Автор: К. Филиповски, И. Богданович (PENTOL-ENVIRO POLSKA Sp. z o.o.)

Опубликовано в журнале Химическая техника №10/2017

 Через два года будет отмечаться 50-летие основания компании PENTOL. Фирма была организована в Германии в 1969 г. С самого начала главным направлением ее деятельности является оптимизация процессов сжигания и снижения выбросов загрязняющих веществ (главным образом, пыли) в отходящих дымовых газах котлов. PENTOL специализируется на котлах, сжигающих уголь или мазут. Для каждого из этих видов топлива используется своя технология. По этой причине статья разделена на две части, посвященные соответственно пылеугольным и мазутным котлам с формированием соответствующих принципов сотрудничества с потенциальными клиентами. Девиз компании – «Продаем технические решения, а не только продукты».
Это означает, что PENTOL, проводя тщательное изучение проблем и пожеланий клиентов, подбирает оптимальные технические решения и технологии, выполняет пусконаладку поставленного оборудования, а также осуществляет послегарантийное сопровождение в течение всего периода использования технологий PENTOL. Совместно с клиентами компания добивается получения наибольшего эффекта при наименьших затратах. Благодаря такому подходу большое количество клиентов сотрудничает с компанией на протяжении многих лет. 
Продукция PENTOL хорошо известна во многих частях земного шара, главным образом, в Западной и Средней Европе, на Ближнем и Дальнем Востоке и Южной Америке. Планируется освоение и российского рынка с использованием потенциала польского отделения PENTOL, работающего в данном направлении уже больше 30 лет, и белорусского представителя этого отделения. Совместно с развитием дилерской сети в России, планируется создание сети сервисных центров, обеспечивающих поддержку всех пользователей наших продуктов.
Продукты и технологии для пылеугольных котлов
Для пылеугольных котлов PENTOL предлагает две технологии.
Кондиционирование дымовых газов
Использование электрофильтров является самым популярным методом удаления из отходящих дымовых газов пыли (твердых частиц), образующейся в процессе сжигания топлива в пылеугольных котлах. Существующие электрофильтры, удовлетворяющие предъявляемым к ним требованиям по эффективности при пусконаладке, в процессе их эксплуатации перестают соответствовать им в связи с принятием более жестких требований по выбросам твердых частиц. Эффективность электрофильтров зависит прежде всего от двух параметров:
  • удельной площади осаждения (сокращенно SCA), определяемой как отношение площади электродов осаждения к расходу дымовых газов;
  • резистивности (удельное электрическое сопротивление) пыли (зависит прежде всего от параметров дымовых газов и пыли).
Рис. 1. Эффективность электрофильтра в зависимости
от его производительности и резистивности золы
На рис. 1 показана зависимость эффективности электрофильтров от резистивности золы для четырех значений удельной площади осаждения. Как видно, при намерении увеличить эффективность электрофильтра с 90 (A) до 99% достичь этого можем двумя способами: или увеличить площадь электрофильтра немного больше чем
в 2 раза (В), или уменьшить резистивность золы (С). Значительное увеличение площади электрофильтра является трудно реализуемой технической задачей с большими капиталовложениями, требующей вывода из работы электрофильтра на несколько месяцев, в то время как резистивность золы можно уменьшить при помощи предлагаемого PENTOL технологического оборудования кондиционирования дымовых газов. Еще 40 лет назад было замечено, что сжигание низкосернистых углей приводит к снижению эффективности электрофильтров. Проведенные исследования показали, что причиной является пониженная концентрация SO3 в дымовых газах во время сжигания таких углей. В процессе сжигания топлива содержащаяся в нем сера окисляется до SO2, a около 1% SO2 естественным путем доокисляется до SO3. Кондиционирование дымовых газов повышает концентрацию SO3 в дымовых газах до уровня, который имел бы место при сжигании угля с содержанием серы 2 и более %. Оборудование кондиционирования дымовых газов (рис. 2) включает резервуар жидкой серы (температура ~140°C), насос, технологическую печь для сжигания серы и каталитический конвертер SO2 до SO3. Горячий SO3 вдувается при помощи специальных дюз в газоход дымовых газов перед электрофильтром. Чаще всего достигается многократное снижение выбросов пыли, при оптимальных условиях даже десятикратное. Постоянно растет число мощных энергоблоков, сжигающих уголь, уже оснащенных или в ближайшем будущем планирующих использование технологии мокрого сероудаления. В данном случае дополнительным эффектом использования данной техно-логии является повышение белизны получаемого гипса, а также уменьшение расходов на ремонт оборудования для сероудаления. В течение последних 30 лет PENTOL поставил более 100 комплектов оборудования.
Рис. 2. Схема размещения оборудования для кондиционирования дымовых газов:
1 – воздуходувка; 2 – воздухоподогреватель;
3 – камера сгорания; 4 – конвертер (катализатор)
Добавка к углю против шлакования котлов
PENTOL предлагает очень эффективную добавку PentoMag®2550 к углю, замедляющую процесс шлакования, которая поставляется в виде стабильной масляной суспензии в смеси с оксидами металлов. Добавка дозируется на ленту транспортера, подающего уголь в прикотловые бункеры, изменяет кристаллическую решетку золы, при этом она становится не прилипает к поверхностям нагрева котлов. Добавка может быть использована только в котлах с сухим шлакоудалением. На основании результатов анализа золы PENTOL способен дать ответ об эффективности применения данной технологии. Использование PentoMag®2550 позволяет увеличить продолжительность работы между очистками, сокращает время их проведения и обеспечивает работу котла с номинальной нагрузкой. Если благодаря добавке удастся добиться снижения температуры уходящих дымовых газов, то можно говорить и об экономии топлива.
