Desulfurare Umeda

8/9/2019 Desulfurare Umeda

1/31

Investeşte în oameni !Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial pentruDezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013.Axa prioritar ă 2: Corelarea învăţării pe tot parcursul vieţii cu piaţa muncii.Domeniul major de intervenţie : 2.2: "Tranziţia de la şcoală la o viaţă activă"Titlul proiectului: “Construieşte-ţi inteligent din timp cariera profesională”

Contract nr. POSDRU/90/2/2.1/S/62399

ÎNDRUMAR DE PRACTICĂ

INSTALAŢII DE ARDERE PENTRU PRODUCEREA DEENERGIE

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI

Facultatea de Inginerie Mecanică si Mecatronică


2/31

1. ROLUL INSTALAŢIILOR DE ARDERE

Instalaţiile de ardere pentru producerea de energie au rolul de a transforma energia

potenţială (energia internă) a combustibililor în căldur ă. Căldura în continuare este recuperată

de la gazele de ardere (produsele arderii) prin radiaţie şi convecţie.

Instalaţiile de ardere pot utiliza:

- combustibili solizi (cărbune, biomasă lemnoasă, biomasă agricolă);

- combustibili lichizi (fosili şi uleiuri vegetale);

-

combustibili gazoşi (naturali, aditivaţi obţinuţi de la anumite procese tehnologicesau obţinuţi prin gazeificare sau piroliză);

O instalaţie de ardere performantă trebuie să asigure:

- randament ridicat al arderii;

- stabilitatea flăcării la orice sarcină a instalaţiei;

- o anumită mărime şi formă a flăcării;

- un anumit coeficient de emisivitate în funcţie de cerinţele schimbului de căldur ă prin

radiaţie în focar;- emisii poluante scăzute.

Valorificarea combustibililor regenerabili, impune şi utilizarea arderii combinate

combustibil fosil – combustibil regenerabil, tehnologie cunoscută sub numele de co-

combustie.

În energetica din ţara noastr ă, în ultimii ani 2002 – 2011 s-a ajuns la utilizarea

următoarelor cantităţi anuale de combustibil:

-

lignit, 30 – 32 milioane tone;- huilă indigenă, 1,5 – 3,5 milioane tone, huilă de import, 1,2 – 1,5 milioane tone;

- păcur ă şi combustibili lichizi uşori, 0,7 – 1 milioane tone;

- gaz natural (asociat ţiţeiului, 16 – 19 miliarde m3 N.

- lemn sub diferite forme, 0,5 – 1 milion m3.

Celelalte categorii de combustibili sunt momentan şi propor ţii nesemnificative.

Pentru fiecare categorie de combustibil s-au dezvoltat instalaţii de ardere specifice,

pornind de la caracteristicile energetice ale combustibilului (stare de agregare, putere


3/31

calorifică, densitate în vrac, influenţa temperaturii exterioare, posibilităţi de stocare şi

alimentare, componenţi poluanţi).

2. CARACTERISTICILE GENERALE ALE INSTALAŢIILOR DE ARDERE

2.1. Încărcarea termică

Încărcarea termică a volumului focarului reprezintă raportul dintre căldura degajată prinarderea combustibilului şi volumul focarului V f :

; f

iief

vV

Q Bq

3,

,

m

kW

V

t I Bq

f

t f g ef v

.

Exprimarea a doua, prin introducerea noţiunii de entalpie a gazelor de ardere din focar, ţineseama şi de căldura introdusă cu aerul preîncălzit.Se numeşte încărcare termică a secţiunii transversale S a focarului, raportul:

q B Q

S

kW

m s

ef ii

,2

.

În fig.1, se prezintă variaţia încărcărilor termice ale focarelor cu mărimea unităţii de cazanrespectiv puterea termică (definită prin produsul dintre consumul de combustibil şi putereacalorifică inferioar ă).Se defineşte încărcarea termică a suprafeţei brâului de arzătoare, mărimea:

q B Q

h L l kW m

br ef i

i

br

2 2, ,

unde hbr este înălţimea zonei de amplasare a arzătoarelor, m; L, l - laturile secţiuniitransversale ale focarului, m.

Fig.1. Varia ţ ia încărcărilor termice ale focarelor cu mărimea

umidit ăţ ii de cazan: a - încărcarea termică de volum;

b - încărcarea termică a sec ţ iunii transversale Pentru arzătoarele de praf de cărbune cu concentrator de praf, pentru zona arzătoarelor de

bază, q MW mbr 116 1 282, , / ; pentru sisteme de preparare semi-închise şi deschise, pentru

cărbuni indigeni, q MW mbr 0 9552, / .

Încărcarea termică a volumului zonei arzătoarelor, este definită prin relaţia:


4/31

q B Q

h S

kW

mva

ef ii

br

,3

,

se admite uzual, q MW mva 05233, / .

Încărcarea termică a suprafeţei gr ătarului (pentru cazanele cu instalaţie de ardere cuprinzândgr ătar pentru arderea cărbunilor):

q B Q

S

kW

m gr

ef ii

gr

,2

,

unde S gr este suprafaţa utilă a gr ătarului, m2 .

Încărcarea masică a suprafeţei gr ătarului:

q B

S

kg

m smgr

gr

,2

,

unde s este grosimea stratului de cărbune pe gr ătar, m.

Pe baza încărcărilor termice specifice, se poate realiza predimensionarea focarelor.Funcţionarea cu o încărcare termică a volumului focarului sub cea recomandată conduce lainstabilitatea flăcării, instabilitate ce poate ajunge în cazuri extreme până la stingere.Funcţionarea cu o încărcare termică a secţiunii transversale peste valoarea recomandată, prinmărirea fluxului termic transmis spre pereţii focarului, conduce fie la zgurificare, fie lacreşterea probabilităţii spargerii ţevilor schimbătoare de căldur ă amplasate pe pereţii focarelor.

3. INSTALAŢII DE ARDERE PENTRU COMBUSTIBILI SOLIZI3.1 Pregatirea si depozitarea carbunilor

Concasarea cărbuneluiGranulaţia necesar ă pentru cărbunele ce intr ă în sala cazanelor este de maximum 30-40

mm. Dacă granulaţia cărbunelui livrat centralei electrice este mai mare decat dimensiuneanecesara, are loc o concasare a acestuia în una sau două trepte.Concasoarele se montează câte două până la patru în paralel şi sunt de tipul cu ciocane sauf ălci. Consumul de putere al acestor agregate este de 0.5-1.2 kWh/t, iar unităţile folosite în

prezent au capacităţi care ating până la 500 t.

Depozitarea cărbuneluiFormarea depozitelor de cărbune ridică probleme economice şi tehnice de exploatare

datorită maselor mari de material care se manipulează mecanizat şi datorită fenomenului deautoaprindere care se poate produce în cărbunii stocaţi.Mărimea depozitului este direct legată de distanţa dintre sursa de cărbune şi consumatori, dedurata posibilă a întreruperii transportului şi de regimul de lucru pe care îl au cele două unităţi,sursa şi consumatorul de cărbune.

