«Дәстүрлі емес және жаңаратын энергия көздері»

Қазандықты жағу үшін және ол тұрақты жанып тұруы үшін мазутты немесе газды жанарғылар қолданылады. Қазандықтан шығатын түтінді газдар - қалдықтарды кептіруге қолданылады. Қалдықтардың ылғалдылығы 40% дейін төмендеген жағдайда, ПӘК пен қазандық жұмысының тұрақтылығы артады және мазут пен газдың шығыны төмендейді.

Целлюлоза өндірісі бар целлюлоза – қағаз комбинаттарда, азықтық ашытқы мен техникалық спирт негізінде өңделетін, қант пен смола (шайыр) алуға арналған ағаш қалдықтарын термохимиялық өңдейтін технология қолданылады. Осы өндірістің қосымша өнімдеріне полисахаридтері, фенольді топтары бар лигнин, шайыр кіреді. Негізгі лигнин, құрамында 65% су, 21% көміртек, 2% сутек, 1,4% күкірті бар ылғалды масса. Құрғақ массасының жану жылулығы 20 МДж/кг. Целлюлозды қағаз өнеркәсібінен шығатын лигниннің мөлшері – жылына 5 млн тонна.

Лигнинді - желдеткіш-диірменмен жабдықталған бу қазандығының камералық оттықтарында жағады. Отын, негізінде жылытылған ауамен және қазандықтан шығарылған ауамен кептіріледі.

Лигниннің қасиетіне ұқсас заттарда, құрамында 60% органикалық заттар бар қара сілті болады. Құрғақ сілтінің жану жылулығы – 16 МДж/кг. Сілтіні, қазандықтың камералық оттығында қатты тозаңдатқыштың механикалық форсункасы арқылы тозаңдатады. Тамшыдан буға айналған ұсақ дисперсті ылғал, тұтқыл эксплуатциясы деп аталатын коксталған түйіршіктерге жабысып қалады. Тұтқыл оттықтың астына түседі, сондықтан жану процесінің біраз бөлігі қабатта және біраз бөлігі оттықтың көлемінде жүреді. Осы кезде міндетті түрде оттыққа екі сатылы ауаның берілуі жүреді: біріншілік ауа тұтқыл қабатына, ал екіншілік ауа – форсунка орналасқан аймаққа беріледі. Біріншілік ауаның шығыны жалпы ауаның 50...60%-ын құрайды. Бөлінген жылу біртіндеп, сілтінің пиролиз бөліну реакциясына жіберіледі.
Лай тұнбасын жағуға арналған қазандықтар
Лай тұнбаларын қайнау қабаты бар арнайы рекуперативті қазандықтарда жағады. Осындай қазандықтарға бөлінген газдардың температурасы 850...900⁰С. Олардың жылуы қазандыққа берілетін үрленетін ауаны жылытуға қолданылады. Сонымен қатар, жылыту мен ыстық сумен қамтамасыз ету мақсаттарында қолданылатын төмен параметрлі бу өндіріледі.

26 суретте «Пирофлуид» француз фирмасы шығарған және Ресейдегі орталық қазандық құбырлы институтында аяқталған, лай тұнбасын жағуға арналған қондырғы көрсетілген. Осындай қондырғылар «Санкт-Петербург су каналы» ГУП-ына енгізілген және «Ақ Аралдың» тазалау орындарында қолданылады.

1 – поршенді сорап; 2 – центрифуга; 3 – пеш; 4 – тұтынуға арналған бу; 5 – қазандық; 6 – шығарылған газдардан тазартатын жүйе; 7 – дымқыл күлді сыртқа шығарушы; 8 – ауа үрлеуші.

26- сурет - Лай тұнбаларын жағуға арналған қондырғының сызба нұсқасы.
Тұнбалар қайнау қабатында жанады, 850⁰С температуралы жану өнімдері утилизатор-қазандығына 5 бағытталады. Қазандықта өңделген бу кәсіпорынға қажетті жылумен қамтамасыз ету жүйесіне және біраз бөлігі дымқыл тұнбаны кептіруге беріледі. Шығарылған газдар 6, күлден және скруббердегі тұншықтырғыш газдардың қоспасынан тазарту жолдарынан өтеді және атмосфераға шығар алдында жылу алмастырғышта тағы да жылытылады.

Қондырғының өнімділігі күніне құрғақ заттардың 62 т құрайды. Қазандықты жағуға газды жанарғылар қолданылады. Қондырғы автоматтандырылған, технологиялық процестерінің параметрлерін басқару толықтай есептегіш басқарушы комплекс арқылы жүзеге асады. Қондырғыларды пайдалану, қала маңындағы полигондарда тұрып қалған сулардың тұнбасының түзілуін, қала арқылы жүздеген тонна жағымсыз иісті заттарды тасуды лезде жойылуына мүмкіндік берді. Тазарудан өтетін түтінді газ қазіргі кездегі Европалық нормативтер талабымен сәйкес келеді. Аудандарда ауа мен су тазара бастады. Жану қондырғысының қалдықтары – төмен дисперсті минералды күл. Оны кірпіш, бетон және т.б. қаптайтын материалдар жасауға қолданылады.

