Die verbranding van steenkool in kragopwekkingsaanlegte produseer vaste afval, soos bodem- en vliegas, en rookgas wat in die atmosfeer vrygestel word. Baie aanlegte moet SOx-uitlatings uit die rookgas verwyder deur rookgas-ontswaelingstelsels (FGD) te gebruik. Die drie toonaangewende FGD-tegnologieë wat in die VSA gebruik word, is nat skropwerk (85% van die installasies), droë skropwerk (12%) en droë sorbentinspuiting (3%). Nat skropmasjiene verwyder tipies meer as 90% van die SOx, in vergelyking met droë skropmasjiene, wat 80% verwyder. Hierdie artikel bied die nuutste tegnologieë vir die behandeling van die afvalwater wat deur nat skropmasjiene gegenereer word.FGD-stelsels.
Nat FGD Basiese beginsels
Nat FGD-tegnologieë het 'n slurryreaktorseksie en 'n vastestof-ontwateringsseksie in gemeen. Verskeie tipes absorbeerders is gebruik, insluitend gepakte en baktorings, venturi-skropders en spuitskropders in die reaktorseksie. Die absorbeerders neutraliseer die suur gasse met 'n alkaliese slurry van kalk, natriumhidroksied of kalksteen. Om 'n aantal ekonomiese redes is nuwer skropders geneig om kalksteenslurry te gebruik.
Wanneer kalksteen met SOx reageer in die reduseertoestande van die absorbeerder, word SO2 (die hoofkomponent van SOx) omgeskakel in sulfiet, en 'n slurry ryk aan kalsiumsulfiet word geproduseer. Vroeëre FGD-stelsels (verwys na as natuurlike oksidasie of geïnhibeerde oksidasiestelsels) het 'n kalsiumsulfietbyproduk geproduseer. NuwerFGD-stelselsgebruik 'n oksidasiereaktor waarin die kalsiumsulfiet-suspensie omgeskakel word na kalsiumsulfaat (gips); hierdie word kalksteen-geforseerde oksidasie (LSFO) FGD-stelsels genoem.
Tipiese moderne LSFO FGD-stelsels gebruik óf 'n spuittoringabsorbeerder met 'n geïntegreerde oksidasiereaktor in die basis (Figuur 1) óf 'n straalborrelstelsel. In elk word die gas onder anoksiese toestande in 'n kalksteenslurry geabsorbeer; die slurry beweeg dan na 'n aërobiese reaktor of reaksiesone, waar sulfiet na sulfaat omgeskakel word en gips neerslaan. Die hidrouliese aanhoudingstyd in die oksidasiereaktor is ongeveer 20 minute.
1. Spuitkolom kalksteen geforseerde oksidasie (LSFO) FGD-stelsel. In 'n LSFO-skropder gaan die slurry na 'n reaktor, waar lug bygevoeg word om die oksidasie van sulfiet na sulfaat te forseer. Hierdie oksidasie blyk seleniet na selenaat te omskep, wat latere behandelingsprobleme tot gevolg het. Bron: CH2M HILL
Hierdie stelsels werk tipies met gesuspendeerde vaste stowwe van 14% tot 18%. Gesuspendeerde vaste stowwe bestaan uit fyn en growwe gipsvaste stowwe, vliegas en inerte materiaal wat saam met die kalksteen ingebring word. Wanneer die vaste stowwe 'n boonste limiet bereik, word die slurry gesuiwer. Die meeste LSFO FGD-stelsels gebruik meganiese vastestofskeidings- en ontwateringstelsels om gips en ander vaste stowwe van die suiweringswater te skei (Figuur 2).
2. FGD-suiwering gipsontwateringstelsel. In 'n tipiese gipsontwateringstelsel word deeltjies in die suiwering geklassifiseer, of geskei, in growwe en fyn fraksies. Fyn deeltjies word in die oorloop van die hidrokloon geskei om 'n ondervloei te produseer wat meestal uit groot gipskristalle bestaan (vir potensiële verkoop) wat tot 'n lae voginhoud met 'n vakuumbandontwateringstelsel ontwater kan word. Bron: CH2M HILL
Sommige FGD-stelsels gebruik swaartekragverdikkers of besinkingsdamme vir die klassifikasie en ontwatering van vaste stowwe, en sommige gebruik sentrifuges of roterende vakuumdrom-ontwateringstelsels, maar die meeste nuwe stelsels gebruik hidroklone en vakuumbande. Sommige mag twee hidroklone in serie gebruik om die verwydering van vaste stowwe in die ontwateringstelsel te verhoog. 'n Gedeelte van die hidrokloon-oorloop kan na die FGD-stelsel teruggevoer word om afvalwatervloei te verminder.
Suiwering kan ook begin word wanneer daar 'n opbou van chloriede in die FGD-slurry is, noodsaaklik gemaak deur beperkings wat opgelê word deur die korrosieweerstand van die FGD-stelsel se konstruksiemateriaal.
Eienskappe van FGD-afvalwater
Baie veranderlikes beïnvloed die samestelling van FGD-afvalwater, soos die samestelling van steenkool en kalksteen, die tipe skropmasjien en die gips-ontwateringstelsel wat gebruik word. Steenkool dra suur gasse by – soos chloriede, fluoriede en sulfate – sowel as vlugtige metale, insluitend arseen, kwik, selenium, boor, kadmium en sink. Die kalksteen dra yster en aluminium (van kleiminerale) by tot die FGD-afvalwater. Kalksteen word tipies in 'n nat balmeul verpoeier, en die erosie en korrosie van die balle dra yster by tot die kalksteenslurry. Klei dra gewoonlik die inerte fynstowwe by, wat een van die redes is waarom afvalwater uit die skropmasjien gesuiwer word.
Van: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; en Silas W. Givens, PE.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Plasingstyd: 4 Augustus 2018