La centralele electrice de mare putere situate la gura minei, nu se construiesc depoziteintermediare de cărbune. Totuşi, practica arată necesitatea şi în acest caz a unui stoc minim de

rezervă.


5/31

Pentru celelalte cazuri, la centralele electrice alimentate cu calea ferată, mărimea recomandată a depozitului este indicată în tabelul următor:

Tabelul nr. 1

M ărimea depozitelor de cărbune la centralele electrice alimentate prin cale ferat ă

Distanţa de la sursă lacentrală

Durata probabilă a întreruperii transportului

sub 20h 1-3 zile 3-5 zile

5...50 km

50...150 km

peste150 km

6

8

10

8

10

15

10

15

20

În fig. 2 se prezintă o gospodărie de cărbune de mare capacitate cu depozit deservit dedispozitive cu benzi şi cu excavatoare cu cupă rotativă. Benzile mobile de depozitare şiexcavatoarele cu cupă rotativă se pot deplasa pe linii drepte de cale ferată, în care cazdepozitul se formează sub forma unor prisme dreptunghiulare sau se pot roti în jurul unui axcentral, în care caz depozitul este circular

Fig.2 Exemplu de depozit de cărbune cu escavatoare rotative

1-banda pentru aducerea cărbunelui in depozit, 2-căi de rulare pentru instala ţ iile de manipulare, 3-dispozitiv dedepozitare mobil cu band ă , 4- dispozitiv de prelucrare mobil cu cupă rotativă , 5-band ă de prelucrare a

cărbunelui, 6-stive de cărbune

Stivele se fac cu cărbuni având caracteristici fizico-chimice apropiate. Înălţimeamaximă a stivei netasate nu trebuie să depăşească 8 m. Pentru depozitele mari cu cărbuniiaşezaţi în starturi presate, această înălţime nu este strict limitată.

Autoaprinderea cărbunelui are loc ca urmare a unui proces lent de oxidare, a căruiviteză de reacţie creşte cu temperatura şi este dependent de existenţa contactului granulelor de

cărbune cu aerul. Viteza de reacţie este lentă, la temperaturi sub 400

C dar la depăşirea valoriide 600 C ridicarea de temperatur ă se face rapid şi pot apărea centre de foc. Din aceasta cauză


6/31

este necesar să se urmărească temperatura stivei prin sonde îngropate în cărbune până lafundul stivei cu măsurarea temperaturii din 2 în 2 m adâncime. La ridicarea temperaturii peste600C cărbunele trebuie consumat cu prioritate.

Pentru a evita autoaprinderea, la depozitarea cărbunelui pentru durate de stocare maimari de trei luni se recomandă următoarele măsuri:

- depozitarea se face cu cărbune concasat (granulaţie cca 30mm);- stiva se compactează pentru a evita contactul cu aerul. În acest scop cărbunii se

aşează în straturi şi se tasează cu ajutorul buldozerelor sau al cilindrilor nivelatoricu o presiune de 2.5-3 daN/cm2;

- se evită introducerea materialelor str ăine în cărbune, în special lemn sau biomasă agricolă;

- stivele se taluzează iar la partea superioar ă şi la baza taluzelor se formează şanţuri pentru scurgerea apei.

3.2. Principiile de ardere a combustibililor solizi

Principial, combustibilul solid poate fi ars prin patru tehnologii, prezentate schematic în fig.3:a. arderea în strat fix;

b. arderea în strat fluidizat (ASF);

c. arderea în strat fluidizat circulant (strat fluidizat expandat);

d. arderea în suspensie (sub formă pulverizată).

Fig.3. Principiile arderii combustibililor solizi: a - strat fix

b - strat fluidizat; c - strat fluidizat recirculant;

d - ardere în suspensie (stare pulverizat ă )

3.3. Instalaţii de ardere în strat fix

Aceste instalaţii de ardere poartă numele de gr ătare. Gr ătare pot fi fixe (la instalaţiile

de puteri termice reduse, sub 100 kW) sau mobile. Gr ătarele mobile permit avansarea


7/31

mecanică a combustibilului, fiind necesar ă o strictă coordonare între viteza de ardere (impusă

de granulaţia şi calitatea combustibilului) şi viteza de antrenare mecanică.

Granulaţia recomandată pentru arderea pe gr ătare este reprezentată de sortul 30 – 80

mm. Reducerea interstiţiilor dintre barele de gr ătar la 1 – 1,5 mm permite şi arderea sortului de

0 – 80 mm.

Pentru a asigura o aprindere corespunzătoare a combustibilului, mai ales când

umiditatea este ridicată, se impune construcţia focarului cu boltă de aprindere. Bolta de

aprindere este reprezentată de o suprafaţă şamotată a focarului, astfel înclinată încât să

reflecte căldur ă din zona de ardere spre cea de aprindere.

Instalaţii cu grătare mobile

Gr ătarul catenar (rulant), prezentat în fig. 4, are barele antrenate de două lanţuri Gall într-o

mişcare rectilinie. Lanţurile se

mişcă pe role, cu ghidaj în

partea inferioar ă.

Acest tip de gr ătar, atinge limita

superioar ă a puterii termice

pentru instalaţiile cu ardere în

strat. În varianta clasică, se pot

arde cărbuni cu un conţinut de

cenuşă şi umiditate, fiecare sub

20 %, dar prin introducerea unui

aruncător de particule, se pot

arde şi ligniţi. Poate fi utilizat şi ca gr ătar post ardere la cazanele cu ardere a cărbunilor în stare

pulverizată. Cazanul poate atinge puteri termice ridicate.Viteza gr ătarului, poate fi reglată în funcţie de calitatea cărbunelui în limite largi, 0,8 - 16

m h/ . Opritorul de cărbune, montat la finele gr ătarului, are rolul de a regla înălţimea stratului

de cărbune (se poziţionează în funcţie de sarcină şi de conţinutul de cenuşă din combustibil).

Aerul este insuflat sub stratul de combustibil, prin canale zonate, aşa cum se arată în fig.5.

Fig. 4. Gr ătarul catenar (rulant)


8/31

Fig.5. Principiile arderii la gr ătarul rulant:

a - zonele procesului de ardere; b - admisia aerului

Pentru a se evita zgurificarea, se utilizează recircularea de gaze de ardere din zona

finală a cazanului (temperatur ă 180 - 220C). Gazele recirculate se introduc cu ajutorul unui

ventilator special, în zonele de admisie a aerului sau chiar în canalele de aer. Scăderea

temperaturii în strat la funcţ

ionarea cu recirculare de gaze de ardere, permite reducerea calităţ

iimaterialelor din care sunt executate barele.

