Украинская сероочистная установка. Первые испытания.

Известно, что основным загрязнителем атмосферного воздуха, после автотранспорта, является энергетика. Естественно, что основным топливом всегда рассматривалось местное доступное топливо. Правда, у нас во времена конца СССР сложилась несколько иная ситуация: газ был в доступной количества и по доступной цене, что давало возможность сжигать его в большом количестве, даже на мощных ТЭС. Это, безусловно, благоприятно влияло на общую ситуацию с окружающей средой, ведь газ является, по-прежнему остается экологически "чистым" топливом, хотя и не возобновляемым. Однако, время расставило все на свои места и в последние годы наблюдается устойчивая тенденция к возвращению на более доступное для Украины топливо - уголь. Но как быть с увеличением выбросов от использования угля в, и так, не очень безопасной ситуации? Европейцы утверждают, что не так важно, что именно сжигать, насколькогораздо важнее - как это делать.
 
Им можно верить: кто не знает - может догадаться какое в ЕС уделяют внимание загрязнению окружающей среды, какого уровня существуют экологические нормативы, в частности, по выбросам загрязняющих веществ в атмосферный воздух, а также как их контролируют. Неудивительно, что такое положение вещей достигается не только, и не столько благодаря определенным требованиям к уровню качества топлива и совершенными методами управления, сколько - прогрессивным научно-техническими решениями, позволяющими существенно уменьшить антропогенное давление на атмосферу.
 
Однако, у нас ситуация не столь оптимистичная. Практически вся большая энергетика осталась нам в наследство от СССР, а значит, проектировалась как минимум лет с 30-40 назад во времена, когда охрана окружающей среды еще не входила в перечень важных приоритетов, поэтому экологических чудес ждать от наших энергетических установок не приходиться.
 
Обычно из всей кучи загрязняющих веществ, образующихся при сжигании твердого топлива, выделяют четыре основных: оксиды углерода, азота, серы и золы. Первые два вещества полностью или частично, поддаются регулированию в условиях топки котла, так как их образование является, преимущественно, результатом самой реакции горения, а вот с последними двумя ситуация сложнее, так как их количество образования напрямую зависит от содержания серы и золы в самом топливе. И, если золу, в силу его физической природы, относительно просто, можно отделить от дымовых газов и оттделить - то улавливания сернистого ангидрида "на трубе" не является тривиальной задачей.
 
Не зря, ситуация с сероочистной установками на территории бывшего СНГ и в странах ЕС диаметрально противоположная: если у них трудно найти  теплоэнергетическую установку на соответствующем топливе без сероочистки, то у нас - наоборот, ни одной! Значит, можно не травить атмосферу этим ядом? Да, но даже несмотря на принятые в 2008 году на государственном уровне нормативы, обязывающие теплоэнергетике не позднее 2016 значительно уменьшить выбросы, в том числе, и по сернистом ангидрида, которые без очистных установок достичь невозможно - упоминания о них еще несколько лет назад вызвало нервный смех у энергетиков по причине их стоимости.
 
И вот, на фоне такой пессимистической ситуации, Гайсинский сахарный завод осуществляет проект реконструкции котла с замещением основного топлива: с природного газа на уголь с одновременной установкой серо-пылеулавливающей установки. Такое не может не заинтриговать...
 
Пылегазоочистная установка состоит отдельно из сухой и мокрой систем газоочистки, расположенных горизонтально друг над другом в одном блоке и работают (принимают газопылевое смесь) последовательно.
 
Сухая газоочистка представляет собой батарейный циклон БЦ-100, состоящий из приемной камеры, очистной камеры и камеры разгрузки уловленной пыли. В очистной камере установлены 100 мультициклонов из нержавеющей стали с уменьшенным углом конусности, что позволяет улавливать частицы пыли мелких фракций. В батарейном циклоне предусмотрена возможность установки системы рециркуляции части газов с возвратом очищенного газа в очистительную камеру, что может еще больше повысить качество очищенного газа.
 
Мокрая газоочистка ПГУ-180 является мокрым пылеуловителем барботажного типа и от существующих установок (ЗИК и ПВМ) отличается возможностью индивидуального регулирования перегородок для более равномерного распределения газов, а также наличием фильтровальных элементов из перфорированных листов и сыпучего абразивного материала. При работе фильтра газовый поток проходит под перегородками через воду через перфорированные листы и сыпучий абразивный материал. При этом происходит дробление крупных газовых пузырей на множество мелких, что обеспечивает большой поверхностный контакт газа и жидкости, в результате которого происходит эффективная пылегазоочистка. Такая схема фильтра исключает явление краплеуноса жидкости с дымовыми газами.
 
Если воду заменить раствором гашеной извести (используется в сахароварении как известковое молоко) он поглотит имеющийся в дымовых газах сернистый ангидрид, а также в меньшей степени другие газы и выпадет в твердый осадок, который механически выгружается и вывозится за пределы производства. Конструкция мокрого пылеуловителя разработана нашим соотечественником Рассамакин Е.И. и защищена патентом Украины от 13.03.2012 г.
 
