Кіріспе 5 страница

Q_н и Q_ф - қазанның номиналды және нақты жылулық өнiмдiлiгi, ГДж/ч.

q₄ - механикалық шала жанудың әсерінен жылудың ысырабы,%

₁ – азот тотықтарына шығатын жандыру отынының сапасын ескеретiн әсер коэффиценті

a_т£ 1,25 жағдайында b₁=0,178+0,47 N^г ,

a_т> 1,25 жағдайында ,

мұндағы N ^г - отында жанармай массасындағы азоттың құрамы, %

₂ - оттықтардың құрылымын ескеретiн коэффициент: тураағынды үшін ₂ = 1, вихрлі үшін ₂ = 0,85;

₃ – қож шығарудың түрінің коэффиценті;

- от жағуға олардың беруiне байланысты айналып шығатын газдарын әсерiн сипаттайтын тиiмдiлiк коэффиценті. Төмен температурада отынды жағу = 0;

- негiзгi шiлтерлерiнен басқа ауаның бiр бөлiгiнiң беруiнiң жанында азот тотықтың шығуларын сипаттайтын сұйылту коэффиценті, сызба бойымен анықталады;

r – түтiндік газдардың рециркуляция дәрежесi, %

- азоттазартқыш қондырғыдағы ұсталатын азот тотықтарының үлесі;

- азоттазартқыш қондырғының және қазанның жұмыс істеу уақыты,сағ/жыл;

30 т/сағ кем емес азот тотығын шығаратын өнімділігі шағын қазандар үшін есептеледі

К - 1 ГДж жылуда қалыптасатын, азоттың тотықтарының сипаттайтын саны кэффиценті;

b – техникалық шешiмді қолдану нәтижесiнде азот тотықтарының шығуларын дәрежесiн төмендетудi ескеретiн коэффицент.

5 Басқа зиянды шығарулардан түтіндік газдарды тазарту

Органикалық отындарды жағуда пайда болатын басқа да зиянды шығулардың арасында көміртек тотығы мен бензопирен ең үлкен мағынаға ие. Табиғи газдың жануы өнiмдердегi көмiртек тотығының шоғырлануын шамамен 0,02% құрайды, q₃=0,1% химиялық кем жанудан болатын жылудың ысырабымен бiрге жүредi. Бұл шама әдетте қазанның жөндеушiлерi және қолдану кезiндегi персоналдың ерекше iлтипат тартпайды. Сонымен бірге, 10⁷ м³/күн табиға газды жағатын тәртіпте жұмыс жасаған жағдайда 30-40 т/күн көміртек тотығы атмосфераға түседі.

Әдеттегідей, қазан қуатының азаюымен шығатын газдағы көміртегі тотығының шоғырлануы өседі. Көмiртек тотығының ауада шоғырлануы жағдайында улау- 0, 01-0, 02 %, есінен талу- 0, 2 %.

Жану өнімдеріндегі көміртегі тотығының шоғырлануына әсер етеді: қазан қуаты, отын түрі, оттық камерасының аэродинамикасы, ауа-отын ағынын араластырудың тиiмдiлiгi, алаудың температурасы, алауға қатысты қыздыру бетінің орналасуы және басқа.

Химиялық кем жануды нөлге дейiн азайту, демек, көміртек тотығы шығуын азайтатын тәртіпке оттық камерасын келтіру керек.

Көміртек тотығының шығуын есептеу

Әр қазанның атмосфераға түтiндік газдармен лақтырып тасталатын жағуда қатты, сұйық немесе газ тәріздес отынмен анықталады.

