов в атмосферу достигается также автоматизацией регулирования режима работы установок, применением сигнализаторов состояния среды, средств блокировки автоматизированных систем управления сложными технологическими процессами, применением в технологических процессах только регенерируемых реагентов, заменой особо токсичных соединений меиее вредными, подачей отработанного воздуха, содержащего углеводороды, на сжигание в теплоэнергетические установки. Большое значение имеет укрупнение мощностей процессов с созданием единых поточных линий с минимальным объемом аккумулирующих емкостей, создание и освоение нового оборудования, аппаратуры, а такл

Смотреть страницы где упоминается термин Сокращение выбросов углеводородов: [c.117]    [c.496]    [c.10]   Смотреть главы в:

Безотходное производство в нефтеперерабатывающей промышленности -> Сокращение выбросов углеводородов

© 2018 chem21.info Реклама на сайте

Источник: http://chem21.info/info/1578535/

Снижение выбросов окислов серы на ТЭС

Сера в топливе и удаление серы на нефтеперерабатывающих заводах

Различные топлива существенно отличаются по содержанию серы. Наибольшую сернистость имеют топлива европейской части Росси. Так, содержание серы 0,1%/МДж и выше имеют подмосковные и бурые, донецкий, эстонские горючие сланцы.

Сибирские угли имеют, как правило, небольшое содержание серы, измеряемое сотыми долями%/МДж (кузнецкие угли, угли Канско-Ачинского бассейна). Умеренную сернистость имеют мазуты, получаемые из нефти сибирских месторождений.

Бессеруистым топливом является природный газ большинства месторождений, за исключением Оренбургского и ряда месторождений Средней Азии.

Несмотря на общую благоприятную тенденцию динамики топливного баланса, вопросы снижения выбросов окислов серы, особенно на ТЭС европейской части России, являются весьма актуальными.

Уменьшение выбросов сернистых соединений в атмосферу может идти по трем направлениям:

– очистка нефтяного топлива от серы на нефтеперерабатывающих заводах;

– переработка топлива па ТЭС до его сжигания с целью получения малосернистого газа;

– очистка дымовых газов от окислов серы.

Сера содержится в нефти в основном в виде сложных полигетероциклических соединений.

Эти соединения химически малоактивны и обладают высокой термостабильностыо, в связи с чем их трудно разрушить воздействием кислот или щелочей.

Поэтому для выделения серы из топлива до сжигания его топливо либо подвергается воздействию высоких температур, либо этот процесс сочетается с воздействием химических веществ.

При переработке нефти на нефтеперерабатывающих заводах в легкие фракции переходит небольшое количество серы, а подавляющая часть сернистых соединений (70–90%) концентрируется в высококипящих фракциях и остаточных продуктах, входящих в состав мазута.

Удаление серы из нефтяных топлив можно осуществить гидроочисткой. При этом происходит взаимодействие водорода с серооргаиическими соединениями и образуется сероводород Н2S, который затем улавливается и может использоваться для получения серы и ее соединений. Процесс протекает при температуре 300–450°С и давлении до 10 МПа в присутствии катализаторов – окислов молибдена, кобальта и никеля.

Это ведет к существенному удорожанию процесса обессеривания.

Обессеривание топлива связано с большими капитальными затратами. Снижение серы в котельном топливе с 2,5 до 0,5% приводит к удвоению его стоимости и поэтому может оказаться целесообразным только в случаях, когда это особенно необходимо (например, для ТЭЦ некоторых крупных городов при высокой фоновой загазованности).

Переработка сернистых топлив перед сжиганием на ТЭС для удаления серы

Удаление серы из твердого топлива. Сера в твердом топливе содержится в трех формах: в виде включений колчедана FeS2, серы, входящей в состав молекул органической массы топлива, и сульфатной (в сернокислых солях кальция и щелочных металлов).

В результате простейшего обогащения угля можно удалить только колчеданную серу, используя большую ее плотность (около 5 т/м3) по сравнению с остальной массой угля (около 2 т/м3).