Pentru cărbunii bruni din ţara noastr ă, se recomandă cazanele echipate cu GIR (gr ătar cu

împingere r ăsturnată) pentru debite de abur de maxim 10 t h/ şi pentru apă fierbinte de maxim

10 Gcal h/ (cazanul poartă numele inventatorului Martin).

În fig. 6, se prezintă schematic un gr ătar cu împingere directă. Barele de gr ătar se mişcă în

sensuri opuse, astfel că înaintarea combustibilului pe gr ătar se face printr-o spirală r ăsturnată.

Amestecarea astfel a cărbunelui permite asigurarea unei aprinderi corespunzătoare şi evitareazgurificării.

Fig 6. Gr ătarul cu împingere direct ă


9/31

3.4. Instalaţii de ardere în strat fluidizat

Arderea combustibililor solizi în strat fluidizat prezintă avantaje atât din punct de

vedere energetic cât şi ecologic. Se pot arde combustibili solizi inferiori f ăr ă suport termic, cuo granulaţie mare (0 - 10 mm), ce reduce consumurile necesare mărunţirii. Emisia de SO x şi

NO x este redusă. Durata de staţionare a particulelor în zona de ardere depăşeşte cu mult pe cea

de la arderea în suspensie, fiind mai mare chiar faţă de arderea în strat fix. În consecinţă,

valoarea pierderilor de căldur ă prin ardere incompletă din punct de vedere mecanic şi chimic

se reduce sensibil.

Temperatura de ardere optimă este de 800 - 950C, limitată inferior de apariţia arderii

incomplete şi superior de apariţia zgurificării, dar şi de posibilitatea reducerii emisiei de NO x şi de reacţie a CaCO3 cu SO x . Pentru emisia de NO x , se obţin curent valori de 200 - 400

mg m N /3 . Se reuşeşte frecvent o emisie de SO2 sub 400 mg m N /

3 . Transferul de căldur ă în

stratul fluidizat are loc în condiţii sporite de turbulenţă, ceea ce conduce la creşterea

schimbului de căldur ă la ţevile imersate în strat, atingând valori ridicate ale coeficientului de

schimb de căldur ă prin convecţie. Din punct de vedere al presiunii în focar, aceasta poate fi

cea atmosferică sau una superioar ă, instalaţiile de ardere sub presiune fiind destinate în special

ciclurilor mixte abur-gaze. Pentru a face faţă variaţiei de sarcină, instalaţiile au mai multe

module de ardere, deoarece la o sarcină sub 80 % pe un modul, viteza de fluidizare scade sub

limitele necesare procesului.

În fig.7, se prezintă un cazan de apă fierbinte de 5 Gcal h/ cu ardere în strat fluidizat,

pentru lignit românesc Q kJ kg ii 5000 8400 / . Exploatarea mai dificilă a acestor cazane faţă

de cele cu gr ătar, a f ăcut ca în ultimii doi ani să se remarce un recul în ţara noastr ă.


10/31

Fig.7. Cazan 5 Gcal/h cu instala ţ ie de ardere în strat fluidizat

3.5. Instalaţii de ardere în strat fluidizat circulant (recirculant)

Instalaţiile de ardere în strat fluidizat recirculant se obţin prin mărirea vitezei de

fluidizare. Ca urmare, porozitatea stratului va creşte de la valoarea 0,5 - 0,7 caracteristică

arderii în strat fluidizat, la circa 0,7 - 0,9. Combustibilul are aceeaşi granulaţie ca la stratul

fluidizat, dimensiunile granulelor fiind cuprinse între 1 -10 mm. Prin recircularea cenuşii în

focar are loc reglarea temperaturii. Aerul de fluidizare poate fi încălzit prin r ăcirea cenuşii

captate la finele focarului. Cenuşa care este în exces faţă de necesarul de reglaj, poate fi

stocată şi introdusă numai în situaţii speciale.

În fig.8, se prezintă o instalaţie reprezentativă de cazan cu ardere în strat fluidizat

recirculant. Aerul secundar, bine dozat contribuie la reducerea emisiei de oxizi de azot (datele

experimentale recomandă un raport aer secundar - aer primar de 40/60). Pentru un exces de aer

caracterizat de un conţinut de oxigen în gazele de ardere O2 4 10 % , se obţin valori ale

emisiei de oxizi de azot de 150 - 300 mg m N /3 .

În Europa există o mare dezvoltare de astfel de cazane, pentru debite de abur de până la

circa 900t/h. Tehnologia este folosită în special pentru avantajele privind desulfurarea gazelor

de ardere, randamentul desulfur ării având valoarea de 65-70%.


11/31

Fig.8. Cazan cu instala ţ ie de ardere în strat fluidizat recirculant

3.6. Sisteme de ardere în stare pulverizată

După tipul schemei tehnologice de măcinare-ardere, sistemele de preparare a prafului

de combustibil solid inferior, prezentate în fig.9, se împart în:

insuflare directă a prafului de combustibil împreună cu agentul de uscare şi transport

(aer primar, gaze de ardere recirculate, vapori de apă);

insuflare directă cu concentrator de praf;

Fig.9. Sistemul de preparare a prafului de cărbune inferior

insuflare semi-directă sau semi-indirectă, cu circuit închis sau deschis;

insuflare indirectă, în circuit închis sau deschis.


12/31

Prin complexitatea schemei de preparare, se urmăreşte îndepărtarea produselor umede

de uscare şi transport din zona flăcării de bază (pe cât posibil se urmăreşte ca praful de

combustibil din flacăra de bază să fie încadrat numai de aer).

Morile amplasate în această schemă sunt de tip ventilator sau ventilator cu ciocane,

deoarece aceste mori prin depresiunea din faţa rotorului asigur ă recircularea gazelor calde de

la finele focarului. Dacă conţinutul de balast creşte peste 65 % se recomandă schema cu

concentrator de praf de cărbune (pentru balast de până la 75 %) şi schema cu insuflare semi-

directă în circuit deschis. Pentru huile, schemele de preparare conţin mori de măcinare prin

strivire, iar acestea pot fi cu insuflare directă sau cu buncăr intermediar (ce reprezintă o stocare

a prafului de cărbune înainte de arzătoare)

Morile de cărbune

Se împart în două mari categorii: mori lente şi mori rapide. În prima categorie intr ă

morile cu tambur şi bile, morile cu role şi morile cu inel şi sfere. În categoria morilor rapide

intr ă morile cu ciocane, morile ventilator şi morile ventilator cu ciocane.

a. Morile cu tambur şi bile

Moara conţine un tambur cu bile, acestea producând fenomenul de măcinare. Datorită

rotaţiei tamburului, bilele sunt antrenate în urcare, de unde prin desprindere lovesc granulele

de cărbune (fig 10). Turaţia la care bilele sunt antrenate f ăr ă a mai avea posibilitatea de

desprindere de tambur, caz în care dispare măcinarea prin şoc, se numeşte turaţie critică şi ea

depinde de diametrul D al tamburului prin relaţia:

n D

rot cr 42

, / min .

