📄Работа №74157
Тема: Проектно-аналитические исследования улавливания CO2 и SOx золой уноса ТЭС: в потоке газо-воздушной среды; в плотном слое гранулята, спеченного из золы и золы с добавкой известкового молочка.
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Теплоэнергетика и теплотехника
Объем:
47 листов
Год:
2020
Просмотров:
433
4750
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 8
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 10
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА 18
2.1 Оборудование, принцип работы 18
3. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ 24
3.1 Расчет скорости витания частиц 24
3.2 Расчет скоростей для воздуха 25
3.3 Расчет скоростей для СО2 26
4. ПОДБОР ПРИБОРОВ И ОБОРУДОВАНИЯ 27
4.1 Подбор диафрагмы 27
4.2 Подбор воздуходувки 27
4.3 Подбор спирального дозатора 28
5. ТАРИРОВКА ПРИБОРОВ И ОБОРУДОВАНИЯ 29
5.1. Тарировка ротаметра 29
5.2. Тарировка спирального дозатора 30
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОЛЫ УНОСА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГРАНУЛЯТА 33
6.1. Химический состав летучей золы 33
6.2. Изготовление гранулята 35
7. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗОТЕРМ СОРБЦИИ И ДЕСОРБЦИИ 39
8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 10
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА 18
2.1 Оборудование, принцип работы 18
3. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ 24
3.1 Расчет скорости витания частиц 24
3.2 Расчет скоростей для воздуха 25
3.3 Расчет скоростей для СО2 26
4. ПОДБОР ПРИБОРОВ И ОБОРУДОВАНИЯ 27
4.1 Подбор диафрагмы 27
4.2 Подбор воздуходувки 27
4.3 Подбор спирального дозатора 28
5. ТАРИРОВКА ПРИБОРОВ И ОБОРУДОВАНИЯ 29
5.1. Тарировка ротаметра 29
5.2. Тарировка спирального дозатора 30
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОЛЫ УНОСА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГРАНУЛЯТА 33
6.1. Химический состав летучей золы 33
6.2. Изготовление гранулята 35
7. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗОТЕРМ СОРБЦИИ И ДЕСОРБЦИИ 39
8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
📖 Введение
На настоящее время актуальна проблема газоочистки от вредных газовых выбросов, выделяемых теплоэнергетическими комплексами. Теплогенерирующий комплекс Кузбасса и других соседних регионов развиваются, и снижение вредных выбросов остается острой и первостепенной задачей настоящего и будущего.
В направлении из Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации говорится о переходе к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышении эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии.
В России очистке дымовых газов от CO2, SO2 с помощью адсорбентов уделялось недостаточное внимание. В работах зарубежных авторов, например, в [1, 2], обсуждается вопрос об эффективности и экономичности применения адсорбентов, как в сухом, так, и в суспензионном виде на основе использования летучей золы, являющейся продуктом сжигании угольного топлива, в комбинации с гашеной известью, а также алюмосиликатов.
Одним из основных источников загрязнений являются ГРЭС и ТЭЦ. При этом, если для снижения выбросов аэрозолей на большинстве электростанций используются высокоэффективные золоулавливающие устройства (электрофильтры, батарейные циклоны, скрубберы, а в перспективе и рукавные фильтры, обеспечивающие степень улавливания до 99%), то очистка дымовых газов от вредных газовых выбросов в промышленных масштабах пока не внедрена ни на одной ТЭС России.
Под очисткой газового потока понимают отделение от него или превращения в безвредную форму загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу вместе с газовым потоком. Воздушными массами загрязнения
могут переноситься на большие расстояния и существенно влиять на состояние атмосферы и здоровья человека.