Отделение колчедана дает ощутимый эффект, если колчеданная сера составляет значительную величину от общей серы и вкрапления колчедана достаточно крупны. Так, для подмосковного бурого угля даже при сухом методе обогащения из угля-дробленки удается удалить 25–30% серы.

Читайте также:  Led светильник с шим и таймером

Отсепарированный колчедан может быть использован для получения серной кислоты.

Для отделения от угля колчеданной и органической серы может быть применено гидротермическое обессеривание углей, заключающееся в обработке измельченного топлива в автоклавах при давлении 1,75 МПа и температуре около 300°С щелочными растворами, содержащими гидраты окисей натрия и калия.

При этом получается уголь с весьма малым содержанием серы, который отделяется от жидкости центрифугированием и затем сушится.

Жидкость, содержащая сульфиды натрия и калия, регенерируется в результате обработки углекислотой, а из получающегося при этом сероводорода извлекается элементарная сера.

Связывание серы в кипящем слое. Топливо может сжигаться в кипящем слое частиц размолотого известняка, в которые погружены для интенсивного охлаждения поверхности нагрева котла.

Подобный способ сжигания может использоваться для жидкого, твердого и газового топлив, содержащих серу.

При температуре около 900°С происходит диссоциация СаСОз на СО2 и СаО, а в реакцию с серой вступает СаО, образуя в конечном итоге CaSO4 – сульфат кальция. Очистка топлива от серы при этом может составлять около 90%.

Часть кипящего слоя, поглотившего серу топлива, подается пневмотранспортом на регенерацию. При температуре 1000–1500°С под беспровальную решетку подаются продукты сгорания, поддерживающие температуру в слое на уровне 1000–1100°С. При этом протекает реакция

3CaS04 +CaS=4S02 +4CaO

Газообразные продукты содержат до 10% сернистого ангидрида, который может быть использован для производства серной кислоты. Регенерированная окись кальция возвращается в топочное устройство котла.

Такая схема сжигания в кипящем слое разработана, в частности, для сернистого мазута.

Наряду с определенными преимуществами этот способ имеет существенные недостатки, препятствующие его широкому применению на ТЭС: требуются создание принципиально новых конструкций котлов, организации установок для приготовления фракций известняка, создание установок по регенерации сернистых соединений кальция, улавливание твердых частиц, уносимых из кипящего слоя, пневмотранспорт абразивных материалов и др.

Удаление серы из жидкого топлива. Снижение сернистости сжигаемого топлива можно осуществить, подвергая его воздействию высоких температур с использованием окислителей (газификации) или без них (пиролиз).

Процесс газификации осуществляется в условиях высоких температур (900–1300°С) при ограниченном доступе кислорода.

В результате образуется газ, горючими компонентами которого являются метан и его гомологи, окись углерода и водород. Из серы топлива при этом образуется сероводород, который является более активным веществом по сравнению с SO2 и должен быть удален перед поступлением горючего газа в топку котла.

Очистка продуктов сгорания от окислов серы

При сжигании топлив почти вся содержащаяся сера находится в дымовых газах в форме окислов SO2 и SO3.

Большинство углей адсорбирует за счет окиси кальция, содержащейся в золе, в среднем 0,1 содержащейся в топливе серы; только угли Канско-Ачинского бассейна и горючие сланцы поглощают большее количество окислов серы.

Подавляющее количество окислов серы (около 99%) находится в форме слабореакционного газа SO2 и лишь менее 1% в форме SO3.

Имеющийся опыт работы мокрых скрубберов для очистки дымовых газов показывает, что вода поглощает существенную часть SO3, образуя серную кислоту и в очень малой степени S02.

Для увеличения поглощения SO2 при тех малых концентрациях, в которых он содержится в дымовых газах (0,1–0,3%), необходимо применять более эффективные поглотители – водные растворы или взвеси веществ, переводящие окислы серы в сульфаты и сульфиты.

