Главная
страница
Сведения об авторах
РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ НЕКАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ОТ ОКСИДОВ АЗОТА НА МОСКОВСКОМ МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНОМ ЗАВОДЕ № 2
Кулиш О. Н., Кужеватов С. А., Орлова М. Н., Российский государственный
университет
нефти и газа имени И. М. Губкина, Москва, Россия
Процессы термического обезвреживания отходов сопровождаются образованием комплекса загрязняющих веществ, которые выбрасываются с дымовыми газами в атмосферу. В их числе оксиды азота (NOx), хлорид и фторид водорода, оксиды серы, зола, сажа, диоксины и фураны. В связи с этим, наряду с максимально полным использованием энергетического потенциала органической составляющей отходов возникает необходимость снижения до требуемых норм содержания опасных загрязняющих веществ в дымовых газах мусоросжигательных установок. С этой целью современные установки термического обезвреживания отходов должны быть оборудованы многоступенчатыми системами газоочистки.
В соответствии с нормативами ЕС содержание NOx в дымовых газах мусоросжигательных установок не должно превышать 200 мг/м3 (в пересчете на NO2 при содержании 11 об. % О2 в сухом газе). Фактическая концентрация NOx достигает 600 мг/м3 и более.
В мировой практике для очистки от NOx дымовых газов тепловых агрегатов, в том
числе мусоросжигательных котлов, в основном используются технологии селективного
каталитического восстановления (СКВ) или селективного некаталитического
восстановления (СНКВ).
Они основаны на восстановлении NOx аммиаком или карбамидом до молекулярного
азота:
4NH3 + 4NO + O2 = 4N2 + 6H2O,
2CO(NH2)2 + 4NO + O2 = 4N2 + 2CO2 + 4H2O.
Принципиальное различие технологий СКВ и СНКВ заключается в том, что в процессах СКВ эффективное восстановление NOx происходит на поверхности катализатора при температуре 200–400 °С, а в процессах СНКВ — в газовой фазе при температуре 850–1 050 °С.
Основное преимущество методов СНКВ — отсутствие необходимости использования катализатора и оборудования для его размещения. В связи с этим, по разным оценкам, стоимость строительства систем СНКВ примерно на порядок ниже, чем установок СКВ.
В РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина разработаны процессы некаталитической очистки с использованием аммиака и карбамида в качестве восстановителя оксидов азота. Системы очистки используются в тепловых агрегатах с объемом дымовых газов от 10 000 до 400 000 м3/ч. Эффективность очистки газов в промышленных условиях составляет от 75 до 90 %.
Система некаталитической очистки газов с использованием в качестве восстановителя карбамида реализована на трех технологических линиях Московского мусоросжигательного завода № 2. Технологическая схема системы очистки приведена на рис. 1.
Рис. 1. Технологическая схема системы очистки дымовых газов от NOx
на Московском мусоросжигательном заводе № 2
Твердый карбамид из хранилища с помощью винтового питателя поступает в емкость для приготовления раствора, куда одновременно подается химически очищенная вода. Приготовленный раствор карбамида по сигналу датчика уровнемера автоматически перекачивается в рабочие емкости, затем насосами-дозаторами подается в смесители.
Полученная в смесителях восстановительная смесь посредством специальной распределительной системы вводится в расчетную зону топочной камеры мусоросжигательных котлов.
Процесс восстановления NOх карбамидом в случаях перерасхода восстановителя, неэффективного смешения его с дымовыми газами или снижения температуры в зоне ввода восстановителя ниже оптимальных значений может сопровождаться проскоком непрореагировавшего аммиака.
Содержание NH3 в дымовых газах регламентируется и в соответствии с европейскими нормами не должно превышать 10 мг/нм3.
Для контроля содержания NOх и NH3 в дымовых газах используются автоматические газоанализаторы GM 31 фирмы SICK (Германия), которые позволяют определять содержание каждого компонента в режиме реального времени непосредственно в газовом потоке.
Процесс очистки полностью автоматизирован и управляется с помощью системы АСУТП.
Эффективность очистки газов составляет от 70 до 85 % в зависимости от режима работы котлов.
Концентрация аммиака в очищенных газах не превышает 10 мг/нм3 и составляет, как правило, 3–5 мг/нм3.
На рис. 2 приведен пример рабочей диаграммы, отражающей изменения основных параметров процесса очистки газов во времени.
Рис. 2. Технологические показатели процесса очистки в режиме реального времени:
1 — концентрация NH3 в дымовых газах, мг/нм3; 2 — концентрация NОx в дымовых
газах, мг/нм3;
3 — расход раствора карбамида, кг/ч; 4 — расход пара, кг/ч; 5 — расход дымовых
газов, нм3/ч
По основным технологическим показателям (степени очистки газов от оксидов азота
и содержанию аммиака в очищенных газах) система очистки превосходит зарубежные
аналоги, а ее стоимость примерно на порядок ниже. Внедрение технологии очистки
на Московском мусоросжигательном заводе № 2 сэкономило около 4 млн дол. США.
Полученные результаты показывают, что использование в мусоросжигательных
установках и других тепловых агрегатах технологии СНКВ обеспечивает:
– выполнение современных нормативов по выбросам оксидов азота с дымовыми газами;
– достижение перспективных, более жестких нормативов.
THE INTRODUCTION OF NON-CATALYTIC FLUE GAS CLEANING TECHNOLOGY TO REMOVE NITRIC OXIDES AT THE MOSCOW INCINERATING PLANT № 2
Кulish О. N., Кuzhevatov S. А., Orlova М. N., I. M. Gubkin Russian State
University
of Oil and Gas, Moscow, Russia
The non-catalytic technology for flue gas treatment and NOx removal has been developed at the I. M. Gubkin Russian State University of Oil and Gas. The technology has been introduced at combustion plants of various capacity and purpose, including the boiler units operated at the Moscow incineration plant № 2. The proposed technology outcompetes similar foreign technologies in terms of many process parameters, with its cost being lower by at least one order of magnitude. The results produced demonstrate that the proposed technology is capable of meeting the current and future, more stringent, standards set to control the NOx emissions, without the need of implementing ex
Кулиш Ольга Николаевна, д-р техн. наук, проф.,
зав лабораторией защиты воздушного бассейна, Российский государственный
университет нефти и газа имени И. М. Губкина, Ленинский просп., 65, Москва,
119991, Россия. Тел. (495) 930-95-66, факс (499) 135-88-95.
E-mail
Кужеватов Сергей Александрович, канд. техн. наук, ст. науч. сотр.,
Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина,
Ленинский просп., 65, Москва, 119991, Россия. Тел. (495) 930-95-66, факс (499)
135-88-95. E-mail
Орлова Марина Николаевна, канд. техн. наук, науч. сотр., Российский
государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина, Ленинский просп.,
65, Москва, 119991, Россия. Тел. (495) 930-95-66, факс (499) 135-88-95.
E-mail
© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 24.09.08