Теоретически все выглядит безупречно, однако, откровенно - наши ожидания были неоднозначными и преимущественно скептически ... Конечно, кроме дорогих классических систем сероочистки, которые достигают эффективности 98% есть и так называемые умеренные (малозатратные), которые при эффективности порядка 60% обеспечивают очистку до уровня действующих нормативов при значительно меньшей стоимости... Но, в нашем случае, имеем котел относительно небольшой мощности и, ради экономической целесообразности, инвестиционная стоимость такой установки должна быть совсем доступной, что, автоматически, делает ее просто революционно новаторской, а разработчика талантливым изобретателем, что, согласитесь, не каждый день случается... т.е. без подтверждения теоретических предположений инструментально-лабораторными измерениями это выглядело не более чем интрига ...
 
Однако, нашей измерительной экологической лаборатории представилась возможность решить эти противоречия и осуществить инструментально-лабораторные замеры на предмет определения фактических выбросов загрязняющих веществ от этого котла, соответствия их действующему законодательству и определения эффективности этой очистной установки!
 
Кстати, это первый практически экспериментально-исследовательский экземпляр установки, которая в то время находилась в состоянии наладки, как и сам котел собственно. Мы намеренно умалчиваем о показателях и характеристиках самого котла по той причине, что это может быть темой отдельной статьи - стоит отметить только мощность установки - 30 МВт и тип сжигания - высокотемпературный кипящий слой. Замер эмиссии сернистого ангидрида проводился газоанализатором Термит 5000 (Kane KM9106), а золы - внутренним методом стеклянными аллонжами НИИОГАЗ согласно действующих методик. И, хотя это разовые измерения, а не глубокие испытания на различных режимах, убеждены, что общая картина будет отражена.
 
Нужно сказать, что сразу на месте, результаты выглядели весьма обнадеживающими и многообещающими - по показателям газоанализатора и визуальной разницы навески в стеклянных пробоотборных аллонжах, а затем в лаборатории при взвешивании даже превысили наши предыдущие ожидания! Для удобства и наглядности результаты анализов в сокращенном виде приведены в таблице 1.
 
Результаты инструментальных замеров загрязняющих веществ на котле паровой БГМ-35М, № 1 котельной Гайсинского сахарного завода (сокращенные)
Таблица 1
 

№ п/п

Наимен. загрязняющ. веществ

Конц. загр. вещ. после котла*, мг/м3

Конц. загр. вещ. после СПОУ*, мг/м3

Норматив предельно допустимого выброса*, мг/м3

Эффект. очистки, %

1

Углерода оксид

117,017

90,095

250

-

2

Азота диоксид

441,029

436,974

500

-

3

Серы диоксид

1052,312

485,447

500

65.2

4

Зола (твердые вещ.)

14440,13

48,024

50

99.7

 
 
      * - Согласно действующему законодательству концентрации загрязняющих веществ приведены для стандартного содержания кислорода, который для твердого топлива составляет 6%.
 
Стоит отметить, что в первую очередь необходимо обращать внимание на зафиксированную эффективность работы серо-пылеулавливающей установки, чем на выявленные концентрации загрязняющих веществ, так как они отражают их эмиссии на конкретно взятом котле и могут отличаться на другом оборудовании. А вот, эффективность работы ПГОУ не может не поражать, ведь по золе (твердым веществам) она полностью сопоставима с электрофильтрами, стоимость которых отличается почти на порядок, а по сероочистке - вообще, не знаю с чем реально-рабочим сравнивать!
 
Таким образом, можно констатировать, что изобретение нашего земляка оправдало и даже превысил самые смелые прогнозы и ожидания, как самого разработчика так и с практической стороны. Надеемся, что установка покажет себя наилучшим образом и при длительной эксплуатации, займет должное место на предприятиях различных отраслей и будет достойно служить защите окружающей среды.
 
Эта статья не носит рекламный характер, написана по собственной инициативе и продиктована критической ситуацией в которой находятся подавляющее количество пылегазоочистного оборудования и крайней необходимостью его модернизации или полной замены, которую мы имеем возможность наблюдать во время проведения обследования предприятий на предмет получения разрешительной документации и выполнение инструментально-лабораторных измерений. Статья призвана содействию распространения успешного опыта в сфере экологии и защиты окружающей среды.
 
Контакты разработчика:
Рассамакин Егор Иванович,
Луганск
тел. моб. 066-056-57-40,
эл. адрес: rps-energy@ukr.net
 
Контакты автора статьи:
Гончарук Вадим Станиславович
ЧП "Интер-Эко", г.Винница
тел. моб. 066-732-37-36
эл. адрес: intereco@gmail.com
 
Повернутись