Повышение эффективности улавливания мелкодисперсных частиц золы на ТЭЦ комбинированным методом ультразвуковой коагуляции и мокрой очистки
DOI:
https://doi.org/10.34031/ES.2025.4.03Ключевые слова:
ультразвуковая коагуляция, мокрый скруббер, мелкодисперсные частицы, PM2.5, золоулавливание, ТЭЦАннотация
Проблема эффективного улавливания мелкодисперсных частиц золы фракции PM2.5 на тепловых электростанциях приобретает особую актуальность в связи с ужесточением экологических нормативов. Существующие системы мокрой очистки демонстрируют недостаточную эффективность для частиц размером менее 2.5 мкм, что обусловлено их аэродинамическими характеристиками]. В данной статье представлены результаты разработки и исследования комбинированного метода очистки дымовых газов, сочетающего ультразвуковую коагуляцию и мокрую очистку в скруббере. Экспериментальные исследования проводились на лабораторной установке, включающей ультразвуковой модуль с пьезоэлектрическими излучателями (20-40 кГц) и скруббер Вентури. В качестве дисперсной фазы использовалась реальная зола уноса ТЭЦ. Измерения дисперсного состава проводились с помощью лазерного анализатора Partica LA-950. Установлено, что применение предварительной ультразвуковой коагуляции позволяет повысить эффективность улавливания частиц PM2.5 с 32% до 97%. Определены оптимальные параметры процесса: частота 28 кГц, интенсивность 150 дБ, время обработки 1.0 с. Показано снижение гидравлического сопротивления системы на 22% благодаря укрупнению частиц. Технико-экономические расчеты подтверждают целесообразность внедрения метода с сроком окупаемости 4.2 года. Разработана конструкция модуля-вставки для интеграции в существующие газоходы ТЭЦ без остановки основного оборудования.
Библиографические ссылки
[ГОСТ Р 7.0.5-2008]
1. Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Цыганок С.Н., Нестеров В.А. Ультразвуковая коагуляция в скрубберах Вентури: особенности реализации и эффективность применения // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331, № 5. – С. 128-139.
EDN: GNBEXS (https://elibrary.ru/gnbexs).
DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2020/5/2643
2. Плакиткин Ю.А., Плакиткина Л.С., Дьяченко К.И. Угольная промышленность России на мировом рынке угля: тенденции перспективного развития // Уголь. – 2016. – № 7. – С. 12-16.
EDN: WCLOEB (https://elibrary.ru/wcloeb).
DOI: https://doi.org/10.18796/0041-5790-2016-7-12-16
3. Проскурякова Л.Н., Ермоленко Г.В. Возобновляемая энергетика 2030: глобальные вызовы и долгосрочные тенденции инновационного развития. – М.: НИУ ВШЭ, 2017. – 96 c. URL: https://issek.hse.ru/data/2017/04/04/1168471430/Renova_Energy.pdf
4. Бурцев В.В. Анализ существующих методов очистки дымовых газов ТЭС от вредных выбросов: Маг. дисс. – Томск: ТПУ, 2023. – 136 с. URL: https://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/66491/1/TPU1153935.pdf.
5. Crowe C.T., Schwarzkopf J.D., Sommerfeld M., Tsuji Y. Multiphase flow with droplets and particles. – New-York: CRC Press, 2011. – 509 p.
6. Hoffmann T.L. An extended kernel for acoustic agglomeration simulation based on the acoustic wake effect // Journal of Aerosol Science. – 1997. – Vol. 28, Iss. 6. – P. 919–936.
DOI: https://doi.org/10.1016/s0021-8502(96)00489-2
7. Ядугов В.В., Петров Т.И., Зацаринная Ю.Н. Воздействие ТЭС на окружающую среду // Вестник Казанского технологического университета. – 2013. – Т. 16, № 19. – С. 78-79.
EDN: RDTCKD (https://elibrary.ru/rdtckd)
[REFERENCES, APA (7TH ED.)]
1. Khmelyov, V. N., Shalunov, A. V., Tsyganok, S. N., & Nesterov, V. A. (2020). Ultrasound coagulation in Venturi Scrubbers: features of implementation and efficiency of application. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo assets engineering, 331(5), 128-139. https://doi.org/10.18799/24131830/2020/5/2643 [In Rissian]
2. Plakitkin, Yu. A., Plakitkina, L. S., & Diyachenko, K. I. (2016). Russia''s Coal industry on the world coal market: trends of prospective development. Ugol', 7, 12-16. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2016-7-12-16 [In Rissian]
3. Proskuryakova, L. N., & Ermolenko, G. V. (2017). Renewable Energy 2030: Global Challenges and Long-term Trends in Innovation Development. HSE. https://issek.hse.ru/data/2017/04/04/1168471430/Renova_Energy.pdf [In Rissian]
4. Burtsev, V. V. (2023). Analiz sushchestvuyushchikh metodov ochistki dymovykh gazov TES ot vrednykh vybrosov [Analysis of existing methods for cleaning thermal power plant flue gases from harmful emissions] [Master's thesis, National Research Tomsk Polytechnic University]. TPU. https://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/66491/1/TPU1153935.pdf [In Rissian]
5. Crowe, C. T., Schwarzkopf, J. D., Sommerfeld, M., & Tsuji, Y. (2011). Multiphase flow with droplets and particles. CRC Press.
6. Hoffmann, T. L. (1997). An extended kernel for acoustic agglomeration simulation based on the acoustic wake effect. Journal of Aerosol Science, 28(6), 919–936. https://doi.org/10.1016/s0021-8502(96)00489-2
7. Yadugov, V. V., Petrov, T. I., & Zatsarinnaya, Yu. N. (2013). Vozdeistvie TES na okruzhayushchuyu sredu [Impact of thermal power plants on the environment]. Vestnik Kazanskogo texnologicheskogo universiteta, 16(19), 78-79. [In Rissian]
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
URN
Лицензия
Copyright (c) 2025 Дарбинян Зоя Гарегиновна, Риккер Юлия Олеговна, Михаил Кобылкин
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
