Известковый метод очистки дымовых газов от диоксида серы

Известковый метод очистки дымовых газов от диоксида серы

Литературный обзор

С развитием промышленности, топливно-энергетического комплекса, появлением двигателя внутреннего сгорания наша планета все чаще и чаще подвергается экологически негативному воздействию из-за выбрасывания в атмосферу дымовых газов (оксиды серы, азота, углекислый газ, зола и т.д.), которые пагубно влияют на биосферу и человечество в целом. И люди стали задумываться об экологии Земли, придумывать различные методы очистки дымовых газов. Данная работа будет посвящена изучению способов очистки дымовых газов, а именно известковой очистки от диоксида серы.

        Основным источником выброса соединений серы в атмосферу являются тепловые электрические станции. Проблема извлечения двуокиси серы приобретает все большее значение в области борьбы с загрязнением воздуха. С этой проблемой приходится сталкиваться и при сжигании высокосернистых топлив, а также при плавке сернистых руд. Повышение концентрации диоксида серы в атмосферном воздухе приводит к раздражению слизистых оболочек (глаз, органов дыхания) животных и человека, вплоть до возникновения хронических респираторных заболеваний. Диоксид серы в атмосфере под действием озона, образующегося из кислорода воздуха в результате солнечной радиации, окисляется до триоксида серы SO3:

SO2 + O3 = SO3 + O2

Последний мгновенно соединяется с водяным паром воздуха и образует пары серной кислоты. Расчеты показывают, что примерно 90% SO2 выпадает из дымовых газов на почву в радиусе примерно 15 – 35 высот дымовых труб. Этим объясняется принятое в большинстве промышленно развитых стран законодательство по диоксиду серы: обеспечивать не только технически достижимое содержание SO2 в выбрасываемых в воздух газах, но и степень его улавливания (около 60% для котлов малой мощности и 90% для котлов большой мощности). И только 10% SO2 переносятся в другие регионы под действием атмосферных потоков.

Если учесть, что скорости осаждения SO2 и субмикронных частиц летучей золы (наиболее обогащенных тяжелыми металлами) практически одинаковы, то закисление пресных водоемов и подземных вод и загрязнение их тяжелыми металлами происходят одновременно. Поэтому предотвратить этот процесс можно лишь уменьшением выбросов SO2 до значений, не снижающих регенеративных возможностей природы.

Таким образом, действие диоксида серы проявляется двояко: он интенсивно загрязняет район размещения тепловой электростанции и стимулирует через кислотные дожди интенсивное поступление тяжелых металлов в пресные водоемы и почвы, а значит и в сельскохозяйственные продукты.

Удалению SO2 посвящено много исследований. Но, по факту, на данный момент нет пригодных для промышленного применения процессов, которые позволяли бы экономично извлекать серу и SO2 из дымовых газов от процессов сгорания. Одной из причин является дороговизна и большое количество эксплуатационных расходов очистной установки, также ограниченное применение побочных продуктов. Проблема дополнительно осложняется и высокой температурой и сравнительно низким давлением дымовых газов, из которых необходимо извлекать SO2.

Дымовые газы, образующиеся при процессах сгорания, обычно содержат менее 0,5% SO2. Зависимость между содержанием серы в некоторых типичных топливах и содержание SO2 в образующихся дымовых газах приведена ниже (таблица 1). Принимается, что топливо сжигают с 15%-ным избытком воздуха.

Таблица 1. Зависимость между содержанием серы в некоторых типичных топливах и содержание SO2 в образующихся дымовых газах