При этом все способы улавливания окислов серы из дымовых газов следует разделить на способы с использованием уловленной серы или без использования.

Первые способы являются более сложными и дорогими, и их применение является экономически оправданным в случае повышенных концентраций окислов серы (например, при очистке дымовых газов котлов, работающих на подмосковном или кизеловском высокосернистых углях).



Источник: http://biofile.ru/bio/22332.html

1. Методы снижения выбросов соединений серы

Снижение выброса окислов серы в энергетических котлахВ энергетике наибольшую проблему составляет сокращение выбросов сернистого ангидрида в атмосферу и оно может идти по направлениям:1) обработка и обессеривание топлива перед его сжиганием;2) изменение технологии сжигания топлива и схемы ТЭС;3) очистка уходящих газов перед выбросом в атмосферу.

Обессеривание топлива отработано только для жидких топлив:мазут – с помощью водорода и катализатора на НПЗ; перегонка топлива под вакуумом.

Твердое топливо- удаление органической серы при газофикации угля.

Наиболее удачны разработки – фирмой “Лурги”, где 90% серы переходит в сероводород H2S или газогенераторный газ, который используется для горения, причем при этом уменьшается выход NOx.

Сероочистка на Украине и в мире относится к очень дорогостоящим методам –увеличиваются потери тепла и электроэнергии.

Удаление колчеданной серы на обогатительных фабриках FeS2 FeCuS (только колчеданная, а не органическая) – гидротермическое обессеривание угля – идет путем измельчения при давлении Р = 1,75 МПа и температуре t – 300 C и после образуется H2S, а из него извлекается сера.

Изменение технологии сжигания топлив, это замена камерных топок котлами с кипящим слоем (КС), уголь измельчается до 8-10 мм, время горения в топке увеличивается с 1-2 секунды до 1-5 минуты.

Достоинство: сжигание низкосортных углей при tгор 800-950C, образование NOx снижается на 30-40%, а окислы серы снижаются за счет применения добавок известняка непосредственно в котле

Поблемы: значительные перепады температуры t – 100 C, содержание О2 и СО до 13-15%.; из-за неравномерности распределения топлива на решетке; трудности поддержания стабильности скорости подачи воздуха в слой. За границей котлы с кипящим слоем применяют для сжигания мусора.

Очистка дымовых газов при сухом и мокром способе очистки газов от окислов серы очень дороги и применяются в основном за границей

^

1. Характеристика окислов серы.

В дымовых газах котлов образуются окислы серы в количествах SO2 – 96% и SO3 – 4%. Сера содержится в сжигаемом топливе. Твердое топливо на одну часть колчеданной серы содержится 3 части органической серы и незначительная часть сульфатной серы, которая не принимает участие в процессе горения:

 колчеданная FeS2, FeCuS;

 органическая CH3SH.

В нефти содержится CH3SH (органическая) и отсутствует колчеданная сера.

Газ – наличие сероводорода H2S.

^

В котле при температуре горения факела происходит диссоциация кислорода воздуха:

O2 = O + O

|

H   S  H  C + H2S + H2O.

|HВводим обозначения   конечный продукт; O  активный центр.1. Первичная реакция

H2S + O  SO + H2

2. SO + O2  +

3. Реакция по распространению цепочек

+ H2  +

4. + SO2  +

5. SO3 + Н  + ОН.

Все методы улавливания и обезвреживания SOx не связаны с процессами происходящими в котле.

^

Окислы серы имеют следующие особенности.

