Утилизация теплоты и снижение выбросов оксидов азота котлами путем использования контактной комбинированной теплоутилизационной установки

Схема установки для очистки дымовых газов от оксидов азота и получения азотной кислоты непрерывным способом отличается от рассмотренной схемы конструкцией утилизатора В. В качестве утилизатора В при непрерывном способе используется вращающийся роторный утилизатор, состоящий из цилиндрического короба, разделенного плитой на холодный и горячий сектор. В короб помещен ротор с радиальными ячейками, заполненными насадкой, изготовленной из кислотостойкого материала с развитой поверхностью, в которых непрерывно происходят вышеописанные процессы замораживания и размораживания кислого конденсата с выделением раствора 50 %-ной азотной кислоты. Экономическая и экологическая эффективность предлагаемого способа получения азотной кислоты при очистке дымовых газов от оксидов азота подтверждается следующим примером. При конденсации водяных паров дымовых газов в зоне обработки А выделяется теплота в количестве 10,764 ккал/моль (2630 кДж/кг), тогда как расход холода на замерзание воды кислого конденсата в утилизаторе Б равен 1,4363 ккал/моль (348 кДж/кг) [3], т. е. количество утилизированной энергии в 7,5 раз превышает энергию, затраченную на получение холода для охлаждения воздуха в теплое время года (в холодное время холодильная установка не используется). Кроме того, при снижении концентрации оксидов азота в дымовых газах, например, от 0,35 до 0,1 г/м3 конденсатом водяных паров поглощается 0,25 г/м3 NO„ состоящих на 95 — 99 % из NO [3], молекулярная масса которых и соответственно масса после их окисления до N02 и поглощения водой увеличивается до 0,5 г на 1 м3. Расчет и справочные данные показывают, что при сжигании природного газа и коэффициенте избытка воздуха в уходящих газах аух=1,33 средний расход дымовых газов на единицу мощности котла (1 мВт) составляет приблизительно 1500 м/ч [6], из чего следует, что удельное количество получаемой HNO. (в пересчете на 100 %-ную концентрацию) составит 0,5 кг/ч, или 1 кг/ч 50%-ной азотной кислоты на 1 мВт установленной мощности котла. При времени работы котла, оснащенного предлагаемой установкой, 8000 ч в год получаем, что I мВт установленной мощности теплогенератора обеспечит получение 8 т/год 50 %-ной азотной кислоты. Соответственно средняя ТЭС мощностью 1000 мВт, работающая на природном газе, при относительно небольших затратах на оборудование предлагаемой установкой очистки и утилизации обеспечит, наряду с очисткой дымовых газов от оксидов азота и удушением экологических характеристик окружающей атмосферы в месте своего расположения, получение практически бесплатной азотной кислоты в количестве 8000 т/год, что позволит окупить все расходы на очистку и получить дополнительную прибыль от ее реализации. Кроме того, попутное получение азотной кислоты хотя бы на нескольких ТЭС позволит сократить производство азотной кислоты на специализированных предприятиях, являющихся крупнейшими загрязнителями окружающей среды, и дополнительно (в масштабе региона или страны) снизить выбросы вредных веществ в окружающую среду.

Таким образом, совместный процесс очистки дымовых газов от оксидов азота с выделением из продуктов очистки азотной кислоты повышает экономическую и экологическую эффективность процесса очистки дымовых газов и работы теплогенерирующей установки в целом.

Другие статьи по экологии

Способы переработки свинцовых аккумуляторов
В составе ХИТ используются многие вещества, представляющие определенную опасность для здоровья человека, в том числе такие существенно вредные вещества, как свинец, ртуть, кадмий, диоксид ма ...

Улавливание паров
Улавливание паров возможно любыми мелкопористыми адсорбентами: активными углями, силикагелями, алюмогелями, цеолитами, пористыми стеклами и т. п. Однако активные угли, являющиеся гидрофобными адсорб ...

Очистка сточных вод от фенола электрохимическим окислением
Одна из важнейших проблем современности — охрана биосферы от биогенных органических загрязнителей. Один из наиболее токсичных компонентов природных и сточных вод — фенол. Многообразие систе ...