Оборудование и технологии для мазутных котлов
Добавка к мазуту PentoMag®
PENTOL почти 50 лет является производителем широкого спектра добавок PentoMag® к мазуту и другим жидким топливам. Эти продукты предназначены для удовлетворения постоянно растущих потребностей клиентов, которые ищут проверенные и эффективные решения проблем, возникающих в котлах и печах, работающих на мазуте. Технология PentoMag® позволяет эффективно решить следующие задачи:
  • снизить скорость высоко- и низкотемпературной коррозии;
  • уменьшить отложения;
  • снизить выбросы загрязняющих веществ (особенно SO3);
  • сократить затраты на техническое обслуживание;
  • повысить надежность;
  • повысить экономичность котла.
Каждый котел требует индивидуального подхода к выбору присадок для достижения оптимальных результатов и максимальной экономии. Для этих целей Pentol предлагает большой ряд продуктов под названием PentoMag®. Специалисты компании подберут соответствующий продукт из всего перечня присадок:
  • суспензия оксидов магния высокой концентрации PentoMag® 2000 или с добавлением продуктов переработки PentoMag® 2015;
  • суспензия гидроксида магния на основе воды или масла (например, PentoMag® 5000.); используется в случае, если присадки не могут быть дозированы в топливо, и подаются непосредственно в отходящие газы за котлом;
  • магния карбоксилат – в основном используется для газовых турбин, перекачивающих мазут для предотвращения высокотемпературной коррозии;
  • смесь карбоксилата магния с суспензией MgO – наиболее эффективная добавка, основанная на магнии, решающая проблемы высоко- и низкотемпературной коррозии при помощи очень маленькой дозы при умеренных затратах;
  • сульфонат магния – используется в газовых турбинах, является очень эффективным средством для предотвращения высокотемпературной коррозии.
Технология водно-мазутной эмульсии PENTOMULS®
Одной из основных проблем, с которыми сталкивается эксплуатационный персонал мазутных котлов, является неполное сгорание, в результате чего в золе наблюдается высокое содержание горючих частиц. Недостаточное распыление мазута обусловлено тем, что продолжительность процесса сжигания слишком мала, чтобы топливо сгорело полностью, в результате чего несгоревший углерод уносится из топки, что приводит к увеличению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и ухудшению эффективности процесса горения.
Одной из наиболее эффективных технологий для оптимизации процесса сжигания мазута является производство и сжигание стабильной водно-мазутной эмульсии. Это позволяет значительно сократить выбросы твердых частиц пыли и NOx благодаря полному сгоранию, что также повышает эффективность теплообмена и чистоту поверхностей нагрева котла. Другим важным преимуществом является отсутствие каких-либо дополнительных расходов на модернизацию горелочных устройств. Специалисты знают роль воды в процессе сгорания. Ключом к ее использованию на практике является выбор соответствующих химических веществ и оборудования для получения капель воды соответствующего размера и стабильности в эмульсии.
Улучшение процесса сгорания требует увеличения поверхности капель топлива за счет уменьшения объема одной капли. Диаметр типичной капли топлива составляет от 100 до 150 мкм, как показано на рис. 3).
Рис. 3.Структура капель
Эмульгирующее устройство добавляет к мазуту воду с добавкой PentoMuls®, для того чтобы обеспечить равномерное распределение воды по объему и уменьшить размер капли (обычно 4…6 мкм). На рис. 4 показана эмульсию под микроскопом.
Рис. 4. Капли воды в эмульсии под микроскопом
В случае обычного сгорания капли мазута сожжены не полностью, и определенный процент топлива остается в виде частиц несгоревшего углерода. Процент несгоревшего углерода зависит от процесса сгорания и типа котла и, как правило, составляет 80% выбросов пыли (рис. 5).
Рис. 5. Обычный процесс горения капли мазута
В случае сжигания водно-мазутной эмульсии в процессе микродефлаграционного взрыва капелек воды, капли топлива разбиваются на множество более мелких частиц. Происходит почти полное сгорание, не оставляющее несгоревшего углерода (рис. 6).
Использование технологии PentoMuls® уменьшает механический недожог на 80%, NOx до 20% и приводит к экономии топлива на 2%.
Рис. 6. Сжигание водно-мазутной эмульсии
PENTOL осуществляет поставку комплектной установки по производству водно-мазутной эмульсии из мазута (рис. 7), подаваемого к горелкам. Для образования эмульсии необходимо добавить РentoMuls®.
Рис. 7. Установка по производству водно-мазутной эмульсии PENTOMULS®
Двойная технология обработки мазута PENTOMAG®/PENTOMULS®
Для достижения оптимальных результатов может потребоваться сочетание двух технологий: PentoMag® и PentoMuls®. Специалисты компании Pentol могут предложить такое решение с учетом проблем, возникающих на объекте.
Свойства продуктов, предлагаемых компанией Pentol, представлены в таблице.
Дополнительные преимущества PentoMuls:
  • снижение выбросов NOx;
  • снижение уровня O2;
  • снижение потребления пара для распыливания.
Компания Pentol предлагает общие решения по оптимизации горения. Они содержат информацию по химическим реагентам, оборудованию дозирования и инжинирингу. Главная задача заключается в том, чтобы помочь заказчикам сократить их выбросы в атмосферу и увеличить КПД.
СХОЖИЕ СТАТЬИБОЛЬШЕ ОТ АВТОРА