Технологии предварительной обработки угля

Технология получения, так называемого самоочищающегося угля. Такой уголь лучше горит, и при его использовании в дымовых газах оказывается на 80% меньше диоксида серы, дополнительны же расходы составляют лишь часть затрат на установку скрубберов. Технология получения самоочищающегося угля включает две стадии. Первоначально уголь размалывается в порошок и добавляется в шлам, при этом уголь всплывает, а примеси, содержащие неорганическую серу, удаляются. На второй стадии порошкообразный уголь, имеющий в своем составе органическую серу, подвергается обработке  химическими веществами, название которых является коммерческой тайной, и уплотняется в комки. При сгорании угля эти химические вещества вступают в реакцию с органической серой, причем сера надежно изолирована, что исключает ее попадание в атмосферу. Комки такого модифицированного угля можно транспортировать, хранить и применять как обычный уголь.
Паровоздушная десульфуризация: нагрев дробленного угля до 400 ºС с окислением пиритной серы, обработка угля при т-ре 700-750 ºС в среде водяного пара и небольшого количества воздуха для окисления органической серы. Эффективность процесса 60%.

 4.3 Газификация угля

Процессы газификации имеют множество различных модификаций [8].Для большой энергетики наиболее применимы процессы газификации в потоке пылеугольного топлива (технология GCP) или в виде водно-угольной суспензии (технология Texaco) с кислородным или воздушным дутьем.

Лидирующими зарубежными компаниями в области создания парогазовых энергоблоков с внутрицикловой газификацией являются General Electric, Siemens и Mitsubishi.

Проектная мощность энергоблоков до 600 МВт, КПД нетто до 45% (КПД нетто определяется с учетом расхода электроэнергии на собственные нужды энергоблока).

Cоздание энергоблоков с газификацией угольного топлива требует увеличения капвложений по сравнению с ПТУ на 20-30%.

Основным достоинством использования технологии внутрицикловой газификации является существенное снижение выбросов вредных веществ относительно угольных паротурбинных энергоблоков с традиционным сжиганием топлива.

Так при кислородной газификации угольной пыли в потоке, протекающей с недостатком окислителя (αт=0.6-0.7 в топочном объеме), при высокой температуре 1200-1500 ^оС, конечными продуктами являются  синтез-газ (СО+ Н ₂) - 70%; сера топлива переходит в    (Н₂S + СОS).

Удаление Н₂S практикуется  с помощью раствора метилдиэтаноламина  (МДЭА), СОS – гидролизным методом. Произведенный кислый газ пригоден для получения товарной серы с помощью процесса Клауса.   

Степень извлечения Н₂S - 98-99%,  СОS - 94%, степень конверсии сероводорода в серу 96%. Содержание оксидов серы в выбросах порядка 50 мг/м ³ [9].

Зола топлива в процессе газификации в основной своей массе переходит в жидкий шлак.  

Система очистки синтез-газа  от частиц  летучей золы должна гарантировать возможность подачи на лопатки газовой турбины, т.е. содержание твердых частиц порядка 5 мг/м³. Таким образом, загрязнение атмосферы твердыми частицами определяется степенью очистки сушильных газов после системы сушки топлива.

Сжигание топлива с подавлением образования серосодержащих веществ

Технология сжигания в циркулирующем кипящем слое (ЦКС) - организация сжигания взвешенных в подъемном потоке частиц с образованием так называемого кипящего слоя.

Путем добавления в слой частиц измельченного известняка, взаимодействующего с топливом, с образованием СаSО₄, удается снизить содержание серы в дымовых газах на 90%  [10].

Наиболее важными факторами, определяющими эффективность улавливания серы, являются:

температура в слое, причем степень связывания серы уменьшается при отклонении температуры от заданного диапазона;

качество известняка и распределение частиц по размерам;

содержание серы в топливе, технология эффективна для малосернистых и среднесернистых углей;

рециркуляция золы и извести, увеличение степени рециркуляции увеличивает эффективность процесса;

умеренное отношение СаS, при излишней подаче известняка, который является катализатором, наблюдается увеличение выбросов оксидов азота.

Следует иметь в виду, что энергоблоки с котлами типа ЦКС небольшой мощности до 200 МВт.