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.