В ходе адсорбционно-каталитической очистки газов оксигенерированная поверхность активного угля сорбирует, окисляя до SO3, диоксид серы. Уголь промывают регенерирующей серной кислотой, которая концентрируется за счет экстракции SO3. На механическом встряхивателе уголь суспендировали в растворе серной кислоты до состояния адсорбционного равновесия, суспензию расфильтровывали. Изотермы адсорбции описываются уравнением, аналогичным уравнению Ленгмюра. В координатах А1, СV1 при С2, выраженной, как и в, мольной долей от суммы молей Н2Освоб и ки-слоты, изотермы линейны до С2=0,07 (рис. 4) [17, C. 4].Рисунок 4 - Изотермы адсорбции, линеаризированные в координатах А"1, С24. Температура, °С: 12 (1), 20 (2), 30 (3), 75 (4). Емкость угля уменьшается при нагреве кислоты. Теплота адсорбции, найденная по уравнению Клапейрона-Клаузиса, равна для 12-30 °С 35,6 кДж/моль, для 30-75°С - 13,4 кДж/моль, что указывает на преобладание физической адсорбции выше 30°С и облегчает десорбцию кислоты при нагреве раствора. Коэффициент распределения для поверхностного и объемного растворов составляет 3-18, возрастая с ростом а. По изотерме адсорбции найдено насыщение активного угля кислотой (моль/кг), соответствующее ее равновесным концентрациям в растворе. Из моля SO2 образуется после окисления и гидратации моль серной кислоты, поэтому в моль/кг содержание кислоты на угле равно насыщению угля SO2 при адсорбции. Зависимость насыщения угля диоксидом серы, достаточного для концентрирования кислоты при регенерации, от температуры и состава регенерирующей кислоты, представлена на рис. 5. Для увеличения концентрации регенерируемой кислоты выше 20% масс. насыщение угля SO2 должно быть выше 1,4 моль/кг при 30°С и 1,1 моль/кг при 75 °С.Рисунок 5 - Зависимость уровня насыщения активного угля, необходимого для увеличения концентрации регенерирующей кислоты, от температуры.Утилизация твердых отходов и сточных водОтработавшая вода в виде пульпы сбрасывается в систему гидрозолоудаления, а очищенные от золы дымовые газы удаляются дымососом в атмосферу.Уловленные золовые частицы смываются с внутренней поверхности каплеуловителя орошающей водой и через гидрозатвор удаляются в канал гидрозолоудаления. Оттуда пульпа попадает в золоотстойник, где она осветляется. Осветлённая вода подаётся вновь на орошение в трубу Вентури. Использование осветленной воды системы ГЗУ для орошения вместо технической позволяет уменьшить расход воды до 332 м3/ч. Но экономия воды в замкнутой системе гидрозолоудаления не единственный положительный момент. Щелочная вода способствует абсорбции оксидов серы. Степень улавливания зависит от щёлочности орошающей воды. Щёлочность орошающей воды в трубах Вентури составляет 8 мг-экв./дм3. На рис. 6 приведен график степени улавливания оксидов серы в мокрых золоуловителях в зависимости от приведённой сернистости топлива и щёлочности орошающей воды.Рисунок 6 - Степень улавливания оксидов серы в мокрых золоуловителях в зависимости от приведенной сернистости топлива и щелочности орошающей воды: щёлочность орошающей воды, мг-экв/дм3; 1 – 10; 2 – 5; 3 – 0Корректировка кислых электролитов с помощью регенерационного криолита с низким криолитовым отношением (КО = 1,7÷2,2) позволяет эффективно решать следующие задачи [3]:⎯ поддерживать КОна уровне 2,2⎯2,5, обеспечивая полную утилизацию регенерационного криолита; ⎯ сократить удельное потребление фторида алюминия с 30⎯35 до 20⎯25 кг/т Al; ⎯ оптимизировать баланс фтора, снизив потери фторсодержащих соединений с отходящими электролизными газами. Выпуск низкомодульного криолита с КО = 1,7 (далее ⎯хиолит