Расчеты адсорбционных и каталитических методов очистки газов от окислов азота

В процессе расчета определяются конструктивные характеристики основных элементов технологической схемы очистки газов от окислов азота, а также эффективность очистки. Алгоритм расчета адсорбционных и каталитических методов очистки газов от окислов азота приведен ниже.

1. Адсорбционный метод. Технологическая схема адсорбционной (торфоаммиачной) очистки газов от NO₂, SO₂ в кипящем слое приведена на рис 8.2.

Рис. 8.2. Технологическая схема торфоаммиачной очистки газов от SO₂, NO₂ в кипящем слое:

1 – шнековые питатели; 2 – бункер торфа; 3 – подача торфа; 4 – ковшовые транспортеры; 5 – дробилка; 6 – вход газа на очистку; 7 – очищенный газ; 8 – ленточный транспортер; 9 – склад удобрения.

1.1. Диаметр адсорбера, м: ,

где – скорость газа в адсорбере, м/с; выбирается из условия, что .

1.2. Высота адсорбера, м: .

1.3. Конструктивные характеристики адсорбера определяются скоростью витания частиц твердой фазы (торфа), находящегося над распределительной решеткой, м/с:

,

где , – плотность газа и частиц (для торфа кг/м³, для газа – см. раб.2.);

– приведенный диаметр частиц; можно принимать мм;

С – коэффициент, учитывающий лобовое сопротивление частицы в потоке; величина С зависит от режимов движения:

– при турбулентном ( ) ,

– при переходном ( ) ,

– при ламинарном ( ) .

1.4. Эффективность очистки:

где L – плотность реагента в контакте с газами,

,

здесь – высота кипящего слоя, м, ;

– объёмный расход уходящих газов, м³/с (см. в работе №2);

– коэффициент порозности, ;

– молекулярная масса NO₂;

– количество оксидов азота, образующихся в котле (см. в работе №1);

Величины k, h, R, Т находятся как и для сероочистки (работа №7 п. 13).

2. Каталитический способ очистки от окислов азота. Эффективность зависит от активности катализатора. Он наносится тонким слоем на развитую поверхность основного материала (керамика, металлическая лента, оксид алюминия, селикогель и др.).

Выбор места установки катализатора и ввода реагента в газоходе конвективной шахты котла зависит от температуры воспламенения реагента: для метана CH₄ – 450-480°С, для пропана C₃H₈ и бутана C₄H₁₀ – 350°С, водорода H₂ и оксида углерода CO₂ – 150-200°С.

Объем катализатора зависит от толщины слоя наносимого на поверхность основного материала и площади контакта с газами, которая определяется поверхностью основного материала.

2.1. Выбор катализатора (см. рекомендации).

2.2. Выбор места установки катализатора и ввода реагента, зависит от температуры. Рекомендуемое место установки до или после экономайзера или воздухоподогревателя.

2.3. Расчёт расхода катализатора:

,

где – плотность нанесения катализатора, кг/м³;

– площадь контакта катализатора, ;

здесь F – площадь сечения газоходов, ;

– скорость газов, м/с;

d – толщина слоя катализатора, м.

2.4. Выбор реагента (по рекомендациям преподавателя).

2.5. Расчёт количества реагента:

,

где β – стехиометрическое соотношение, рассчитываемое, исходя из молекулярных масс химических элементов реакции:

; ,

здесь – молекулярная масса реагента;

– молекулярная масса SO₂;

, – коэффициенты, учитывающие превышение реагента над теоретически необходимым количеством в целях ускорения реакции; принимаются ;

– коэффициент, учитывающий количественное содержание реагента в исходном сырье, в долях, [I, табл. II].

2.6. Концентрация окислов азота в газах, кг/м³:

.

2.7. Эффективность очистки газов можно рассчитать по формуле

,

где L – плотность реагента в контакте с газами,

,

здесь D – диаметр адсорбера, м,

,

– высота кипящего слоя, м, ;

– молекулярная масса NO₂;

– количество оксидов азота, образующихся в котле (см. работу №1);

Библиографический список

1. Справочник по пыле- и золоулавливанию/ М.И. Биргер, А.О. Вальдберг, Б.И. Мягков и др.; Под общ. ред. А.А. Русанова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 312 с.

2. Методика определения валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС (РД. 34.02.305-98). – М.: ВТИ, 1998. – 44 с.

Учебно-практическое издание