Bilele sunt din oţel aliat cu mangan (care ofer ă o bună rezistenţă la eroziune) şi au un

diametru de 40 - 80 mm. Moara macină foarte fin, dar cu un consum specific de energie ridicat

(16 - 35 kWh/t). Moara echipează sistemele de preparare a prafului de cărbune cu buncăr

intermediar, pentru cărbuni superiori.

b. Moara cu inel şi sfer ă

Este destinată pentru măcinarea huilelor. Se realizează o fineţe bună de măcinare, dar

umiditatea cărbunelui nu poate depăşi 16 %, deoarece apar înfundării.


13/31

Măcinarea se realizează prin presarea succesivă a cărbunelui de către sferele ce merg în

şanţul unui inel. Elementele de măcinare sunt presate de arcuri sau de sisteme hidraulice.

Alimentarea cu cărbune brut este centrală, de unde for ţa centrifugă obţinută prin rotirea masei

centrale îndreaptă cărbunele spre şanţul inelului - fig.12. Separatorul centrifugal este amplasat

la partea superioar ă a morii. Consumul specific de energie este redus (12 - 18 kWh/t). Moara

cu role, are o construcţie similar ă cu cea cu inel şi sfer ă, sferele fiind înlocuite cu role

tronconice.

Fig.10. Moara cu tambur şi bile Fig.11. Moar ă cu ciocane

Fig.12. Moara cu strivire cu inel şi sfere


14/31

c. Moara cu ciocane

În fig.11, se prezintă schiţa constructivă a unei mori cu ciocane. Aceasta are montate

pe rotor, mai multe braţe cu ciocane la partea periferică. Ciocanele sunt mobile, după uzur ă putând fi înlocuite cu unele noi. Măcinarea combustibilului solid se realizează prin lovirea de

către ciocane, for ţa centrifugă îndreptând combustibilul spre blindajul care că ptuşeşte interior

statorul. Ciocanele sunt fie din oţel (turnat sau laminat), fie din fontă turnată, în aliaj cu

manganul. Timpul de utilizare a ciocanelor, până când eroziunea strică performanţele

măcinării este de circa 400 - 800 ore şi depinde de caracterul abraziv al cărbunelui. Moara are

un consum specific redus de energie (8 - 18 kWh/t) şi se utilizează la măcinarea cărbunilor

bruni cu umiditate redusă şi a mixtelor de huilă.

d. Moara ventilator

Aceste mori, constructiv sunt asemănătoare cu un ventilator radial - fig.13. Moara,

îndeplineşte şi funcţia de ventilaţie, împingând agentul primar până la arzător. Depresiunea din

faţa rotorului permite formarea curentului de gaze de ardere recirculate de la finele focarului.

Ca urmare, moara este utilizată la măcinarea cărbunilor bruni cu umiditate ridicată.

Anterior morii, este amplasat turnul de preuscare, în care cărbunele brut vine în contact

cu gazele de ardere aspirate de la finele focarului. Combustibilul este măcinat prin lovirea de

către palete, care au o viteză periferică foarte ridicată ( 90 - 100 m/s).

Fig.13. Moara ventilator


15/31

Pentru a se evita perforarea statorului la ruperea unor elemente mobile, acesta este

placat cu plăci de blindaj. Moara ventilator cu ciocane, are în faţa rotorului, mai multe rânduri

de ciocane cu rol de pre-măcinare.

Moara ventilator cu ciocane, are două lagăre la capete, soluţie impusă de prelungirea

rotorului. Debitul morilor ventilator cu ciocane acoper ă domeniul 2, 5 - 180 t/h. Consumul

specific de energie este redus (9 - 14 kWh/t).

Focare pentru arderea cărbunilor pulverizaţi cu evacuarea solidă a zgurii

Constructiv, focarele pentru arderea combustibililor solizi cu evacuarea solidă a zgurii

sunt de tip camer ă în varianta deschisă sau cu ştrangulare - fig.14. Se distinge amplasarea

frontală a arzătoarelor (variantele b şi c), amplasarea pe plafon (variantele a şi e), amplasarea

tangenţială (varianta d) şi amplasarea pe pereţii laterali (varianta f).

Pentru combustibilii solizi inferiori (cărbuni bruni şi huile de slabă calitate) în funcţie

de numărul de mori necesare a fi instalate, se alege amplasarea acestora strict în col ţuri (patru

mori) sau pe pereţii focarului (şase sau opt mori). Focarul are secţiunea cât mai apropiată de

un pătrat, admiţând un raport între laturi a b/ de maximum 1,2. La amplasarea a opt mori se

poate alege şi forma octogonală, care are avantajul că anulează zonele f ăr ă circulaţie de lacolţurile focarului cu secţiune dreptunghiular ă. Diametrul cercului de turbionare poate fi

determinat cu relaţia D S d f 0125, , m, în care S f este suprafaţa secţiunii transversale, m2.

Fig.14. Tipurile de focare pentru arderea pulverizat ă a cărbunelui,

cu evacuarea cenu şii în stare solid ă

Adâncimea focarului la dispunerea arzătoarelor pe un singur rând (nivel) este de 5 - 7

diametre ale ambrazurii d a , m. La aşezarea arzătoarelor pe mai multe nivele, lungimea laturii


16/31

se recomandă să fie calculată cu relaţia b kd a 5 7 , unde coeficientul de corecţie k devine

egal cu 1,2 pentru soluţia cu 2 nivele şi 1,45 pentru 4 nivele. De regulă până la 420 t/h,

cazanele au un singur nivel pentru arzătoare. Diametrul echivalent al ambrazurii rezultă dindimensionarea arzătorului.

Alte date constructive, indică pentru mărimea înălţimii de la baza pâlniei până la zona

de arzătoare cb , dimensiunea c ab 0 1 0 3, , , pentru înălţimea pâlniei dimensiunile

h a 0 55 0 6, , , pentru înclinarea pâlniei 30 40 , iar pentru lăţimea gurii de evacuare a

cenuşii d 0 16 1 2, , m (cu a s-a notat latura laterală).

Pentru combustibilii solizi superiori, focarul are secţiunea apropiată de un pătrat, cu

amplasarea arzătoarelor de tip turbionar pe perete frontal la debite reduse (sub 220 t/h), sau pe

pereţii laterali la debite mari. Pentru limitarea pierderilor de căldur ă prin ardere incompletă din

punct de vedere mecanic, la baza pâlniei se pot amplasa gr ătare postardere - fig.15.

Fig.15. Focar cu gr ătare post ardere

Arzătoare pentru combustibil solid pulverizat

Arzătoarele trebuie să asigure o aprindere corespunzătoare şi o ardere stabilă, chiar şi

la sarcini par ţiale. De interacţiunea dintre jeturile de amestec primar şi aer secundar sau ter ţiar,

depinde atât forma şi lungime flăcării, cât şi emisia de NO x . Arzătoarele se împart în arzătoare

cu jeturi neturbionate (ce pot fi de tipul ambrazurilor simple, cu deflector sau cu ejecţie sau de

tipul cu fante) şi în arzătoare cu jeturi turbionate.