По мере того, как наш мир сегодня становится все более индустриализированным, ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, играют все более важную роль в энергетическом секторе. В результате сжигания угля для выработки электроэнергии образуются миллионы тонн летучей золы по всему миру. По оценкам, в 2000 году во всем мире было произведено 349 млн. тонн этих отходов. [3] Утилизация такого большого количества летучей золы действительно является сложной задачей и, следовательно, стала серьезной проблемой загрязнения окружающей среды. Летучая зола может рассматриваться как пятый по величине в мире ресурс сырья. Она содержит потенциально токсичные микроэлементы, и поэтому ее удаление является дорогостоящим. В последнее время проводятся дополнительные исследования по утилизации летучей золы с целью предотвращения угрозы для окружающей среды и снижения стоимости её утилизации. Следовательно, было бы разумно использовать данный вид сырья, а не выбрасывать на свалки. Летучая зола, как правило, серого цвета и содержит различные незаменимые элементы, необходимые для роста растений, которые включают в себя как макроэлементы, P, K, Ca и Mg, так и микроэлементы, Zn, Fe, Cu, Mn, B, Mo и т.д. Примерный состав летучей золы - кремнезем SiO2 (60-65%), глинозем Al2O3 (25-30%), магнетит Fe2+Fe3+2O4 и гематит Fe2O3 (6-15%), вюстит FeO. Физико-химические свойства летучей золы, такие как объемная плотность, размер частиц, пористость, водоудерживающая способность, площадь поверхности и т.д., делают его пригодным для использования в качестве сорбента. Хотя летучая зола является отходным материалом, она является ресурсом, который можно полностью использовать и эксплуатировать. Зола может также применяться в качестве недорогого сорбента для удаления загрязнителей воздуха. Изучается также использование летучей золы в сельском хозяйстве и машиностроении.
В направлении из Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации говорится о переходе к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышении эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии.
В России очистке дымовых газов от CO2, SO2 с помощью адсорбентов уделялось недостаточное внимание. В работах зарубежных авторов, например, в [1, 2], обсуждается вопрос об эффективности и экономичности применения адсорбентов, как в сухом, так, и в суспензионном виде на основе использования летучей золы, являющейся продуктом сжигании угольного топлива, в комбинации с гашеной известью, а также алюмосиликатов.
Одним из основных источников загрязнений являются ГРЭС и ТЭЦ. При этом, если для снижения выбросов аэрозолей на большинстве электростанций используются высокоэффективные золоулавливающие устройства (электрофильтры, батарейные циклоны, скрубберы, а в перспективе и рукавные фильтры, обеспечивающие степень улавливания до 99%), то очистка дымовых газов от вредных газовых выбросов в промышленных масштабах пока не внедрена ни на одной ТЭС России.
Под очисткой газового потока понимают отделение от него или превращения в безвредную форму загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу вместе с газовым потоком. Воздушными массами загрязнения
могут переноситься на большие расстояния и существенно влиять на состояние атмосферы и здоровья человека.
По мере того, как наш мир сегодня становится все более индустриализированным, ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, играют все более важную роль в энергетическом секторе. В результате сжигания угля для выработки электроэнергии образуются миллионы тонн летучей золы по всему миру. По оценкам, в 2000 году во всем мире было произведено 349 млн. тонн этих отходов. [3] Утилизация такого большого количества летучей золы действительно является сложной задачей и, следовательно, стала серьезной проблемой загрязнения окружающей среды. Летучая зола может рассматриваться как пятый по величине в мире ресурс сырья. Она содержит потенциально токсичные микроэлементы, и поэтому ее удаление является дорогостоящим. В последнее время проводятся дополнительные исследования по утилизации летучей золы с целью предотвращения угрозы для окружающей среды и снижения стоимости её утилизации. Следовательно, было бы разумно использовать данный вид сырья, а не выбрасывать на свалки. Летучая зола, как правило, серого цвета и содержит различные незаменимые элементы, необходимые для роста растений, которые включают в себя как макроэлементы, P, K, Ca и Mg, так и микроэлементы, Zn, Fe, Cu, Mn, B, Mo и т.д. Примерный состав летучей золы - кремнезем SiO2 (60-65%), глинозем Al2O3 (25-30%), магнетит Fe2+Fe3+2O4 и гематит Fe2O3 (6-15%), вюстит FeO. Физико-химические свойства летучей золы, такие как объемная плотность, размер частиц, пористость, водоудерживающая способность, площадь поверхности и т.д., делают его пригодным для использования в качестве сорбента. Хотя летучая зола является отходным материалом, она является ресурсом, который можно полностью использовать и эксплуатировать. Зола может также применяться в качестве недорогого сорбента для удаления загрязнителей воздуха. Изучается также использование летучей золы в сельском хозяйстве и машиностроении.
✅ Заключение
Исходя из проектно-аналитических исследований, можно выделить следующее:
1. Изготовлена экспериментальная установка по улавливанию (адсорбции) диоксида углерода и серы в потоке алюмосиликатного адсорбента. Разработана схема экспериментальной установки в плотном слое гранулята, спеченного из золы и с добавкой известкового молочка.
