Изгарянето на въглища в съоръжения за производство на електроенергия произвежда твърди отпадъци, като дънна и летлива пепел и димни газове, които се отделят в атмосферата. От много инсталации се изисква да отстраняват емисиите на SOx от димните газове, като използват системи за десулфуризация на димни газове (FGD). Трите водещи FGD технологии, използвани в САЩ, са мокро пречистване (85% от инсталациите), сухо пречистване (12%) и инжектиране на сух сорбент (3%). Мокрите скрубери обикновено премахват повече от 90% от SOx, в сравнение със сухите скрубери, които премахват 80%. Тази статия представя най-съвременните технологии за пречистване на отпадъчните води, които се генерират от мокроFGD системи.
Основи на мокра FGD
Технологиите за мокро FGD имат общо секция на суспензионен реактор и секция за обезводняване на твърди вещества. Използвани са различни типове абсорбери, включително опаковани и тарелкови кули, скрубери на Вентури и спрей скрубери в секцията на реактора. Абсорберите неутрализират киселинните газове с алкална каша от вар, натриев хидроксид или варовик. Поради редица икономически причини по-новите скрубери са склонни да използват варовикова каша.
Когато варовикът реагира със SOx при редуциращи условия на абсорбера, SO 2 (основният компонент на SOx) се превръща в сулфит и се получава суспензия, богата на калциев сулфит. По-ранни FGD системи (наричани системи за естествено окисление или инхибирани окислителни системи) произвеждат страничен продукт калциев сулфит. по-новоFGD системиизползване на окислителен реактор, в който суспензията от калциев сулфит се превръща в калциев сулфат (гипс); те се наричат системи за FGD с принудително оксидиране на варовик (LSFO).
Типичните модерни LSFO FGD системи използват или абсорбатор на пулверизаторна кула с интегриран окислителен реактор в основата (Фигура 1), или система с струен барботиращ апарат. Във всеки газът се абсорбира във варовикова каша при аноксични условия; суспензията след това преминава към аеробен реактор или реакционна зона, където сулфитът се превръща в сулфат и гипсът се утаява. Времето на хидравлично задържане в окислителния реактор е около 20 минути.
1. Спрей колонна система за принудително оксидиране на варовик (LSFO) FGD. В LSFO скрубер суспензията преминава към реактор, където се добавя въздух, за да се принуди окисляването на сулфита до сулфат. Това окисляване изглежда превръща селенита в селенат, което води до по-късни трудности при лечението. Източник: CH2M HILL
Тези системи обикновено работят със суспендирани твърди вещества от 14% до 18%. Суспендираните твърди частици се състоят от фини и едри гипсови твърди частици, летлива пепел и инертен материал, въведен с варовика. Когато твърдите вещества достигнат горната граница, суспензията се изчиства. Повечето системи LSFO FGD използват системи за механично разделяне на твърди вещества и обезводняване за отделяне на гипс и други твърди частици от промивната вода (Фигура 2).
2. Система за обезводняване на гипс с FGD продухване. В типична система за обезводняване на гипс частиците при продухването се класифицират или разделят на едри и фини фракции. Фините частици се отделят в преливника от хидроклона, за да се получи долен поток, който се състои предимно от големи гипсови кристали (за потенциална продажба), които могат да бъдат обезводнени до ниско съдържание на влага с обезводняваща система с вакуумна лента. Източник: CH2M HILL
Някои FGD системи използват гравитационни сгъстители или утаителни басейни за класифициране на твърди частици и обезводняване, а някои използват центрофуги или въртящи се вакуумни барабанни обезводняващи системи, но повечето нови системи използват хидроклони и вакуумни ленти. Някои могат да използват два хидроклона последователно, за да увеличат отстраняването на твърди вещества в системата за обезводняване. Част от преливника на хидроклона може да бъде върнат в системата FGD, за да се намали потокът на отпадъчни води.
Пречистването може също да започне, когато има натрупване на хлориди в суспензията на FGD, което се налага поради ограничения, наложени от устойчивостта на корозия на строителните материали на FGD системата.
Характеристики на FGD отпадъчни води
Много променливи влияят върху състава на FGD отпадъчните води, като състав на въглища и варовик, тип скрубер и използваната система за обезводняване на гипс. Въглищата допринасят за киселинни газове - като хлориди, флуориди и сулфати - както и летливи метали, включително арсен, живак, селен, бор, кадмий и цинк. Варовикът допринася за желязо и алуминий (от глинести минерали) в отпадъчните води на FGD. Варовикът обикновено се пулверизира в мокра топкова мелница, а ерозията и корозията на топките допринасят за желязото във варовиковата каша. Глините са склонни да допринасят за инертните фини частици, което е една от причините отпадъчните води да се изчистват от скрубера.
От: Томас Е. Хигинс, PhD, PE; А. Томас Санди, PE; и Silas W. Givens, PE.
Имейл:[имейл защитен]
Време на публикуване: 04 август 2018 г