Раздел 7. Перспективные технологии

Раздел 7. Перспективные технологии

7.1 Обжиг в кипящем слое

В течение многих лет обжиг тонко измельченной карбонатной породы в кипящем слое осуществляют в небольших объемах. У этой технологии имеется несколько потенциальных достоинств:

- использование содержащей серу карбонатной породы;

- низкие выбросы ;

- низкие выбросы .

Помимо того, что при использовании этой технологии не достигается особенно низкий удельный расход тепла на обжиг, тонко измельченная продукция не подходит для многих целей, при этом в ней относительно велико содержание карбоната кальция.

"Рисунок 7.1 - Схема печи кипящего слоя"

На рисунке 7.1 показана схема печи кипящего слоя. Тонко измельченную карбонатную породу подают в подогреватель, использующий тепло отходящих печных газов. Подогретая карбонатная порода затем поступает в емкость, где создается первая ступень кипящего слоя, температура карбонатной породы повышается, и она начинает обжигаться. По мере обжига карбонатной породы более легкая негашеная известь перетекает через разделительную стенку в пространство второй стадии кипящего слоя, где завершается обжиг. Затем негашеная известь проходит через холодильник, где охлаждается наружным воздухом.

Несмотря на то, что при осуществлении технологии кипящего слоя происходит меньшее, чем при использовании других печей, загрязнение, отсутствуют четкие доказательства возможности получения в кипящем слое тонкодисперсной высоко активной извести.

7.2 Обжиг во взвешенном состоянии

В цементной промышленности разработана технология подачи тонко измельченной карбонатной породы в подогреватель взвешенного состояния - декарбонизатор. Однако такая технология подходит лишь для карбонатной породы определенного качества и поэтому используется в очень малом количестве установок. Эта технология осуществлена на двух печах в Австралии. На одной из них продукт из декарбонизатора проходит короткую вращающуюся печь, используемую для регулирования содержания и контроля соответствия активности требованиям потребителя.

Такая технология особенно подходит для "песчаной" карбонатной породы, поскольку обжиг во взвешенном состоянии подразумевает подачу материала размером 0 - 2 мм. Для осуществления рассматриваемой технологии необходимы высокие капиталовложения, которые, вероятно, ограничивают их относительно высокую (например, около 500 т/сут) производительность.

7.3 Керамические фильтры

Керамические фильтры способны эффективно удалять пыль из газов с очень высокой температурой. И в таких печах, как вращающиеся, производящие мертво обожженный доломит, возможно использование керамических теплообменных устройств.

7.4 Дожигание дымовых газов в шахтных пересыпных печах

Для обработки дымовых газов шахтных пересыпных печей рассматривается два варианта очистки:

а) рекуперативный термический окислитель. Основным достоинством рассматриваемой технологии является относительно слабая чувствительность к концентрации пыли до 30 . Кроме того, из-за наличия в окислителе высоких температур не могут образоваться аммонийные соли, которые засоряют и корродируют оборудование. Однако при самых благоприятных режимах эта технология требует дополнительных (до 0,85 ГДж/т продукции) затрат тепла. В данный момент отсутствуют практические испытания, подтверждающие эффективность очистки и затраты при использовании этой технологии.

б) регенеративный термический окислитель. Опытные испытания небольшого регенеративного окислителя провели на нескольких заводах ЕС, оснащенных отапливаемыми различными видами твердого топлива шахтными пересыпными печами. Окислитель устанавливали между тканевым фильтром и трубой и часть (до 1500 ) дымовых газов (как показано на рисунке 7.2) отделяли от основного потока дымовых газов.

"Рисунок 7.2 - Пример технологической схемы обработки дымовых газов"

Состав дымовых газов на входе и выходе из окислителя подвергался тщательному контролю в течение нескольких часов (см. таблицу 7.1).

Таблица 7.1 - Состав дымовых газов по результатам мониторинга в течение нескольких часов [13]

Замеры	Вещества	Средняя концентрация,
		на входе	на выходе
1	CO	4900	35
	TOC	32	01
		< 0,8	< 0,7
2	CO	14650	95
	TOC	1220	0,4
		2	< 0,8
3	CO	6270	51
	TOC	338	1,3
		1,4	<1,2
4	CO	10810	95
	TOC	37	0,2
		-	-
5	CO	14230	128
	TOC	34	0,3
		20	< 0,9
6	CO	14450	115
	TOC	53	0,5
		33	< 0,5

Из приведенных данных можно сделать вывод о том, что хорошо спроектированный окислитель может работать в автотермическом (без подвода дополнительной энергии) режиме в том случае, когда концентрация CO в дымовых газов до обработки превышает 1,5% - 2%. В этом случае эффективность удаления оксида углерода, общего органического углерода и сероводорода достигает 98%. Концентрация CO в дымовых газах после очистки всегда не превышает 100 . Однако в противоположность рекуперативной системе это оборудование требует, чтобы в дымовых газах содержалось очень мало (не более 5 ) пыли. Если температура на выходе слишком низкая (ниже 200°C), могут формироваться аммонийные соли. В этом случае наблюдается коррозия труб и (или) неконтролируемый выброс пыли. Эти испытания также показали, что в том случае, когда CO превышает 2% - 3%, в окислителе при окислении загрязняющих веществ образуется слишком много тепла. Это может привести к серьезным нарушениям в работе оборудования.

Вывод о том, какую технологию следует выбрать, следует основывать на следующем (не исчерпывающем) перечне критериев:

- характеристика дымовых газов - скорость течения, содержание кислорода, CO, TOC и температура;

- изменение этих параметров во времени;

- характеристика обеспыливающей системы.