17/31

Fig.16 Construc ţ ia arz ătoarelor cu fante

Fig.17. Arz ător cu concentrator de praf

În fig.16 se prezintă principiul de construcţie al arzătoarelor cu fante. Acest arzător este

caracteristic sistemelor de pregătire a prafului de cărbune cu insuflare directă, cu mori de tip

ventilator, deoarece simplitatea deosebită reduce la maximum pierderile de presiune,

permiţând admisia prafului de cărbune numai prin efectul de suprapresiune dat de rotorul

morii. Pentru limitarea căderii de particule spre pâlnie, aerul secundar inferior se suflă cu

viteză foarte mare (circa 40 m/s) şi paralel cu orizontala, spre deosebire de jeturile de amestec

primar şi aer intermediar ce are o înclinare de 10 - 15. Viteza amestecului primar depinde de

calitatea cărbunelui şi este cuprinsă între 8 şi 20 m/s. Pentru a se limita de agent primar

penetraţia jeturilor în focar, se reduce impulsul acestora, prin divizarea atât a fantelor de

amestec primar cât şi de aer secundar.

Arzătoarele tip ambrazur ă sunt adecvate morilor cu ciocane, ce realizează o

suprapresiune de refulare foarte redusă. Ca urmare, moara în loc de separator are o coloană

verticală de separare, numită şi puţ, terminată printr-o secţiune de ieşire din focar cât mai


18/31

simplă numită ambrazur ă. Introducerea de aer secundar prin ejecţie contribuie la o mai bună

antrenare şi amestecare cu praful de cărbune.

În fig.17, se prezintă construcţia unui arzător cu concentrator de praf. Dispozitivele de

turbionare separ ă fracţia grosier ă de cea fină. Ca urmare, în jetul superior, va exista o mare

concentrare de vapori de apă şi particule fine (ce au o calitate sub cea a particulelor grosiere).

Acest jet superior este însă ajutat în procesul de ardere de căldura primită de la jeturile

inferioare.

Din punct de vedere constructiv, arzătoarele turbionare pot fi numai cu două jeturi de

amestec primar şi aer secundar, sau cu jeturi multiple. Turbionarea poate cuprinde de la numai

jetul de aer secundar până la toate jeturile. În fig.18, se prezintă tipurile constructive de

arzătoare turbionare, precum şi detalii privind construcţia echipamentelor de generare a

mişcării turbionare.

Fig.18. Detalii constructive sisteme turbionare

Introducerea mai multor jeturi de aer, permite arderea în trepte, ce constituie principala metodă

de reducere a emisiei de NO x . Pentru lignit, gradul de turbionare n definit prin raportul dintre

viteza tangenţială şi cea axială, se recomandă în domeniul n 0 6 0 85, , , iar pentru cărbunii

superiori, cu aprindere mai grea datorată conţinutului redus de materii volatile, pentru mărirea

debitului de fluid recirculat intern, se recomandă un grad de turbionare n = 1,6 - 2,2.


19/31

4. INSTALAŢII DE ARDERE PENTRU COMBUSTIBILI LICHIZI

Pentru a se asigura aprinderea şi arderea picăturilor de combustibil lichid, instalaţiile de

ardere cuprind, circuitul de preîncălzire şi circuitul de ridicare a presiunii, în cazul pulverizăriimecanice. La pulverizarea cu abur, pulverizarea se realizează folosind energia cinetică a

aburului. Pulverizarea mecanică necesită o presiune la pompele de combustibil de 30 - 100

bar, iar pulverizarea cu abur o presiune de 10 - 15 bar.

În afara celor două tipuri de pulverizare precizate anterior, pulverizarea se poate face şi cu aer.

Utilizarea ultrasunetelor ajută procesul de pulverizare şi ardere, dar nu este folosită.

Combustibilii lichizi se impart în combustibili lichizi uşori şi grei. Cei din categoria

combustibililor lichizi grei, au punctual de aprindere sub cel de vaporizare. Arderea în acestcaz cuprinde faza de pregătire (încălzire), de degajare a materiilor volatile, de întârziere la

aprindere şi de ardere a reziduului carbonos (cenosfera). Indifferent de categoria de

combustibil, timpul de ardere depinde de pătratul diametrului picăturii, lucru ce impune în

toate cazurile o pulverizare cât mai fină.

Fig.19. Injector mecanic simplu de

combustibil lichid

Un jet de combustibil lichid este caracterizat prin: fineţea picăturilor, diametrul maxim

al picăturilor, uniformitatea pulverizării, distribuţia masei de lichid într-o secţiune

perpendicular ă pe axa jetului, unghiul de evazare al jetului şi limitele de pulsaţie a acestuia.

Fineţea de pulverizare este caracterizată de diametrul mediu al picăturilor. Uniformitatea

pulverizării poate fi caracterizată prin legea Rosin-Rommler, R e xbxn 100 , %, similar

combustibililor solizi, fie prin legea Sperling, R ei

d

d m

100 , unde d' este diametrul ce

determină un rest masic egal cu 36,8 %, m fiind un coeficient de distribuţie. Distribuţia masei

de lichid este maximă în axul jetului pentru jeturile neturbionate, sau prezintă un maxim situat


20/31

la o rază în faţă de axul jetului, la jeturile turbionate (mărimea efectivă a acestei raze depinde

de gradul de turbionare).

Injectorul mecanic simplu (cu pulverizare directă), prezintă o îngustare de diametru d ,

în zona de ieşire a combustibilului. Păcura pompată cu presiune, la ieşirea prin duză,

realizează pulverizarea - fig.19.

Fig.20. Construc ţ ia injectoarelor cu camer ă de turbionare

şi reglaj al debitului pe retur

Pentru reducerea penetraţiei jetului în focar, se poate utiliza şi turbionarea

combustibilului cu ajutorul camerei de turbionare. Dezavantajul acestor arzătoare constă în

stricarea fineţei de pulverizare la sarcini reduse, deoarece reducerea sarcinii se realizează prin

reducerea presiunii. Deficienţele injectoarelor directe, sunt eliminate la construcţiainjectoarelor cu camer ă de turbionare şi reglaj al debitului de combustibil pe retur. La

utilizarea camerei de pulverizare, debitul pe tur este constant, sarcina realizându-se prin

reglarea debitului pe retur. În fig.20, se prezintă trei variante de injectoare cu reglajul pe

returul combustibilului (varianta a cu orificiu central pentru returul de combustibil, numită

Peabody; varianta b cu orificii periferice pentru retur, numită Bargeboer; varianta d cu inel de

captare, numită Todd. Construcţia de injector Joyce, cuprinde un ac de reglaj, care se

deplasează în partea de captare a returului de combustibil.

Diametrul duzei la pulverizarea mecanică rezultă din relaţia:

d S A mm 2 1 5, , ,

unde S , mm, este suprafaţa duzei şi se determină în funcţie de debitul de combustibil lichid B, kg s/ , cu ajutorul relaţiei:

S B

k pm

, ,

unde p este suprapresiunea de pulverizare, Pa ; - densitatea combustibilului lichid,

kg m/ 3 . Cu A s-a a notat caracteristica camerei turbionare: Am

3

,unde este unghiul de


21/31

evazare al jetului 65 150 iar m un coeficient ce caracterizează pulverizarea (pentru

pulverizare fină m = 60, iar pentru pulverizare foarte fină, m = 65).