Показатель
CH3SH H2S SO2 SO3
t кипения 5,96  60,75  10,2 44,8
Растворимость в воде Превращается в

H2SO4

Пороговые кон-центрации (позапаху) часть намиллион РРm 0,6…40 0,2…85

103 5103

Время сущест-вования 34 ч 24 ч 48 ч и расстояние100 км

Отсюда вывод, что CH3SH, SO2 могут быть очищены влагой.
Методы очистки

  1. Абсорбция (поглощение вещества в объеме при высоких концентрациях).
  2. Адсорбция (уголь активированный – поглощение на поверхности);
  3. Конденсация – понижение температуры дымовых газов.
  4. Химическое удаление.
  5. Восстановление газами (связывет SO2 через NH3).
  6. Термокаталитическое уничтожение (окисление). SO2 – не горит, но производное (ацетон, таин) – горючие.

1. Щелочная технология (распыленная абсорбция). Коэффициент сероочистки = 0,7

SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O

Na2SO3 + Ca(OH)2 = 2 NaOH + CaSO3 Рис. 1 – абсорбер; 2 – дымосос; 3 – насос; 4 – бассейн отстойник.2. Известковая технология и известняковая технология. Дымовые газыобрабатываются известью.Рис.1 – бункер извести, 2 – бункер угля, 3 – котел, 4 – подогреватель воздуха,5 – вентилятор, 6 – ороситель, 7 – мраморная крошка, 8 – сепаратор, 9 – теплообменник, 10 – дымосос, 11 – бункер шлама.

Коэффициент сероочистки = 0,7  0,9.

Недостатки: большой расход извести, если установить на станции , то КПД станции упадет, нет товарной продукции и много шлама.3. Схема применения сухого сорбента.

Na2CO3  NaHCO3  2H2O .

^

Рис.1 – теплообменник, 2 – циклон, 3 – вентилятор, 4 – накопитель сухогосорбента, 5 – транспортер, 6 – емкость с сорбентом.

1. 2NaHCO3 + SO2  Na2SO3 + 2CO2 + H2O

2. Na2CO3 + SO2  Na2SO3 + CO2 .Преимущества: При отсутствии воды КПД установки не изменяется.

Na2SO3 – используется для утилизации SO2. Это – безотходная технология.

4. Сульфатная абсорбция – мокрый метод. Используют сульфит натрия или аммиак.Рис.1 – дымовая труба, 2 – реактор, 3 – кристализатор, 4 – холодильник,5 – отпаривальная колонка

2. SO2 + H2O + Na2SO3  2 NaHSO3

5. 2 NaHSO3  2 Na2SO3 + H2O + SO2.

Метод работает по замкнутому циклу, на мощность котлоагрегата не влияет. SO2 отделяется от дымовых газов и проходит холодильник (4), газы захолаживаются и пары SO2 выходят отдельно, дымовые газы идут отдельным газоходом.
Мировые критерии выбросов SO2

Вид топлива Мощность N эл. SO2
Твердое топливо

6% О2

Жидкое топливо

3% О2

МВт50-100100-50050-300 мг/нм320002000-4001700

^

Название Реагент Химическая реакция Конечныйпродукт
Щелочная NaOH SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O

Na2SO3 + Ca(OH)2  CaSO3 +2NaOH

Возможна регенерация

Na2SO31. Сульфитнаятехнология.2. Используют

Na2SO3 в фотогра-

фии, медицине,искусственныеволокна

ИзвестковаяИзвестня-ковая CaCO3
Ca(OH)2
CaSO3  0,5 О2 + SO2  CaSO4 + СО2
Ca(OH)2 + + SO2  CaSO4 + HО2
CaSO4Сульфит кальция
Сухой сорбент Na2CO3

NaHCO3

2H2O

2Na HCO3 + SO2  Na2SO3 + 2CO2 + H2O

Na 2 CO3 + SO2  Na2SO3 + CO2

Na2SO3(см. 1 п.)
Сульфитнаяабсорбция Na2SO3 SO2 + H2O + Na2SO3  2Na HCO3

2Na HCO3  Na2SO3 + H2O + SO2

Возможна регенерация

Na HSO3 гидро-сульфит натрия.1) пищевая,текстильнаяпромышленность,2) обработка кокса

Источник: http://uchebilka.ru/himiya/18962/index.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector