Технологии экологически чистого использования твердого топлива и газоочистки
26.06.2014
Производство электроэнергии и тепла с использованием ПГУ с внутрицикловой газификацией твердого топлива единичной мощностью 200-400 МВт с КПД до 50 % и перспективные технологии с использованием топливных элементов, обеспечивающих КПД до 60 %
Цель — последовательное ограничение нагрузки на окружающую среду и климат путем снижения выбросов (сбросов) в нее загрязняющих веществ, в частности, эмиссии парниковых газов.
Основные задачи:
- Создание эффективных систем газоочистки, обеспечивающих выполнение перспективных требований российского законодательства в сфере охраны окружающей среды, включая переход на принципы нормирования на основе наилучших доступных технологий (НДТ).
- Снижение негативного воздействия предприятий тепловой энергетики на окружающую среду за счет применения экологически и экономически приемлемых мер и установок для очистки дымовых газов от загрязняющих веществ.
- Снижение эмиссии парниковых газов.
Разработка комбинированного золоуловителя для крупных пылеугольных блоков, сжигающих экибастузские и кузнецкие угли.
Принципиальная схема комбинированного золоуловителя
Аппараты с комбинированной очисткой (по сравнению с электрофильтрами) позволяют значительно снизить выбросы тонких частиц, исключают проскок частиц и вторичный унос, эффективно улавливают золы с высоким УЭС и имеют меньшие габаритные размеры.
Основные ожидаемые результаты
Разработка технологии двухступенчатой сухой комбинированной очистки методом электростатического осаждения с последующей фильтрацией позволит создать современный высокоэффективный золоуловитель с характеристиками мирового уровня.
Характеристики комбинированного золоуловителя
| Показатели | Комбинированный золоуловитель | Электрофильтр |
|---|---|---|
| Очистка больших объемов дымовых газов | да | да |
| Максимальная входная запыленность, г/м3 | до 100 | до 60 |
| Выходная запыленность, мг/м3 | 20 | 100 |
| Степень очистки, % | 99,95 | 99,8 |
| Зависимость степени очистки от УЭС золы | нет | да |
| Габаритные размеры по отношению к электрофильтру | 0,7 | 1 |
| Капитальные затраты по отношению к электрофильтру | 0,7 | 1 |
| Эффективное улавливание субмикронных частиц | да | нет |
| Возможность улавливание соединений ртути и др. тяжелых металлов | да (до 90%) | нет |
2. Технология двухступенчатого некаталитического восстановления оксидов азота
Цель — обоснование и промышленная апробация на энергетическом котле при сжигании различных видов топлива технологии некаталитической очистки дымовых газов от оксидов азота, обеспечивающей высокую (на уровне 90 %) эффективность независимо от режима работы котла. Результаты разработки могут быть использованы не только на энергетических котлах, но и на других крупных загрязнителях атмосферы оксидами азота: мусоросжигательных котлах, технологических печах в нефтепереработке, химии, металлургии и др.
Технологическая схема универсальной установки очистки дымовых газов от оксидов азота
3. Аммиачно-сульфатная сероочистка
Цель — совершенствование технологии сероочистки путём интенсификации процессов массообмена, что позволит снизить размеры и стоимость абсорбера — основного технологического узла сероочистных систем. После отработки и исследования интенсифицированной технологии она будет использована на отечественных ТЭС и может быть также применена в металлургической и химической промышленности.
Схема аммиачно-сульфатной установки сероочистки дымовых газов
Основные показатели технологии.
| Технологические показатели | Аммиачно-сульфатная сероочистка |
|---|---|
| Достижимая степень сероочистки, % | 99,5 и более |
| Достижимая конечная концентрация SO2, мг/нм3 | 100 и менее |
| Увеличение расхода энергии на собственные нужды, % | 1,4-1,5 |
| Качество получаемого продукта сероочистки | Сульфат аммония, товарный продукт |
| Удельные капитальные вложения, $/кВт | 35-65 |
4. Технологии улавливания из цикла и захоронения СО2
В рамках данной технологии предусмотрена разработка профиля угольного блока мощностью 600–800 МВт с улавливанием СО2.
Основные технические показатели этого блока приведены ниже.
| Номинальная мощность, МВт | 600–800 |
| Давление перегретого пара, МПа | 25–27 |
| Температура перегретого пара/температура пара промперегрева, °С | 600–620 |
| КПД нетто, % | 45 |
| Концентрация NOx в дымовых газах, мг/м3 | 100 |
| Концентрация SOx в дымовых газах, мг/м3 | 50 |
| Концентрация летучей золы в дымовых газах, мг/м3 | 20 |
| Эффективность улавливания СО2,% | 95 |
Будут рассмотрены варианты улавливания СО2 путем сжигания топлива в среде кислорода с рециркуляцией дымовых газов (для пылеугольных котлов и для котлов с ЦКС), и использование аминов для очистки дымовых газов.