Fig.21. Injector pneumatic

În fig.21, se prezintă un injector pneumatic, iar în fig. 22 un injector cu pulverizare cu

abur cu duză tip Y. Consumul specific de abur W f , are valoarea 0,15 - 0,3 kg abur/kg

combustibil, pentru o presiune curentă de 8 - 20 bar. La arzătoarele cu pulverizare cu aer,consumul de aer este de 0,7 - 1,2 kg kg / , la presiuni de 1 - 6 bar. Pulverizatoarele cu aer şi

abur au avantajul că fineţea pulverizării nu depinde de sarcină. Injectoarele (pulverizatoarele)

cu abur sunt recomandate în special la arderea păcurilor cu vâscozitate mare. Ieşirea

amestecului abur-combustibil, se face prin 1 la 7 duze (uzual duzele tip Y au 5 orificii situate

sub un unghi de 70 - 90). La arderea combustibililor lichizi cu suprapresiune în focar (notată

cu p f ), apare o reducere suplimentar ă a diametrului picăturii pulverizate şi ca urmare a

acestui avantaj, marea majoritate a instalaţiilor de ardere vor fi cu o suprapresiune în focar

având valoarea p f = 400 - 4000 Pa. O construcţie special de arzătoare pentru combustibil

lichid o reprezintă cele cu cupă rotativă (utilizate în special la arderea deşeurilor asu a

uleiurilor vegetale). Cupa rotativă antrenează pe o faţă combustibilul iar pe cealaltă, cu

ajutorul unei palete, aerul. Pulverizarea se realizează la contactul dintre cele două fluide.

Turaţiile foarte mari (peste 5000 rot/min), impugn rulmenţilor sarcini special.

Fig.22. Injector pentru păcur ă cu multiduz ă de pulverizare


22/31

Suprapresiunea implică însă o construcţie etanşă a pereţilor focar, obţinută în special

prin soluţia pereţilor membrană.

5. INSTALAŢII DE ARDERE PENTRU COMBUSTIBILI GAZOŞI

Arderea combustibililor gazoşi se poate realiza prin două tehnologii:

- Arderea cinetică (a preamestecului combustibilului cu aerul);

- Arderea difuzivă.

Arderea difuzivă prezintă şi stabilitate mărită a flăcării fiind astfel preferată la

instalaţiile energetice. Arderea cinetică este însă caracterizată printr-o emisie mai scăzută de

NOx.

Fig.23. Arz ător de gaz cu admisia par ţ ial ă

a acestuia în aer

În figura 23, se prezintă un arzător cu amestecare par ţială a combustibilului cu aerul.

Admisia combustibilului este periferică, dar la alte variante constructive poate fi şi centrală.

Această variantă de arzător se întâlneşte la arderea gazului de furnal care are o putere

calorifică foarte redusă (4000-5000 KJ/m3N). Pentru reducerea emisiei de NOx, în tunelul

ambrazur ă se realizează arderea substoechiometrică. În figura 24, se prezintă construcţii de

arzătoare cu amestecare exterioar ă a combustibilului cu aerul. Varianta b, este utilizată la

combustibilii gazoşi de putere calorifică scăzută; fantele de ieşire a gazului şi aerului pot avea

şi formă cilindrică, ca la varianta a.

Fig.24. Arz ătoare de combustibil gazos cu amestecare exterioar ă cu aerul


23/31

În figura 25, se prezintă un arzător mixt gaz-combustibil lichid. Injectorul de

combustibil lichid este amplasat în axul arzătorului. Combustibilul gazos, din torul exterior de

alimentare, intr ă în lăncile care ajung până în zona ambrazurii. Această soluţie cu lănci (în

număr de 8 la 16), permite creşterea debitului de combustibil gazos. Aerul, este turbionat cu

ajutorul unor palete mobile. Injectorul de păcur ă se termină cu un stabilizator de flacăr ă.

Această variantă de arzător este foarte des utilizată de către oţi constructorii de arzătoare..

Construcţia cu mai multe canale de aer secundar asigur ă reducerea emisiei de x NO , prin

utilizarea tehnologiei arderii în trepte.

Fig.25. Arz ător mixt gaz combustibil-lichid

6. EVACUAREA ZGURII ŞI CENUŞII

Constructivo-funcţional, zgura poate fi evacuată în stare solidă sau lichidă (în ţara

noastr ă nu avem instalaţii de evacuare lichidă a zgurii, acestea fiind utilizate numai la

utilizarea cărbunilor superiori). Evacuarea zgurii şi cenuşii poate fi cu apă (umedă) sau uscată.

Evacuarea uscată este tot mai folosită astăzi, ca urmare a multiplelor utilizări a cenuşilor

uscate. Zgura evacuată în stare umedă din pâlnia focarul cazanului este r ăcită cu apă,

concasată şi evacuată în continuare din sala cazanelor tot în stare umedă. Cenuşa eliminată din pâlnia drumului II de gaze şi din pâlniile filtrelor de cenuşă poate fi extrasă pe bază

hidraulică sau uscată.

În fig. 26 este ar ătată schema unei instalaţii în care toată evacuarea se face hidraulic.

Toate punctele de colectare ale zgurii şi cenuşii sunt etanşate hidraulic, având în vedere că

presiunea din interiorul traseului de gaze difer ă de cea atmosferică. Cenuşa si zgura sunt

antrenate prin injecţii de apă, raportul dintre cantitatea de apă de evacuare folosită şi materialul

antrenat fiind în raportul de 6:1 până la 10:1.


24/31

Canalele de zgur ă şi cenuşă au forme racordate pentru a evita stagnările, cu pantă

minimă de 1% şi sunt că ptuşite cu materiale rezistente la eroziune şi coroziune. De-a lungul

acestor canale, continuă să se injecteze din loc în loc apă pentru antrenare. Din bazinul care

colectează întreg noroiul (amestecul de zgur ă, cenuşă şi apă) ,acesta este evacuat în

continuare spre depozit fie cu ajutorul unor pompe speciale de noroi (pompe Bagger) fie cu

ajutorul unor hidroejectoare. În acest ultim caz, este nevoie de o cantitate suplimentar ă de apă

sub presiune, ceea ce măreşte raportul apă-cenuşă la 16: 1 până la 20: 1.