Әр бір қазанмен қатты, сұйық немесе газ тәріздес отынды жаққандағы атмосфераға шығатын түтіндік газдардағы көміртегі тотығының көлемі, есептеледі

С_СО – қазаның эксплуатциялы жұмыс кезеңіндегі қатты, сұйық немесе газ тәріздес отынды жаққандағы шығарылымы, кг/т немесе кг/1000 м³;

В – қарастырылып отырған кезеңдегі отынның шығыны, т/жыл, 1000 м³/жыл;

q₄ – химиялық кем жану шығындары

q₃ – химиялық жанудан жылудың жоғалтуы, %;

R – отынның химиялық толық жанбауы әсерінен, түтіндік газдардағы шала жану өнімдерімен шартталған, жылудың жоғалу үлесін ескеретін коэффицент. Қатты отынға R = 1, газдарға R = 0,5, мазутқа R = 0,65;

- төмен жану жылулығы, кДж/кг.

Бензапиреннің ацетелиннен және басқа көмірсутегілерден жасалу тетігі

Ацетилен: 10С₂Н₂ → С₂₀Н₁₆ + 2Н₂

Метанның пиролизы: 20СН₄ → 10С₂Н₂ + 30Н₂ → С₂₀Н₁₅ + 32Н₂

Бенз(а)пирен жану режимдерінде күйе қалыптасумен қатар қалыптасады. Оның көлемі оттықтағы ауаның артығына, алау температурасына байланысты. Жақсы реттелген жағу құрылғысында бенз(а)пирен шығарылымы 0,4 ∙ 10^-4 мкг/м³ жану өніміне асады. Бенз(а)перин ацетонда, бензолда, толуолда және басқа еріткіштерде жақсы ериді. ФПП – 15 мата сүлгілерімен ұсталуы мүмкін.

Кез-келген оттық - қазан, пеш, кептiргiш зиянды заттардың шығуларын минимумды қамтамасыз ету мақсатымен жөндеуден өтуi керек және экплуатациялық қызметшiлер үшiн режимдi картаны құрастыру керек.

8 Атмосфераға шығатын қатты шығарулар

ЖЭС негізгі қатты шығарулары күйе, күл және қож болып табылады. Қоршаған ортаның басты ластаушысы болатын күлдің қалыптасу жағдайын қарастырайық.

Қатты отынды жағу процесіндегі микроэлементтердің жағдайы отынды жағу тәсіліне, осы процестің тұрақтылығына және процестің өту жағдайына байланысты. Себебі, микроэлементтер осы жағдайларға байланысты. Сол себепті ұсақ аэрозолды бөлшектердің атмосфераға шығарылуын азайту үшін, қайнату камерасындағы температура көлемін азайту керек.

Ұшатын күйелердің анализ нәтижесі, марганец, барий, ванадий, никель, мыс, мышьяк, күкірт үлкен көлемде, алюминий, магний, натрий, молибден, цезий айдалады.

Оттықта көмірді жағу кезінде, күлұстағыш қондырғы арқылы өтетін бөлшектерді айдау аэрозольды бөлшектердің улануына алып келеді. Хром, ванадий, мыс, бор и никель әрқашанда ұшпа күлдің жіңішке фракцияларында концентрацияланады.

Төмен температурада жану кезінде микроэлементтердің бір бөлігі қатты фазамен ұсталады.

Күлдің физико-химиялық құрамы

Күл – температура 800 °С кезінде оттегінің қатысуымен отынның тұрақты массасына дейін тескен кезде пайда болатын қалдық.

Барлық күлдің бастапқы фазасы болып 60% және одан жоғары әйнек SiO₂ болып табылады. Кристаллды фаза әр түрлі мөлшердегі кварцтан, гематиттен, магнетиттен және силикатты кальциде ұсынылған.

Күлдің негізгі сипаттамалары: тығыздығы, дисперсті құрамы,меншікті электрлік кедергі, жабысқақтығы, сулануы, абразивтілігі.

Тығыздық шашыранды және нақты деп бөлінеді. Тығыздықтың сандық мәні – 1900-2500 кг/м³.

Дисперсті құрамы отынның табиғатынан, шаңдайындау мен шаңжағудың технологиялық процестерінен тәуелді.

Қиын үгітілетін қоспалары бар отын үгіту және жағу нәтижесінде ірі дисперсті күлді тудырады.

Күлділігі аз отындарда күлділігі жоғарыдан қарағанда ұсақ дисперсті күл болады.