2. Произведен расчет скорости витания частиц для создания предпочтительных условий в целях устранения отложений золы уноса на стенках труб, расчет скоростей для воздуха и углекислого газа. При подборе приборов и оборудования была принята стандартная диафрагма с диаметром бд=37,3 мм, произведен расчет воздуходувки при расходе газо-воздушной смеси Qo = 62,001 м3/ч, исходя из расчетов подобран вентилятор радиальный высокого давления ВЦ 8-13 №5, а также подобран спиральный дозатор.
3. Для проведения точных измерений выполнена тарировка расходомеров по газу и золе уноса. Исходя из результатов тарировки ротаметра, получена зависимость расхода воздуха от шкалы ротаметра, по этой зависимости была рассчитана объемная доля CO2 в газо-воздушной смеси. Проведя тарировку спирального дозатора, были определены три наиболее подходящих значения напряжения (20 В, 70 В, 120 В).
4. Для опытов улавливания CO2 и SQx в потоке газо-воздушной среды был проведен рассев на фракции 50 - 80 мкм и 100 - 160 мкм. Зола уноса для рассева взята с Ново-Кемеровской ТЭЦ. Опыты улавливания в плотном слое подразумевают изготовление гранулята, спеченного из золы и с добавкой известкового молочка. Для этого использовалась зола фракцией 0 - 100 мкм с Кемеровской ГРЭС.
5. В целях определения скорости поглощения газовой среды адсорбентом, проведено исследование текстурных характеристик образцов. Для этого в центр коллективного пользования (ЦКП) были переданы образцы гранулята. По результатам исследования диаметр мезопор больше у образца с известковым молочком, таким образом, адсорбционная способность этого образца лучше.
6. Исходя из полученных данных, важными соединениями являются алюмосиликаты и оксиды кремния, составляющие большую часть из общей массы. На основании фракционного состава с двух предприятий, принято решение для экспериментов в газо-воздушном потоке взять золу уноса с НК ТЭЦ, а для опытов в плотном слое гранулята золу уноса с Кемеровской ГРЭС.
1. Изготовлена экспериментальная установка по улавливанию (адсорбции) диоксида углерода и серы в потоке алюмосиликатного адсорбента. Разработана схема экспериментальной установки в плотном слое гранулята, спеченного из золы и с добавкой известкового молочка.
2. Произведен расчет скорости витания частиц для создания предпочтительных условий в целях устранения отложений золы уноса на стенках труб, расчет скоростей для воздуха и углекислого газа. При подборе приборов и оборудования была принята стандартная диафрагма с диаметром бд=37,3 мм, произведен расчет воздуходувки при расходе газо-воздушной смеси Qo = 62,001 м3/ч, исходя из расчетов подобран вентилятор радиальный высокого давления ВЦ 8-13 №5, а также подобран спиральный дозатор.
3. Для проведения точных измерений выполнена тарировка расходомеров по газу и золе уноса. Исходя из результатов тарировки ротаметра, получена зависимость расхода воздуха от шкалы ротаметра, по этой зависимости была рассчитана объемная доля CO2 в газо-воздушной смеси. Проведя тарировку спирального дозатора, были определены три наиболее подходящих значения напряжения (20 В, 70 В, 120 В).
4. Для опытов улавливания CO2 и SQx в потоке газо-воздушной среды был проведен рассев на фракции 50 - 80 мкм и 100 - 160 мкм. Зола уноса для рассева взята с Ново-Кемеровской ТЭЦ. Опыты улавливания в плотном слое подразумевают изготовление гранулята, спеченного из золы и с добавкой известкового молочка. Для этого использовалась зола фракцией 0 - 100 мкм с Кемеровской ГРЭС.
5. В целях определения скорости поглощения газовой среды адсорбентом, проведено исследование текстурных характеристик образцов. Для этого в центр коллективного пользования (ЦКП) были переданы образцы гранулята. По результатам исследования диаметр мезопор больше у образца с известковым молочком, таким образом, адсорбционная способность этого образца лучше.
6. Исходя из полученных данных, важными соединениями являются алюмосиликаты и оксиды кремния, составляющие большую часть из общей массы. На основании фракционного состава с двух предприятий, принято решение для экспериментов в газо-воздушном потоке взять золу уноса с НК ТЭЦ, а для опытов в плотном слое гранулята золу уноса с Кемеровской ГРЭС.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.