Очистка технологических газов на Приднепровской Тэс

Рельєф характеризується м'якими пологими формами і являє  собою одноманітну рівнину з  поодинокими курганами висотою  до 5 м. Абсолютні оцінки поверхні знаходяться  в межах 50-165 м. Зниження висот відбувається дуже плавно, середній ухил поверхні не перевищує 0,3-0,5 м. 
В межах району виділяються два потоки підземних вод: напірні води тріщинуватих зони кристалічного фундаменту і продуктів їх руйнування і ґрунтових вод. Гідрографічна мережа представлена ​​річкою Дніпро з притоками: р. Шиянка, р. Ігрень, р. Самара.

 

1.3.5 Кліматичні  умови

 

Район розміщення ТЕС знаходиться  в III помірному кліматичному районі, підрайоні "III В" з помірно континентальним  кліматом.

Середньорічна температура  повітря становить 8,5 °С, найбільш жаркого  місяця (липень) - +40 °С, холодного (січень) - -35 °С.

Вітровий режим характеризується перевагою вітрів північно-східного і східного напрямків, влітку і на початку осені простежується  перевага північних вітрів, середньорічна  швидкість вітру - 4,4-5,0 м/с, максимальна - 28 м/с.

За кількістю опадів, що випадають район відноситься  до зони недостатнього зволоження. Середньорічна кількість опадів - 475 мм, добовий максимум - 82 мм. Норма  випаровування з водної поверхні - 944 мм, з поверхні ґрунту - 410 мм. За фактичними даними середня багаторічна величина сезонного випаровування з водної поверхні становить 722 мм, з поверхні суші - 530 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА

 

2.1 Очищення і  переробка технологічних газів,  димових відходів і вентиляційних  викидів

 

Захист довкілля від забруднень включає, з одного боку, спеціальні методи і устаткування для очищення газових і рідких середовищ, переробки  відходів і шламів, вторинного використання теплоти і максимального зниження теплового забруднення. З іншого боку, для цього розробляють технологічні процеси і устаткування, що відповідають вимогам промислової екології, причому  техніку захисту довкілля застосовують практично на всіх етапах технологій.

Газоподібні промислові відходи  включають гази (компоненти) вихідної сировини, що не вступили в реакції; газоподібні продукти; відпрацьоване  повітря окислювальних процесів; стисле (компресорне) повітря для  транспортування порошкових матеріалів, для сушки, нагріву, охолоджування  і регенерації каталізаторів; для  продування опадів на фільтрувальних тканинах і інших елементах; індивідуальні  гази (аміак, водень, діоксид сірки  і ін.); суміші декількох компонентів (азотоводнева суміш, аміачно-повітряна  суміш, суміш діоксиду сірки і  фосгену); газопилові потоки різних технологій; димові гази термічних реакторів, що відходять, топок і ін., а також  відходи газів, що утворюються при  вентиляції робочих місць і приміщень. Окрім цього, всі порошкові технології супроводяться інтенсивним виділенням газопилових відходів. Пилеутворення  відбувається в процесах подрібнення, класифікації, змішення, сушки і  транспортування порошкових і гранульованих  сипких матеріалів.

Для очищення газоподібних і газопилових викидів з метою  їх знешкодження або витягання з  них дорогих і дефіцитних компонентів  застосовують різне очисне устаткування і відповідні технологічні прийоми.

В даний час методи очищення запилених газів класифікують на наступні групи:

I. «Сухі» механічні пиловловлювачі.

II. Пористі фільтри. 

III. Електрофільтри.

IV. «Мокрі» пиловловлюючі  апарати.

 

2.1.1 Механічні  («сухі») пиловловлювачі

 

Такі пиловловлювачі умовно діляться на три групи:

- пилоосаджувальні камери, принцип роботи яких заснований  на дії сили тяжіння (гравітаційної  сили);

- інерційні пиловловлювачі, принцип роботи яких заснований  на дії сили інерції; 

- циклони, батарейні циклони,  пиловловлювачі, що обертаються,  принцип роботи яких заснований  на дії відцентрової сили.

Пиловловлююча камера є порожнистою  або з горизонтальними полицями у внутрішній порожнині прямокутний  короб, в нижній частині якого  є отвір або бункер для збору  пилу (рис. 1).

 

             

Рис. 2.1 - Пилоосаджувальні камери: а - порожниста; б - з горизонтальними  полицями; у, г - з вертикальними перегородками: I - запилений газ; II - очищений газ; III - пил; 1 - корпус; 2 - бункер; 3 - штуцер для  видалення; 4 - полиці; 5 - перегородки.