Фракция дегеніміз жоғары және төменгі шекте қабылданған, анықталған интервал мәндерінде орналасқан, өлшемдері бар бөлшектердің бөлігі. Шаң құрамының фракциялық кестесі дисперсиялық анализ нәтижесі бойынша құралады.

Жабысқақтық – әр түрлі макроскопиялық беттермен және бір-бірімен күл бөлшектерінің жабысу төзімділігі, ол сәйкесінше адгезиялық және аутогезиялық қасиеттермен анықталады.

5.1 кесте - Екібастұз көмірінің фракциялық құрамы.

Адгезиялық қасиеттер қабырғаларда немесе газтазалағыш қондырғылардың фильтрацияланатын беттерінде отырып қалған бөлшектердің тек моноқабатында кездесе алады.

Күлұстағыш жүйенің эксплуатациялық сенімділігі аутогезиялық қасиеттерден тәуелді. Күлұстағыш жүйенің кең таралған бұзылулардың бірі ұсталатын өніммен (күлмен) аппараттардың бөлшектей немесе толық бітелуі.

Жабысқақтық қасиеті құрғақ инерциялық КҰА және маталы күлұстағыш жұмысына үлкен әсерін тигізеді. Жабысқақтық көп болған сайын, құрғақ КҰ жұмысы қиын болады.

Абразивтілігі.КҰА абразивті тозудың қарқындылығы бөлшектердің өлшемі мен қаттылығынан тәуелді.

Өткір ұштары бар бөлшектер дөңгелек формалы бөлшектерден қарағанда металды 10 есе жылдам бұзады. Өлшемі 90 мкм болатын күл бөлшектері металдың максималды тозуына әкеледі.

Екібастұз көмірі үшін күлдің абразивтілігі 8,8∙10⁹ тең, ал Челябинск үшін - 4∙10⁹.

Күл бөлшектерінің қабатының меншікті электрлік кедергісі (МЭК)– газдардың электрлік тазалағыш қондырғыларының жұмыс тиімділігіне әсер ететін қасиет.

МЭК бойынша күл 3 топқа бөлінеді:

1) g < 10² Ом∙м, берілген топтағы күл төменомды деп аталады. Мұндай күл құрамында жанбаған көміртегінің көп мөлшері болады, және электрфильтрларда нашар ұсталады;

2) 10² < g < 10⁸ да толық ұсталады;

3) g > 10⁸, күлэлектроизолятор болып келеді және «жоғарыомды» деп аталады.

Сулануы – күлдің сумен реакцияға түсіп сулану қасиеті. Бұл қасиет ылғалды КҰ жұмысына әсерін тигізеді. Сулану жаұсы болған сайын, КҰ тиімділігі жоғары болады.

Ылғалды күлұстау кезінде күлде сілті түзуші қышқылдардың болуы негізгі орынды алады. Оның негізін кальций тотығы құрайды. Күлде кальций тотығының 15-20 % -дан жоғары болуы күлдің цементтенуіне әкеледі және күлұстағыш жұмысы мүмкін болмайды.

Бақылау сұрақтары:

1. Күкірт оксидтерінен газды тазартудың негізгі әдістерін атаңыз.

2. Азот оксиді пайда болуының шарттарын атаңыз.

3. Азот оксиді пайда болуының өсуіне нелер әсерін тигізеді?

4. Азот оксидтерінен газды тазартудың негізгі әдістерін атаңыз.

5. Канцерогенді заттар дегеніміз не, және олардың пайда болуы?

6. Атмосфераға шығатын қатты шығарындыларға не жатады?

7. Күл жабысуы дегеніміз не?

8. Газтазалау қондырғылары жұмысының эффективтілігі неден тәуелді?

9.Күл бөлшеігі дисперсті құрамының фракциясын анықтаудың тәсілдерін атаңыз.

