Порівняльні характеристики золоуловлювачів
Опір золоуловлювача, Па
Витрата ел. енергії на
10 3 м 3 /год газу, кВт · год
Мокропрутковий золоуловлювач МП - ВТІ
Електрофільтр горизонтальний трипільний
Комбінований золоуловлювач – батарейний циклон та електрофільтр
14. Шлакозоловидалення
Вихід та характеристики шлаку та золи
В результаті спалювання твердого палива зола, що міститься в ньому, частково залишається в топці у вигляді шлаку, а частково виноситься з продуктами згоряння. Золовий винесення частково осідає в газоходах котла і вловлюється в золоуловлювачі, а частково видаляється разом з димовими газами в атмосферу. У шлаку і винесення є частинки незгорілого палива. Шлак, що видаляється з топки, є великими шматками сплавленої склоподібної або крихкої губчастої маси. Винесення, що осаджується в газоходах і золоуловлювачі, є сипучою рухомою сумішшю частинок золи і незгорілого палива. Зола та шлак є цінною сировиною для виробництва будівельних матеріалів. Шлаки можуть бути використані як добавка до цементу при виробництві силікатної та алюмосилікатної цегли, шлакоблоків, каменеливарних виробів, вогнетривів, шлакової вати та ін.
Кількість шлаку та золи, яке необхідно видаляти з котлів великої продуктивності, що працюють на багатозольному паливі, становить сотні тонн на добу, і тому шлакозоловидалення є поряд із подачею твердого палива трудомістким процесом. Деякі операції шлакозоловидалення, якщо вони виконуються вручну, є небезпечними та шкідливими для здоров'я.
До систем шлакозоловидалення пред'являються такі основні вимоги: безпека роботи та забезпечення нормальних санітарно-гігієнічних умов праці для персоналу; мінімальні витрати на видалення шлаку та золи, взокрема витрати електроенергії та води; можливість подальшого використання шлаків та золи.
Процес шлакозоловидалення можна розділити на дві стадії: очищення шлакових та зольних бункерів котла від вмісту та транспорт шлаку та золи. Остання операція поділяється на транспорт шлаку та золи від котлів за межі їх приміщення та транспорт шлаку та золи на золовідвали або до споживачів.
Співвідношення кількості шлаку та золи визначається способом спалювання палива та конструкцією топкового пристрою та характеризується зразковими даними, наведеними в табл. 4.
Розподіл кількостей шлаку та золи
% від загальної кількості шлаку та золи
Кількість золи, що осідає в газоходах котла, % від загальної кількості шлаку та золи
Кількість золи, що виноситься димовими газами з парогенератора, % від загальної кількості шлаку та золи
Шарове спалювання палива
Пикутне спалювання палива із сухим шлаковидаленням
Пикутне спалювання палива з рідким шлаковидаленням
Залежно від виду палива, що спалюється, щільність шлаку становить 2,2-2,6 т/м 3 , а золи - 2,0-2,5 т/м 3 .
Більше 50% частинок шлаку мають розміри понад 3 мм. Основна маса золи (до 85%) складається з частинок розміром 0,01-0,5 мм.
Для видалення шлаку та золи з топок, золових бункерів котлів і золоуловлювачів і далі з приміщення на золовідвал застосовуютьсямеханічна,пневматичнатагідравлічнасистеми шлакозоловидалення.
Механічна система шлакузоловидалення
При механічній системі шлакозоловидалення (рис. 79) вивантаження шлаку з бункерів здійснюється скребковими транспортерами або шнеками, а золи – клапанами-мигалками або лопатевими затворами, що обертаються.
Шлак і зола скидаються вприймальний канал, розташований у золовому приміщенні, і далі за допомогою скрепера, горизонтально-вертикального витягу або інших механізмів подаються до збірного бункеру, що знаходиться за межами котлів. Транспорт шлаку та золи на золовідвал або завод для переробки здійснюється автомашинами або залізничними вагонами.
Рис.79. Схема шлакозоловидалення зі скрепером:
1 – бункер шлаку парогенератора; 2 – скреперний канал;
3 – лебідка; 4 – натяжний трос; 5 – ківш; 6 – естакада;
7 – збірний бункер для шлаку та золи
Механічні системи шлакозоловидалення не вимагають великих витрат електроенергії та води, які становлять 2-3 кВт∙год/т та 0,2- 0,5 м 3 /т, проте не забезпечують видалення великих мас шлаку та золи та не вирішують питання зовнішнього їх транспорту . Внаслідок цього механічні системи шлакозоловидалення застосовуються тільки для котельних установок малої потужності.
Пневматична система йшлакозоловидалення
Пневматичний транспорт шлаку та золи заснований на здатності потоку газів при достатній швидкості переміщувати сипучі матеріали.
Пневмошлакозоловидалення може бути здійснено за нагнітальною та всмоктувальною схемами. У першому випадку система перебуває під тиском, у другому - під розрідженням. Застосовуються зазвичай системи, що здійснюються за всмоктувальною схемою, при яких в якості агента, що транспортує, використовується повітря, і вся система знаходиться під розрідженням, створюваним паровими ежекторами або вакуум-насосами.
На рис. 80 показана схема пневматичної системи шлакозоло-видалення, що працює під розрідженням, створюваним паровими ежекторами.