Fig.26. Schema de evacuare hidraulică a cenu şii

1-band ă pentru evacuarea zgurii din focar; 2-bazin de r ăcire a zgurii; 3-concasor; 4-jgheab

de transport; 5-pâlniile de cenu şă ale filtrelor 6-z ăvor hidraulic; 7-bazin de cenu şă; 8-pompă

de apă de spălare; 9-conduct ă de apă pentru spălarea cenu şii; 10-pompă de noroi 11-hidroejector; 12-pompă de ejec ţ ie;

13-conduct ă de zgur ă şi cenu şă spre depozit

În funcţionarea pompelor de noroi, acestea au o uzur ă rapidă a rotoarelor, având în

vedere caracteristicile abrazive ale fluidului pompat, iar înlocuirea rotoarelor trebuie prevăzută

după perioade de funcţionare de 2 000—4 000 h.

Aceste sisteme sunt de regulă cu două pompe pentru o conductă de transport, din care una este

în rezervă.


25/31

Fig.27 Evacuarea uscat ă a cenu şii

1-electrofiltru; 2-canale transportoare pneumatice cu pat fluidizat; 3-ventilator; 4-siloz de colectare; 5-dispozitivde închidere; 6-pompă de praf; 7-siloz de praf; 8-separator de praf; 9-descărcare în cisternă; 10-umidificator;

11- descărcare pentru evacuare hidraulică sau transport umed

Legislaţia de mediu actuală înlocuieşte noroiul cu şlamul dens. Acesta are o

concentraţie a cenuşii în apă de 0,5-2. Această concentraţie se obşine prin hidrociclonarea

noroiului şi dozarea ulterioar ă a acestuia cu cenuşă uscată. Scopul acestei tehnologii constă în

uscarea şi întărirea ultrarapidă a acestuia în depozit.

Conductele spre depozit având pantă coborâtoare continuă, pot asigura transportul pe

distanţa până la 4—5 km. Se remarcă uzura inegală a lor, care se accentuează în special pe

arcul de 120° la partea inferioar ă. Rotirea la intervale de timp a conductei asigur ă prelungirea

duratei ei de serviciu. În cazul când este lipsă de apă, sistemul hidraulic de transport poate

lucra în circuit închis, refolosind o parte din apă după ce a fost decantată. Evacuarea uscată a

cenuşii se face după o schemă de principiu ca cea prezentată în fig. 27.

Evacuarea uscată se prefer ă în ultimul timp deoarece:

- prezintă pericol mai redus de înfundare;

- prezintă un uşor control al etanşării;

- posibilitate de valorificare multiplă a cenuşii.

Evacuarea uscată este însă în general mai complexă, şi deci mai scumpă, iar instalaţia

are uzuri mai accentuate. Pentru transport se pot utiliza transportoare cu melc, jgheaburi în

strat fluidizat, şi pompe de tip Fuller.

Se prefer ă, din condiţii de conservare a mediului, reducerea zgurii şi cenuşii la carierele decărbune şi refacerea solului activ.


26/31

7. DESULFURAREA GAZELOR DE ARDERE

În procesul de desulfurare se folosesc diver şi reactivi, în general pe baza de calciu, dar

şi de sodiu. Reactivii în acest caz sunt substanţe alcaline, care se injectează în gazele de ardere(în anumite locuri, în funcţie de metoda folosită), neutralizând oxizii de sulf prin transformare

în alţi compuşi, de obicei sub formă solidă, care sunt apoi evacuaţi în aval prin echipamente

adecvate (poate fi chiar despr ăfuitorul).

Scruberele, ce reprezintă sisteme umede de reţinere a cenuşii, pot fi într-o „singura

trecere” sau „regenerabile”. Scruberele regenerabile recirculă sorbentul înapoi în sistem. In

prezent procesele regenerabile sunt prea costisitoare, astfel încât utilizarea lor poate fi

justificată fie de un spaţiu limitat sau posibilităţi de manevrare reduse, fie de suprasaturarea pieţii de subprodusele rezultate (de ex. gipsul). Ambele sisteme menţionate pot fi umede,

uscate sau semi-uscate.

Sisteme umede

Metoda constă în vaporizarea apei din soluţia de cur ăţare în timp ce gazele de ardere se

r ăcesc până la temperatura de saturaţie. La echilibru se adaugă o anumită cantitate de apă, care

să acopere pierderea de apă. In fig. 28, se vede cum gazele de ardere intr ă în turnul de

pulverizare mai jos, prin lateral, ceea ce conduce la o neuniformitate a curentului de gaze de

ardere, iar aceasta are ca urmare o îndepărtare mai puţin eficienta a SOx şi de aceea se

introduce o sita pentru uniformizarea vitezei (uneori chiar mai mult). Deasupra sitei, prin duze,

soluţia apoasa este pulverizata în fluxul de gaze în contracurent cu gazele de ardere, pentru a

obţine un contact mai bun.

Orificiile de pulverizare au rolul de controla amestecul dintre reactiv şi gazele de

ardere prin diametru lor, numărul de duze, precum şi variaţia presiunii în ele. Materialulduzelor poate fi ceramică sau alt material rezistent la coroziune. O parte din apa din solu ţie se

evapor ă, iar curentul de gaze r ămas devine saturat cu vapori de apă. Dioxidul de sulf se

dizolvă în picăturile de soluţie apoasă, unde reacţionează cu particulele alcaline.


27/31

Fig.28. Modul de desulfurare umed ă a gazelor de ardere.

Soluţ

ia cade în partea inferioar ă

, unde este colectată

. Reactivul rezultat, este trimis apoiîntr-un tanc de reacţie, unde reacţiile de alcalinizare sunt completate, formându-se săruri. Intr-

un sistem regenerabil, soluţia r ămasă este reintrodusă în absorber. In sistemele mono(uni)-

flux, se produce eliminarea apei, iar sub-produsele sunt apoi depozitate. Se observă ca la

partea inferioar ă se introduce şi aer pentru oxidare şi este prevăzut şi un agitator cu elice

pentru barbotare.

Gazele de ardere tratate trec apoi printr-un sistem de eliminare picăturilor (jaluzele,

site, table ondulate etc.) şi ies pe la partea superioar ă, fiind apoi evacuate spre coş. Reactivul

cel mai des folosit este calcarul (CaCO3) sau piatra de var, deoarece este cel mai ieftin

(carbonaţii şi silicaţii de calciu şi magneziu se găsesc în cantităţi relativ mari pe scoar ţa

terestr ă, se extrage uşor din mină, se transportă şi se stochează uşor, manipularea se face

asemănător cu a cărbunelui etc.). Dezavantajul constă în faptul ca eficienţa lui este de

aproximativ 90%. Se mai poate folosi oxidul de calciu sau varul nestins (CaO), cu sau f ăr ă

oxid de magneziu (MgO), a cărui eficienţă este de aproximativ 95%, dar costurile sunt mai

ridicate. Mai trebuie f ăcută precizarea ca se lucrează de fapt cu hidroxid de calciu (var stins),

deoarece oxidul de calciu este foarte avid de apă şi se transformă imediat în var stins. Se mai


28/31

poate utiliza de asemenea un amestec de substanţe alcaline (carbonat de sodiu cu hidroxid de

calciu) s.a.