Швидкість газу в камерах  складає 0,2-1,5 м/с, гідравлічний опір 50-150 Па. Пилоосаджувальні камери придатні для уловлювання крупних часток розміром не менше 50 мкм. Міра очищення газу в камерах не перевищує 40-50%. Тривалість проходження т(с) газами осадітельной камери при рівномірному розподілі газового потоку по її перетину складає:

 

                                         

 

де V_k, - об'єм камери, м³; V_г- об'ємна витрата газів, м³/с; L - довжина камери, м; В - ширина камери, м; Н- висота камери, м.

У інерційних пиловловлювачах  для зміни напряму руху газів  встановлюють перегородки (рис. 2). При  цьому поряд з силою тяжіння  діють і сили інерції. Пилові частки, прагнучи зберегти напрям руху після  зміни напряму руху потоку газів, осідають в бункері. Газ в інерційному  апараті поступає із швидкістю 5-15 м/с. Ці апарати відрізняються від  звичайних пилоосаджувальних камер  великим опором і високою мірою  очищення газу.

 

Рис. 2.2 - Інерційні пиловловлювачі з різними способами подачі і  розподілу газового потоку: а - камера з перегородкою; б - камера з конусом, що розширюється; в - камера із заглибленим  бункером.

Велика увага при проектуванні пневмотранспортних і інших пристроїв  пилоочищення необхідно приділяти  вузлам відділення матеріалу від  транспортуючого повітря - розвантажувальним  і пиловловлюючим пристроям (циклонам, фільтрам і тому подібне). Залежно  від способу відділення матеріалу  в системах пневмотранспорту використовують об'ємні розвантажувальні пристрої і  відцентрові циклони. Вибір того або іншого типа пристрою залежить від конкретних умов роботи установок  і вимог, що пред'являються до його роботи: найбільше значення коефіцієнта  осадження матеріалу, мінімальний  опір розвантажувального пристрою, надійність в експлуатації.

Перевага віддається відцентровим циклонам, що виконують одночасно  і роль пиловловлюючого апарату. Ефективність уловлювання пилу в  циклонах підвищується із зменшенням діаметру корпусу, але при цьому  знижується їх пропускна спроможність. Для забезпечення відповідної продуктивності пневмотранспортної установки невеликі циклони групують в батарею. Коефіцієнт пиловловлювання батареї циклонів складає 0,76-0,85 і декілька підвищується із збільшенням вхідної швидкості (з 11 до 23 м/с). Використання замість  циклонів вихрових пиловловлювачів  забезпечує уловлювання часток пилу розміром 5-7 мкм.

Повітря після розвантажувальних  пристроїв або циклонів, насичений  субмікронними частками, повинен  прямувати на доочистку в пиловловлювачі. При виборі типа пиловловлювача в  умовах роботи таких установок враховують наступні показники:

- міру пиловловлювання, рівну відношенню кількості пилу, затриманого пиловловлювачем, до кількості пилу, що міститься в повітрі при його вступі в пиловловлювач;

- опір пиловловлювача, від якого залежить економічність процесу пиловловлювання;

- габаритні розміри і маса пиловловлювача, надійність і простота його обслуговування.

Циклони рекомендується використовувати  для попереднього очищення газів  і встановлювати перед високоефективними  апаратами (наприклад, фільтрами або  електрофільтрами) очищення.

Основними елементами циклонів є корпус, вихлопна труба і бункер. Газ поступає у верхню частину  корпусу через вхідний патрубок, приварений до корпусу тангенціально. Уловлювання пилу відбувається під  дією відцентрової сили, що виникає  при русі газу між корпусом і вихлопною  трубою. Уловлений пил зсипається в бункер, а очищений газ викидається  через вихлопну трубу (мал. 2.3).

Залежно від продуктивності циклони можна встановлювати  поодинці (одиночні циклони) або об'єднувати в групи з двох, чотири, шести  або восьми циклонів (групові циклони).

Існують батарейні циклони. Конструктивною особливістю останніх є те, що закручування газового потоку і уловлювання пилу в них забезпечується розміщеними в корпусі апарату  циклонними елементами.

Нижче приведена технічна характеристика найбільш поширеного на виробництві циклону ЦН-15:

- допустима запилена газу, г/м3: для слабосліпающихся пилу - не більше 1000; для среднеслівающихся  пилу - 250;

- температура газу, що  очищається °С - не більше 400;

- тиск (розрідження), кПа  (кг/см2) - не більше 5 (500);

- коефіцієнт гідравлічного  опору: для одиночних циклонів - 147; для групових циклонів - 175-182;

- ефективність очищення (від пилу dm = 20 мкм, при швидкості  газопилового потоку 3,5 м/с і діаметрі  циклону 100 мм) % - 78.