Дәріс 6 – Күлұстау әдістері – 5 сағат

Жоспар:

1. Күлұстағыш классификациясы

2. Күлұстағыш жүйесінің тиімділік бағасы

3. Газдарды құрғақ инерциялық тазалау аппараттары

4. Циклонның есебі

5 Газдарды дымқыл тазалау аппараттары

6. Электрлі сүзгілерде тозаңды ұстау принциптері

6.1 Электрлі сүзгіде күлді ұстау деңгейін жоғарлату жолдары

7. Маталық сүзгілер

Бақылау сұрақтары

1. Күлұстағыш классификациясы

1.2 Құрғақ аппараттар;

гравитациялық и инерциялық (камералар, циклондар);

1.2 фильтрлейтін (маталы, дәнекті);

2 Сулы аппараттар;

2.1 жуылатын (форсункалы скрубберлер, Вентури скруббері, динамикалық жуатындар);

2.2 сұйықпленкалы (ортадантепкіш скруббер, көбікті скрубберлер);

3 Электрофильтрлер;

3.1 бірзоналы – газдардың көлденең жүруімен құрғақ пластинкалы, газдардың тік жүруімен, сулы түтікшелі және пластинкалы;

3.2 екізоналы – қуатталу және тұнбаның зонасы.

Күлді бөлшектердің ұсталуы келесі физикалық құбылыстардың қолдануымен базаланады:

- ауырлық күші әсерінен көлденең және тік ағынның бір бағытта күл бөлшектерінің бөлінуі. Ұсақ бөлшектерге тиімділігі төмен;

- қисық бағыттағы ағындарда қатты бөлшектердің бөлінуі ортадантепкіш күштің әсерінен аппараттарда орындалады және газдың тангенциалды берілуімен қамтамасыз етіледі;

- егер күл бөлшектерінің жолында кедергі денелер тұрса, онда жылдамдықтың азаюы мен күлді бөлшектердің ұсталуы ортадантепкіш күштің әсерінен болады;

- күлді бөлшектер, кеуекті дененің бетіндегі тура тұнуы есебінен ағыннан бөлінуі мүмкін, егер кеуектің өлшемі бөлшектің диаметрінен кіші болса;

- күлді бөлшектердің тұнуы жылулық және турбуленттік диффузия процестерімен анықталады;

- күлді бөлшектердің ағыннан бөлінуінің тиімді әдісі ретінде электрфильтрда ұстаудың электростатикалық әдісі болады. Бұдан электростатикалық ауданда қуатталған бөлшек, кулон күші әсерінен тұнған электродтраға бағытталады.

6.1 сурет – күлұстағыштың технологиялық сұлбасы

КҰА қолдануы әуе бассейнінің түтіндік газдармен шығарылатын зиянды заттардан қорғаудың белсенді әдісі болып табылады.

ЖЭС технологиялық сұлбасында күлұстағыштың орны – қазан мен түтінсорғыш арасында. (6.1 сурет).

2 Күлұстағыш жүйесінің тиімділік бағасы

Күлұстағыштың дәрежесі күлұстағыш аппаратының жұмысын сипаттайтын тазарту коэффициентімен анықталады, %

,

мұндағы М – аппаратқа М_ВХ жеткенге дейінгі, аппаратта ұсталған М_УЛ, және аппараттан кейін М_ВЫХ газда кездесетін бөлшектердің массасы;

С_ВХ – газ кірісіндегі бөлшектердің концентрациясы;

С_ВЫХ – газ шығысындағы бөлшектердің концентрациясы;

G_ВХ, G_ВЫХ – аппараттан келген және аппараттан шыққан газ мөлшері, кг/с.

Егер G_ВХ = G_ВЫХ,онда ұстау дәрежесін анықтауға болады:

Соңғы тозаңдануды, бағалау қажет болған жағдайда, секіріп өту коэффицентін пайдаланған қолайлы:

Сонымен қатар күлді ұстау параметрі болады:

Мұндағы W_n – күлдің күлді жерге тиімді қону жылдамдығы, м/с; А – күл қону алаңы, мІ; W_Г – шаңдыгаз легі қозғалысының лоташа жылдамдығы; S – газдық –ту тесігінің ауданы, мІ.