Oxidarea soluţiei de reactiv favorizează formarea gipsului (sulfat de calciu cristalizat

cu două molecule de apă) în absorber. Gipsul este îndepărtat, în timp ce reactivul poate fi

recirculat. Este apoi necesar ă eliminarea apei din gips, pentru a putea fi mai uşor de manevrat

şi comercializat. Reintroducerea apei în sistem pe de o parte este cea care măreşte simţitor

costurile, datorită pompelor necesare, precum şi depozitarea sub-produselor, pe de alta, care

trebuie şi ele manipulate.

Un alt dezavantaj îl constituie faptul că în gazele de ardere pot r ămâne urme de SO2,

care se transforma în SO3 şi datorită prezenţei vaporilor de apă inevitabil mai departe în acid

sulfuric; gazele de ardere fiind destul de reci, se atinge punctul de roua acidă, iar acidul

sulfuric condensează şi corodează atât conductele până la coş, cât şi baza coşului. Eliminarea

acestui inconvenient se poate face fie prin că ptuşirea conductelor şi a bazei coşului cu

materiale rezistente la coroziune (ceramică etc.), fie prin încălzirea gazelor într-un schimbător

de căldur ă suplimentar, ambele metode însemnând tot costuri suplimentare.

Chiar şi aşa, în ţări dezvoltate ca SUA, Japonia, Germania, cur ăţarea umedă cu calcar

r ămâne metoda cea mai folosită la centralele electrice funcţionând cu cărbune datorită

costurilor reduse ale reactivului, precum şi a eficienţei foarte bune (90 – 98%).

Sisteme uscate

Metoda constă în injectarea pneumatică în focar sau la finele acestuia a reactivului

măcinat. Reactivii sunt aceiaşi pentru toate metodele, cei mai sus-menţionaţi. Injectarea de

calcar, dolomită sau var în gazele de ardere se face la aproximativ 1000-1200oC. La aceasta

temperatur ă, dolomita sau calcarul practic se descompun, iar agentul chimic principal r ămâne

CaO, care este foarte reactiv faţă de SOx.

De aceea, în funcţie de temperatura dezvoltată în focar, injecţia se face la diferite

nivele, temperatura depinzând şi ea de combustibilul folosit (de ex. la arderea deşeurilor

menajere, temperatura optimă necesar ă injectării se atinge imediat deasupra gr ătarului, la

arderea cărbunelui la finele focarului, etc.).

In fig. 29 se poate vedea cum se poate face introducerea reactivului. După unii autori,

injecţia de reactiv se poate face şi la temperaturi mai joase (500-600 oC), ceea ce corespunde


29/31

aproximativ zonei de amplasare a economizorului. In unele situaţii poate fi utilă de asemenea

pulverizare de apă, pentru îmbunătăţirea gradului de îndepărtare a poluantului.

Aceasta metodă este cea mai ieftină, dar are şi unele dezavantaje. Dezavantajul major constă

în eficienta destul de scăzută, în general de 50-60%, uneori, la conţinut relativ mic de SOx în

gazele de ardere se poate ajunge la 80-90%.

Fig. 29. Sistem de injec ţ ie direct ă a sorbentului în focar cuplat cu sistem de umidificare pentru

ridicarea gradului de re ţ inere a particulelor şi mărirea eficien ţ ei de desulfurare.

Pentru a îmbunătăţi uniformitatea distribuţiei calcarului (aceasta reprezentând un alt

dezavantaj al metodei) se poate varia atât viteza, cât şi unghiul de introducere al reactivului.

Gradul de îndepărtare a SOx depinde şi de mărimea particulelor de reactiv (mai mult decât la

celelalte metode unde se introduce reactivul sub forma de soluţie). Timpul de contact este şi el

un factor important, căci trebuie să fie suficient cât să permită pătrunderea SOx în interiorul

particulelor de sorbent.

Metoda are insă şi certe avantaje. De exemplu rezultă produse solide, care pot fiîndepărtate cu ajutorul despr ăfuitorului (filtru cu saci, electrofiltru). Problema apare în cazul

folosirii păcurii sau a unui amestec de gaze ce conţin sulf (de ex. produse de rafinării), unde

depozitarea reziduurilor solide este nouă. De asemenea reactivul se poate reutiliza mai uşor,

dar trebuie avut în vedere că nu după mult timp devine inactiv.

Acesta metodă este foarte potrivită pentru cazane industriale mici, în special în cazul

retehnologizării, deoarece suprafaţa existenta în jurul cazanului este determinata, iar aceasta

soluţie necesită spaţiu de manipulare redus.


30/31

Sisteme semi-umede

Metoda de desulfurare, se bazează pe pulverizarea unei soluţii apoase de sorbent,

similar cu metoda umedă, dar cu deosebirea că apa este dozată astfel încât întreaga cantitate să se vaporizeze şi să r ămână numai reactivul. Reactivul alcalin este pulverizat peste gazele

fierbinţi pentru a absorbi SO2. Metoda este dată de multe ori ca f ăcând parte din metodele

uscate de eliminare a SO2 din gazele de ardere, dar trebuie f ăcută totuşi diferenţierea faţă de

metoda complet uscată; i se mai spune absorbţie prin pulverizare. Această metodă constituie

principala alternativă la desulfurarea umedă.

Se foloseşte în special la cazane mici, funcţionând cu cărbune de calitate inferioar ă sau

la cazane pe deşeuri menajere, pentru îndepărtarea combinată a HCl cât şi a SO2. La cazane

mari, pentru centrale electrice se foloseşte numai dacă este vorba despre un cărbune cu

conţinut scăzut de sulf sau dacă sunt aproape de ieşirea din uz şi nu se justifică o investiţie mai

mare pentru reabilitare. La creşteri („pick”-uri) de sarcină, când apare o creştere de consum de

energie electrică şi sunt puse în funcţiune centrale vechi, numai pe perioade scurte de timp.

Avantajele acestei metode sunt costurile mici ale materialelor necesare, faptul că rezultă

produse uscate cu care este uşor de operat, necesită puţine operaţii în timpul procesului, ceea

ce înseamnă costuri reduse. Operaţiile sunt mai ieftine (manipulare, stocare, preparare), în

acelaşi timp necesită un consum mic de apă.

Fig.30. Sistem semi-umed pentru reducerea emisiei de oxizi de sulf.

In fig. 30 se observă o instalaţie de desulfurare semi-uscată cuplată cu un filtru

electrostatic despr ăfuitor. Se constată că la desulfurarea umedă absorberul se aşează după

despr ăfuitor, iar la desulfurarea semi-uscat

ă înainte de despr

ăfuitor.


31/31

Fig 31. Modul de reactor semi-uscat (uscat) pentru desulfurarea gazelor de ardere.

Configura ţ ie orizontal ă

Gazele de ardere la ieşirea din generatorul de abur au temperatura de 120-180oC şi

intr ă în instalaţia de desulfurare printr-un difuzor turbionar (turbo-difuzor), care poate fi în

varianta orizontală (fig.31) sau verticală.

Documents

Desulfurare Umeda