               

Рис. 2.3 - Циклон типу ЦН-15П: 1 - конічна частина циклону; 2 - циліндрова частина циклону; 3 - гвинтоподібна кришка; 4 - камера очищеного газу; 5 - патрубок входу запиленого газу; 6 - вихлопна труба; 7 -бункер; 8 - люк; 9 - опорний пояс; 10 - пиловипускний отвір.

 

Для розрахунків режимів  і вибору марки (конструкції) циклону  необхідні наступні вихідні дані: кількість газу, що очищається, за робочих  умов Vг, мЕ/с; щільність газу за робочих  умов р, кг/м³; динамічна в'язкість газу при робочій температурі m; дисперсний склад пилу, що задається двома параметрами d_m і lg s_r; запилена газу Сe_х, г/м³; щільність часток р_ч, кг/м³; необхідна ефективність очищення газу h.

Конструкцію і режимні  параметри циклону розраховують методом послідовних наближень  по методиках [3-5] або використовуючи сучасніший математичний апарат.

 

2.1.2 Пористі фільтри

 

Для очищення запилених газів  все більше поширення отримує  на останніх рівнях сухе очищення рукавними  фільтрами. Міра очищення газів в  них при дотриманні правил технічної  експлуатації досягає 99,9%.

Класифікація рукавних фільтрів можлива по наступних ознаках:

- формі фільтрувальних  елементів (рукавні, плоскі, клинові  і ін.) і наявності в них опорних  пристроїв (каркасні, рамні);

- місцю розташування вентилятора  відносно фільтру (всмоктуючі, працюючі  під розрідженням, і нагнітальні,  працюючі під тиском);

- способу регенерації  тканини (струшувані, із зворотним  продуванням, з імпульсним продуванням  і ін.);

- наявності і формі  корпусу для розміщення тканини  - прямокутні, циліндрові, відкриті (безкамерні);

- числу секцій в установці  (однокамерні і багатокамерні);

- вигляду використовуваної  тканини (наприклад, стеклотканеві).

Як фільтрувальні матеріали  застосовують тканини з природних  волокон (бавовняні і шерстяні), тканини  з синтетичних волокон (нітронові, лавсанові, поліпропіленові і ін.), а також склотканини. Найбільш поширені лавсан, терилен, дакрон, нітрон, орлон, оксалон, сульфон. Останні два матеріали  представляють поліамідну групу  волокон, що володіють термостійкістю при температурі 250-280 °С. Для фільтрувальних тканин найбільш характерне саржеве  переплетення. Застосовують також неткані  матеріали - фетр, виготовлений звалюванням  шерсті і синтетичних волокон.

Неткані іглопробівниє полотна  характеризуються наступними показниками (табл. 1):

 

 

 

 

Таблиця 2.1 - Технічні показники  фільтрувальних полотен

Найменування	«Фільтру-550»	«Фільтру-330»
Поверхнева щільність, г/м2	550±28	330±17
Ширина, см	150±3	145±3
Товщина, мм	2±0,3	1,3±0,2
Найменування	«Фільтру-550»	«Фільтру-330»
Повітропроникність, дм3/м2 с), при перепаді тиску 50 Па	150±50	250±50
Розривне навантаження, Н, не менше по довжині, по ширині	1000	400
Подовження при розриві % по довжині по ширині	80 90	80 90
Нормована вологість %	1	1

 

Промислові випробування матеріалу «Фільтру-550» у виробництві  сепарованої крейди показали міру очищення 99,9% при уловлюванні пилу, 75% якою складає фракція з діаметром  часток 1-5 мкм.

Термін служби фільтрувального  матеріалу не менше одного року. Верхня межа робочих температур складає 140-150 °С.

Нагнітальний рукавний фільтр працює таким чином. Повітря під  тиском поступає у верхню розподільну  коробку і потім в матер'яні  вертикальні рукави. Пройшовши через  рукави і залишивши на їх внутрішній поверхні пил, очищене повітря виходить в атмосферу (приміщення). Рухлива  рама з дротяною сіткою при підйомі  і опусканні стискує рукави в  поперечному перетині, завдяки чому пил скидається в пилозбірник  і віддаляється гвинтовим конвеєром. Недоліком таких фільтрів є незадовільне очищення тканини, що фільтрує, внаслідок  чого значно зростає опір фільтру  і знижується його ККД.