П күлді ұстау парамертрінен басып өту деңгейінің тәуелділігі

е= ехр(˗ П)

Бұл тәуелділік график түрінде 6.2 суретінде көрсетілген.

Қатты бөлшектерді шығару есебі. Қатты бөлшектердің сомалық саны (ұшқан күл мен жанбай қалған отын),- М_тв тонна жылына немесе әрбір қазандықтан түтінді газбен ауаға шығарылатын газды екі формуланың бірімен есептейді:

т/жыл

Ұшатын күлдің саны:

г/сек, т/жыл,

мұндағы В – қарастырылатын уақыт ішіндегі табиғи отынның шығындалуы, т/жыл; А^Р – жұмыс салмағына қарай отынның күлділігі, %; – қазандықтан газбен шығатын күлдің үлесі; Гун –шығатын газ құрамындағы жанармай, %; q –механикалық толық жанбаудан жылудың жоғалуы, %, мазуттың қазандықтар үшін q₄ 0,02% - бен қабылданады. Тас көмір үшін q₄ =1-1,5%; 32680 - көміртектің жануының жылылығы, кДж/кг; –отынның жануының төменгі жылылығы, кДж/кг;

– түтіннің шығуында ұсталатын қатты бөлшектердің үлесі;

ɛ – өту коэффициенті.

1 – 30 мкм-ден үлкен өлшемді ірі бөлшектер үшін; 2 – 10 мкм-ден кіші өлшемді ұсақ бөлшектер үшін. 6.2 – сурет. П түтін ұстау параметрін өту деңгейінің тәуелділігі.

3 Газдарды құрғақ инерциялық тазалау аппараттары

Газдарды құрғақ инерциялық тазалау аппараттарына қарапайым тозаң тұндырғыш камералар, жалюзді аппараттар, бір және топтық орындаудағы циклондар, тікелей токты және батареялы циклондар жатады.

Негізгі артықшылықтары: оларды мамандандырылмаған кәсіпорындарда дайындау мүмкіндігін анықтайтын конструкциясының қарапайымдығы. Алайда олардың тазалау тиімділігі төмен, сондықтан да көптеген аппараттар газдардың тазалаудың алғашқы деңгейінде пайдаланылады.

Тозаңтұндырғыш камералар бөлшектерді гравитациялық тұндыруда пайдаланылатын қарапайым инерциялық күлұстағыштарға жатады.

Сурет 6.3 - Тозаңтұндырғыш камера

Тозаңтұндырғыш камераларды негізгі 100 мкм-ден аспайтын бөлшектерді алдын-ала тұндыру үшін қолданады. Қарапайым инерциялық тозаңтұндырғыштарда инерциялық күштер пайдаланылады, соның арқасында газ легінің бұрылысынан кейін бөлшектер өзінің қозғалысының үздіксіздігін сақтай отырып, бункерге түседі. Тазалаудың аса жоғары тиімділігі үшін бөлшектердің бұл камераларда мүмкіндігінше ұзақ уақыт болуы қажет. Сондықтан да олар үлкен көлемді болып келеді. Жұмыстың жоғары тиімділігі үшін тозаң тұндырғыш камералардың ішіне қалқалар қойылады. Қалқалау материалдары: кірпіш, құрамалы темірбетон. Тозаңтұндырғыш камералардың тиімділігі 50%- ға дейін.

Жалюздік аппараттар тозаң тұндырғыш камераларға қарағанда аз жер алады, өйткені олардың негізгі элементі жалюздік торлар газ жолына орналастырылады. Жалюздік күл ұстағыштар жалюздік торлардан күл ұстағыштан, негізі циклоннан тұрады.

6.4 – сурет. Жалюздік күлұстағыш.

Жалюздік тордың міндеті – газ ағымын екі бөлімге бөлу. Біріншісі аса жоғары шамада күлден арылған (барлық газдың 80-90%-ы). Екінші бөлігі 10-20%-ды құрайды, онда булы, газда болатын, содан соң циклонда ұсталатын күлдің негізгі мөлшері болады. Циклоннан кейін тазаланған газ негізгі лекке қайта оралады.