Шлак після подрібнення до розмірів менше 35 мм у валкових дробарках, встановлених під кожним шлаковим бункером, тазола із золових бункерів надходять у насадки, що всмоктують, підхоплюються повітрям, що подається через насадки в систему, і транспортуються трубопроводами в циклон, де відбувається відділення золи і шлаку від повітря. З циклону зола та шлак надходять у збірний бункер і далі в залізничні вагони чи автомашини, якими вивозяться на золовідвал або для переробки. Повітря з циклону відсмоктується через пиловловлювач паровими ежекторами і разом з парою скидається в димову трубу.
Мал. 80. Схема пневматичного шлакозоловидалення:
1 – шлаковий бункер; 2 – шлакодробарка; 3 – насадка для прийому
шлаку; 4 - насадка для прийому золи; 5 – телескопічна
насадка; 6 – зварене коліно; 7 – запірний кран; 8 – шлакозолопровід;
9 - осаджуюча камера; 10 – циклон; 11 – бункер; 12 – вагон
Концентрація золи і шлаку, зважених у повітрі, має перевищувати 4—7 кг/м 3 . Діаметр золопроводів зазвичай вибирається 90-120 мм. Швидкість потоку при транспортуванні шлакозолової суміші має бути більше 25 м/с. При транспортуванні однієї золи швидкість приймається щонайменше 12 м/с, у своїй розрідження, створюване ежекторами чи вакуум-насосами, становить 30-40 кПа. Витрата пари ежекторами 0,8-1 кг/кг маси шлаку і золи, що транспортується, а витрата енергії на дроблення шлаку 0,8 кВт∙год/т. Транспорт шлаку та золи може здійснюватися на відстань до 200 м при підйомі до 30 м.
Перевагами систем пневмошлакозоловидалення є простота пристрою та обслуговування, можливість безпосереднього використання одержуваних у сухому вигляді шлаку та золи для різних цілей, а також відсутність забруднених стічних вод. Недоліками системи є швидке зношування шлакозолопроводів, а також обмежений радіус дії, що визначаєнеобхідність додаткового застосування зовнішнього колісного транспорту.
Пневмошлакозоловидалення застосовується для парогенераторних установок малої продуктивності при недоцільності пристрою гідрозоловидалення, а також у разі необхідності одержання сухого шлаку та золи за умовами їх подальшого використання. У парогенераторних установках великої продуктивності пневматичний транспорт золи застосовується у поєднанні з гідрозоловидаленням.
Гідравлічна система шлакозоловидалення
У гідравлічних системах шлакозоловидалення як транспортуючий агент використовується вода.
Гідравлічна система широко поширена в потужних енергоустановках (рис. 81), в яких застосована механізована подача шлаку та золи в канали гідрошлаковидалення. Залізобетонний канал 5 прокладається з ухилом по довжині та оснащений спонукальними соплами 7, що забезпечують змив та транспорт шлаків. Нижня стираюча частина каналу захищена від ерозії литими плитами 6 твердого мінералу. Пульпа (суміш води, шлаку та золи) по каналу подається в багерну насосну, розташовану нижче нульової позначки котельні. Пульпа проходить шлакодробилку 8, залізоуловлювач 9 і багерний насос 10, який подає пульпу в закритий шлакозолопровід 11 або в дерев'яний відкритий лоток, які направляють пульпу на золовідвали або в золовідстійники 12. Під золовідвали щонайменше 25 років.
Механізоване шлаковидалення, що безперервно діє, як при твердому, так і рідкому шлаку виконується у вигляді простих по пристрої і надійних в роботі шнеків (рис. 82).
Для запобігання забруднення земельних угідь золошлаковідвалами та їх зменшення необхідно збільшувати масштаби промисловоговикористання золи та шлаку. Використання золи залежить від застосовуваних систем золоуловлювання та золовидалення. Зола, уловлена мокрими золоуловітелями або подається на золовідвали гідравлічною системою, зволожується і тому втрачає ряд своїх цінних властивостей.
Мал. 81. Схема гідромеханічної оборотної системи шлакозоловидалення:
1 – топка; 2 – шнек із шлакодробилкою; 3 – золоуловлювач;
4 - золозмивний апарат; 5 – шлаковий канал; 6 – ерозійна
захист каналу; 7 - спонукальні сопла; 8 - шлакодробарка;
9 - залізоуловлювач; 10 – багерний насос; 11 - шлакозолопровід;
Мал. 82. Шнекове шлаковидалення безперервної дії:
1 – льотка; 2 - змійовик льотки, що охолоджується водою; 3 – нижній колектор екрану; 4 – шлаковий бункер; 5 – шибер; 6 – ванна з водою; 7 – шнек; 8 – дробильна камера; 9 – електродвигун із редуктором; 10 – грати; 11 - відвідна течка; 12 - течка каналу гідрозоловидалення; 13 – ролики для відкачування шлаку
Суха зола має велику сферу застосування у промисловості. Так, наприклад, при вмісті в золі оксиду кальцію (у сланцях, бурому вугіллі Кансько-Ачинського басейну та ін.) золу можна успішно використовувати для луження кислих глинистих ґрунтів і як добрива, оскільки в золі містяться калій та мікроелементи. Така зола знаходить застосування у виробництві цементу. Зрештою, зола використовується в будівельних розчинах асфальтобетонних покриттів шосейних доріг.