Na5Al3F14) предлагается организовать в существующих отделениях регенерации путем внедрения так называемой кислой схемы, основанной на конверсии фторидносульфатных газоочистных растворов в кислотные, содержащие фторалюминиевую кислоту (H2AlF5). Синтез хиолита согласно данной технологии может быть осуществлен в 3 этапа (рис. 2):1) выделение плавиковой кислоты из растворов газоочистки с помощью кислотных ионообменных фильтров (исходная форма H+ R) за счет ионообменных реакцийNaF + RH+ = HF + RNa+; (1)2) получение фторалюминиевой кислоты в результате взаимодействия выделенной плавиковой кислоты с гидратом оксида алюминия (HF:AlF3= 2:1):5HF + А1(ОН)3 = H2A1F5 + 3H2О; (2)3) синтез хиолита за счет взаимодействия фторалюминиевой кислоты с ионами натрия (концентрация H2AlF5 в растворе должна быть ≥ 15÷20 г/л [4, 5]):5Na+ + 3H2AlF5 = Na5Al3F14↓ + 5H+ + HF. (3)После отделения осадка ⎯хиолита⎯ маточный раствор, представленный смесью серной и фторсодержащей кислот, может быть использован для кислотной регенерации катионообменника, насыщенного ионами натрия, что позволит восстановить его емкость путем перевода сорбента в исходную H+ форму:R2Na+ + H2SО4 = R2H+ + Na2SО4. (4)В дальнейшем в результате взаимодействия ионов сульфата натрия с содержащейся в растворе фторалюминиевой кислотой синтезируется дополнительное количество хиолита:5Na2SO4 + 6H2AlF5 = 2Na5Al3F14↓ + 2HF + 5H2SO4. (5)Особенности процесса регенерации катионита могут быть наглядно представлены с помощью графиков рис. 3, отражающих взаимосвязь элюирования катионов натрия и формирования хиолита: а показывает динамику элюирования ионов натрия и образования криолита в случае регенерации ионообменника растворами мокрой газоочистки (NaF = = 5 г/л), б ⎯ растворами мокрой ступени сухой газоочистки (NaF = 15 г/л). Крутизна наклона кривых элюирования и синтеза хиолита определяется содержанием фтора в растворах газоочистки, а скорость регенерации зависит от объемов регенерируемого раствора. Сопоставляя рис. 3, а и б, можно сделать вывод, что ионообменная емкость фильтра может быть установлена эмпирически, так как она задается количеством хиолита, которое необходимо для поддержания КО электролитов. Таким образом, зная удельную ионообменную емкость катионита и содержание фтора в растворе, можно провести точный инженерный расчет объемов и скорости подачи растворов на регенерацию, а следовательно, определить характеристики технологического оборудования.Наряду с хиолитом часть криолита следует выпускать по существующей «высокомодульной» технологии, что позволит, смешивая их в необходимых соотношениях, поддерживать КО электролита в пределах 2,2⎯2,5. В этом случае маточники и элюаты из кислой ветви после отделения хиолита могут быть использованы в синтезе высокомодульного криолита Na3AlF6 (КО = 3,0):6NaF + NaAl(OH)4 + NaHCO3 + H2AlF5 + HF = 2Na3AlF6↓ + Na2CO3 + 4H2O.(6)На основе этого природного явления разработана технология осаждения сульфатов из растворов газоочистки вымораживанием. Образующийся мирабилитовый осадок перерабатывается в безводный сульфат натрия [6]. Вместе с тем получение товарного продукта (Na2SO4 с содержанием примесей < 1%), пользующегося спросом у традиционных потребителей ⎯ предприятий целлюлознобумажной и стекольной промышленности, осложнено высокими концентрациями комплекса солей (Na2SO4⎯NaF⎯NaHCO3⎯Na2CO3 ~ 100÷150 г/л), содержащихся в растворах газоочистки.ЗАКЛЮЧЕНИЕЗамкнутый цикл систем водоснабжения - одно из направлений малоотходных технологий. Использование оборотной воды системы гидрозолоудаления приводит не только к экономии воды, но и к снижению выбросов газов за счёт их абсорбции.