Сурет 6.5 - Жалюзді торлардың түрлері

Торлары бар жалюзді күл ұстағыштар конструктивті түрде дайындалған шойын бұрыштардан құралған және негізгі эксплуатациялық сипаттардың есебі бойынша жасалған, бұлар қарастырылған түрлердің ішіндегі аса көп қолданылатын түрі. Бұрыштарындағы табандардың саны 40x40 текше өлшемімен 11 ден 75 данаға дейін болуы мүмкін. Кіру камерасының ені В = 209 ч 1425 мм, тордың биіктігі H = 595ч4038 мм. Үлгісі тік торлардың үшконструкциясындай.6.5 – сызба. а) тордың металл қаптамасы жоқ, өлшемі кіру камерасының өлшемінен үлкен газ жолына орнатуға болады немесе екі қабатты, үш қабатты газ жолдарына орнатуға болады. б) және в) сызбаларында металл қаптамалар пайдаланылады және кіру камерасының өлшемі газ жолының өлшеміне сәйкес келуі керек. а) және б) күл ұстағышы – екі желімен. Мұндай торлардың жұмыс істеу мерзімі шамамен 6 ай. Тозуына байланысты тазалау тиімділігінің төмендігі экспуатацияның үшінші айында байқалады. Күл ұстағыштар ірі фракциядағы булы газды тазалау үшін қолданылады, сонымен қатар жылытудың ең шеткі бөлшегін қорғау үшін қолданылады. Қолданылу алаңқының аздығынан басқа тиімді жүйені орнату мүмкін болмағандықтан кішкентай қазандықтарда қолдануға болады.

Жалюздік күл ұстағыштардағы гидравликалық қарсылық отын түрі мен оны жағу тәсіліне байланысты төмендегідей қолданылады:

1)Егер тор көлбеу газ жолында ∆P = 200-500 Па болса, ал тік газ жолында 100-500 Па болса, барлық энергетикалық отын түрлерін қабаттап жағу жағдайында;

2)Тас және қоңып көмірді камералық жағу кезінде, ∆P = 200 Па

Циклондар. Инерциялық күл ұстағыштар түрінде циклондар аса көп тараған, бұларда тұндыру газ легін айналдырудағы орталық күш есебінен болады.

Орталық күш әсерінен күл бөлшектері циклонның қабырғасына лақтырылады да, газдың бір бөлігімен бірге бунгерге түседі. Бункерге түсіп, тозаңнан тазартылған газдың бір бөлігі тозаң шығаратын саңылаудың орталық бөлігі арқылы циклонға қайта оралады және аппараттан шығатын тазаланған газдың ішкі айналымының басталуына мүмкіндік береді. Бункерге түскен газдың бөлшектерге бөлінуі инерция күшінің әсерімен газ қозғалысының 180 –қа өзгеруі нәтижесінде жүреді. Газдың осы бөлшегінің қозғалыс шамасы бойынша түтін шығару трубасы жағынан оларға бункерге түспеген газ мөлшері біртін-біртін қосылады.

Цилиндрлік циклондар: ЦН-11, ЦН-15 және ЦН-24. Цилиндрлік циклондардың басты ерекшелігі – корпустың ұзын цилиндрлік корпусының, = 11,15 және 24° бұрышпен кірер аузының еңіс қақпағының, сонымен қатар циклын диаметріне қарай шығу трубкасының болуы. Мұндай түрдегі циклондар жеке түрде де, топтық түрде де қолданылады. Одан басқа коникалық циклондар да болады. Оларға ұзын коникалық бөлшегі бар, спиральды шығу аузы бар, аз диаметрлі кіру трубасы, циклонның цилиндрлік бөлігінің диаметріндегі СДК-СН-33, СК-СН-34 типтеріндегі аппараттар жатады.

Дата добавления: 2014-11-07