Кейбір мемлекеттерде қатты қалдықтарды жағуға арналған қондырғылар жасалған. Жапонияда оларды 80%-ға дейін, Швецияда 60% жуығын жағып жібереді. Қалалық қатты қалдықтардың жану жылулығы 7...12 МДж/кг аралығында өзгеріп отырады. Құралдарының максималды өлшемі 1 м-ге дейінгі ұсақтауға және реттемей-ақ жағуға арналған, АҚШ-та жасалған қондырғыны (27 сурет) қарастырайық. Қалдықтардағы ылғалдылық мөлшері орташа есеппен

1 – газификатор; 2 – біріншілік жанудың аймағы; 3 – ауаның берілуі; 4 – пиролиз аймағы; 5 – кептіру аймағы; 6 – қалдықтарды беру; 7 – қалдықтарды әкелу; 8 – жүктелген қондырғы; 9 – газ әкеткіш; 10 – екіншілік ауаны беру; 11 – кептірілген қалдықтарды қозғалысқа келтіру; 12 – жанғыш ұшқыш газдардың қозғалысқа келуі; 13 – жанғыш ұшқыш заттардың жануға дейінгі аймағы; 14 – балқыған шлактардың құйылуы; 15 – қалдық шлактарды әкету.

27 - сурет - Қатты қалдықтарды жағуға арналған қондырғының сызбанұсқасы.
23%, инертті заттар мен күлдің мөлшері 20%. Қалдықтарға пайдаланылған майды, пластмассаны, химлабораториядағы қалдықтарды, кесілмеген қақпақтарды және басқа да резинотехникалық заттарды, қалада тұрып қалған сулардың лай тұнбаларын қосуы мүмкін.

Қатты заттар газификаторға 1 бункер арқылы жүктелген құрылғы 8 арқылы беріледі. Аппараттардағы қалдықтардың деңгейі тұрақты түрде тексеріліп тұрады. Қалдықтар қабаты 6 өз салмағының қозғалысы арқылы кептіру зонасына 5 жылжиды, содан кейін пиролиз зонасына 4 жіберіледі. Жануға арналған 1000⁰С температура мөлшерінде жылытылған ауа келте түтікше арқылы 3 газификатордың төменгі бөлігіне беріледі. Коксты тұнбалардың жану аймағында және жанбайтын заттардың 2 балқу аймақтарында сұйық шлак пайда болады, ол суытатын қабылдағышқа 14 гидрозатвор арқылы үздіксіз беріліп отырады.

Газификатордан шығатын газ ағыны қатты қалдықтардың жануынан 90% жылуды тартып әкетеді. Газ ағанының негізгі компоненттері – СО, СО₂, Н₂ көмірсутегісі және су буы. Осы газдардың жану жылулығы 5...7МДж/нм³ аралығында. Газ екіншілік жану 13 камерасында жанады, жағуға арналған ауа келте түтікше 10 арқылы беріледі. Екіншілік жану камерасының температурасы 1150...1300⁰С. Газ ағынының іріктелген жанбайтын бөлшектері осы кезде, құйылу жүйесі 15 арқылы шығарылатын сұйық шлак түзе отырып балқиды.

Аппаратқа берілетін ауаны жылыту үшін бөлінетін газдардың шығынының 15% пайдаланатын регенеративті жылытқыш қолданылады. Қалған 85%-ы 6 МПа қысымға дейінгі қаныққан буды өндіретін қазандыққа жіберіледі. Қазандықтар және ауаны регенеративті жылыту жүйесінен шығатын газдардың температурасы 260⁰С болады. Олар электрофилтрмен және скруббермен жабдықталған газ тазалау жүйесіне түседі. Тазалаудан өткен шығарылған газдардың құрамында 70% , 10% , 5% және 15% су буы болады. Шлактар тұншықтырғыш заттары бар әйнек тәрізді қара масса түрінде болады. Олар қатты қалдықтардың кіріс көлемінен 10 есе кіші көлемге ие және оларды жол құрылыстарында қолдануы мүмкін.

Осы қондырғының бірінші түрі 70 жылдары АҚШ-та шығарылған. Ол күніне 68 т қатты денелерді өңдеген. Осындай қондырғылар Люксембургте, Францияда да шығарылған. Қосымша энергоресурстардың қолданылуынсыз, қатты қалдықтардың термиялық ыдырауы мен шлактануы, сонымен қатар қалалық қоқыс жерлерін азайту арқылы және атмосфера ауасы мен жер асты суларын ластанудан сақтау арқылы, экологиялық маңызды мәселелерді шешуде айтарлықтай өз үлесін қосуда.
Өздік бақылау сұрақтары

1. Қайнау қабаты бар қазандықтардың жұмыс істеу принципін айтып беріңіз.

2. Ағаш қалдықтарын жағу процесі қалай жүреді?

3. Лай тұнбасын жағуға арналған қазандықтар туралы не білесіз?

4. Қатты қалдықтарды жағуға арналған қондырғылардың құрылуы?

Қолданылған оқулықтар

1. А.М. Магамедов «Нетрадиционные возобновляемые источники энергии». Махачкала Издательско-полиграфическое объединение «Юпитер», г. Махачкала1996. –б. 245.

2. В.А.Агеев «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» курс лекции.

3. Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та. 1991. 343 с.

4. Ахмедов Р.Б. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. - М.:О-во «Знание», 1988.