Защита воздушного и водного бассейнов от вредных выбросов и стоков тепловых электростанций является весьма актуальной проблемой вследствие постоянного повышения санитарно-гигиенических требований. Во избежание недопустимого загрязнения атмосферы все котлы, сжигающие топливо, оборудуются золоулавливающими установками, в качестве которых применяются различные типы газоочистных устройств: электрофильтры, мокрые золоуловители, батарейные циклоны.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫБоровкова А.М., Ионкин И.Л., Кондратьева О.Е., Морозов И.В., Росляков П.В. Система мониторинга атмосферного воздуха в районе воздействия объектов энергетики // Энергетик. 2014. № 1. С. 42-45.Зайцев В. Промышленная экология. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012. - 384 с.Янов А.Ю. Распространение экологически вредных примесей в приповерхностном слое атмосферы // Инновации в науке. 2014. № 32. С. 19-23.Шустов С., Шустова Л., Горбенко Н. Экология. Химические аспекты экологии. Учебное пособие. – М.: Русское слово – учебник, 2016. – 240 с.Фюкс Р. Зеленая революция. Экономический рост без ущерба для экологии. – М.: Альпина нон-фикшн, 2016. – 336 с. Неуймин В.М. Выбор направления технического перевооружения газомазутных блоков мощностью 300 МВТ ТЭС стран восточно-европейского региона //Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Энергетика. 2015. № 2. С. 60-72. Розанов Л.Л. Производственная геоэкология: актуальная проблематика //Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. 2016. № 1. С. 78-91. Подольский Д.И. Развитие и модернизация теплообеспеченияВологодской области //Экономика, социология и право. 2017. № 2. С. 28-33. Потапкина Е.Н. Разработка экологически безопасных мини-ТЭС на биотопливе //Альманах мировой науки. 2016. № 2-1 (5). С. 66-70. Шилов И. Экология. Учебник. – М.: Юрайт, 2017. – 511 с.Ратнер С.В., Иосифов В.В. Оценка уровня развития процессных экологических инноваций //Финансовая аналитика: проблемы и решения. 2016. № 34 (316). С. 2-11. Порфирьев Б.Н. “Зелёная” экономика: общемировые тенденции развития и перспективы //Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82. № 4. С. 323. Пайтаева К.Т., Сон Н.А. Инновационные направления в разрешении эколого-экономических проблем энергетической отрасли //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2016. № 8. С. 119-128. Канунников А.М., Преликова Е.А., Головня М.П. Управление процессом формирования электроэнергии //Современные материалы, техника и технологии. 2016. № 4 (7). С. 89-94. Новости науки и техники //Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2013. № 5-2 (126). С. 155-173. Горин К.В., Комова А.В., Конова И.А., Дьяков А.В., Намсараев З.Б., Пожидаев В.М., Борголов А.В., Василов Р.Г. Биотехнологии на тепловых электростанциях. Обзор современных технологий и разработок //Надежность и безопасность энергетики. 2016. № 3 (34). С. 6-10. Батенин В.М. Проблемы энергетики России (с точки зрения специалиста) //Энергия: экономика, техника, экология. 2016. № 4. С. 2-8. Карасевич А.М. Повышение энергоэффективности - ключевой фактор развития экономики регионов России //Нефть, газ и бизнес. 2016. № 1. С. 3-12. Русскова Е.Г., Корнеев Д.Г. Приоритетные направления развития топливно-энергетического комплекса регионов в процессе реализации энергетической стратегии России //Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Экономика и управление. 2015. № 4 (28). С. 73-85.Концепция обеспечения надежности в электроэнергетике / под ред. Н. Воропай, Г. Ковалева. – М.: Энергия, 2013. – 304 с.