Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Кондиционирование с помощью SO3 (20 млн-1) было опробовано также в Таллавара (содержание серы в угле 0,4%), что повысило к. п. д. от 80 до 99% [4,8 г/м3—0,23 г/м3]. Однако, поскольку в Австралии нет промышленного производства SO3, от этой методики пришлось отказаться [909]. Отмечался также тот факт, что летучая зола, образующаяся при сгорании угля из месторождений Нового Южного Уэльса, имеет кислотный характер (pH = = 3,5—4), что, вероятно, объясняет применение больших количеств реагента.
Сделана также попытка- вводить серную кислоту перед экономайзером, где по расчетам должна произойти ее диссоциация на SO3 и H2O. Несмотря на то, что этот метод оказался неудачным
470
для Таллаварра, он был успешно применен [909] на электростанции в Пирмонте (содержание серы в угле — 0,38%). На электростанциях, расположенных на севере Нового Южного Уэльса, осажденная зола имеет ipH=ll. Ожидают, что применение на этих станциях SO3 для кондиционирования должно иметь гораздо больший эффект.
Введение аммиака (15—20 млн-1) применялось в Таллаварра и привело к повышению к.п.д. с 85 до 98% при площади осаждения равной 60 м2 на 1 м3/с (135°С). Последующие исследования на электрофильтре в Таллаварра, показали, что введение 17 млн-1 аммиака повышает к. п. д. с 80 до 96%. Указанный метод способствовал также уменьшению обратной короны — явления, очень характерного для летучей золы на электростанциях в Новом Южном Уэльсе, но измеренное удельное сопротивление пыли продолжало оставаться в пределах от IOu до IO12 Ом-м. Предполагают, что аммиак в первую очередь будет влиять на харакге-ристику газа (уменьшая обратную корону), чем на характеристику осажденной летучей золы [909].
Метод введения аммиака применяли также для улучшения к.п.д. электрофильтров, установленных на котлах, работающих на угле с высоким содержанием серы (2,5—3,5%) при температуре отходящих газов 130 °С (последняя представляет собой точку росы газов на электростанциях Колберт и Уидоуз Крин в системе Управления долины Теннесси) [679]. В данном случае некон-диционированные газы создают вокруг частиц летучей золы в газе оболочку из проводящей серной кислоты; частицы больше не удерживают статического заряда, который необходим для эффективного действия электростатического поля. Введение аммиака нейтрализует кислоту, но для полной нейтрализации требуется введение 60 млн-1 аммиака, что увеличило бы расходы до 160 000 долларов в год (в 1968 г.) на два котла. Однако введение 15 млн-1 аммиака позволило достичь эффективного к.п.д. электрофильтра 90%, и с учетом экономических преимуществ, полученных вследствие уменьшения коррозии в воздухоподогревателях и дымососах, расходы, связанные с применением аммиака, стали приемлемыми [679].
Примером эффективного повышения к. п. д. электрофильтра может служить метод введения аммиака в газы, переносящие катализатор в виде порошкообразного силиката алюминия, на входе в электрофильтр после крекинга нефти. Удельное сопротивление газов было снижено от 5-Ю9 до 5-Ю8 Ом-im при повышении к.п.д. от 96 до 99,8% [929].
Кондиционирование водой применяли в случаях, когда уголь был достаточно сухим и содержал очень мало серы. Воду добавляли из расчета 18—16 г/м3 газа, к.п.д. электрофильтра повышался от 89 до 97%. Если такое количество воды вводить в виде водяного пара, то это отражается на экономичности котла; но если его вводить в виде водяных капель, то из-за дополнитель-
471
мого времени, затрачиваемого на испарение, возникает необходимость расширения установки электрофильтра, а осаждение воды вызывает коррозию [145]. С другой стороны, если уголь характеризуется низким содержанием серы но большим содержанием воды (например, бурый уголь в Яллоурне, Австралия), не возникает трудностей при его осаждении в электрофильтре.
Спраулл и Накада [794] предложили уравнение для оценки нарастания потенциала в слое пыли, рассматривая его как конденсатор и допуская, что между прибытием новых заряженных частиц пыли и стеканием заряда в землю устанавливается равновесие
Vd = гхц^ - 36-%лг) (х‘69>
где Vd — разность потенциалов между границами слоя пыли; х — толщина слоя пыли, м; г—удельное сопротивление, Ом-м; <р — плотность тока, А/м2; є — диэлектрическая проницаемость (безразмерная величина).
Если г невелика (менее IO11), уравнение (Х.69) упрощается
Vd = rxtp (Х.70)
Фактическая сила притяжения F частицы к осадительному
электроду может быть определена из уравнения:
F = d2 (KVdIr- Vi/32) (Х.71)
где К — константа.
Первый член в круглых скобках представляет собой силу притяжения, обусловленную зарядом частицы, а второй член — индуцированную потенциальную силу отталкивания. При низком удельном сопротивлении пыли сила отталкивания может быть больше силы притяжения. Молекулярные силы и силы поверхностного натяжения все еще продолжают действовать, удерживая частицы. Если пренебречь силами поверхностного натяжения, как обычно поступают при рассмотрении случаев с высокими температурами, частица удерживается одними только молекулярными силами, которые изменяются прямо пропорционально диаметру ча-; стицы. Таким образом, большие частицы с большей вероятностью покидают электрод, чем маленькие [сила отталкивания изменяет^ ся как (Vdd)2\ [531]. Подобная зависимость требует более точного подтверждения.
