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