Силициево-карбидна FGD дюза за десулфуризация в електроцентрала

Абсорберни дюзи за десулфуризация на димни газове (FGD).
Отстраняване на серни оксиди, обикновено наричани SOx, от отработените газове с помощта на алкален реагент, като например мокра варовикова каша.

Когато изкопаемите горива се използват в горивни процеси за работа на котли, пещи или друго оборудване, те имат потенциала да отделят SO2 или SO3 като част от отработените газове. Тези серни оксиди реагират лесно с други елементи, за да образуват вредни съединения като сярна киселина и имат потенциал да повлияят отрицателно на човешкото здраве и околната среда. Поради тези потенциални ефекти контролът на това съединение в димните газове е съществена част от електроцентралите, работещи с въглища, и други индустриални приложения.

Поради проблеми с ерозията, запушването и натрупването, една от най-надеждните системи за контролиране на тези емисии е процесът на мокра десулфуризация на димни газове (FGD) с отворена кула, използващ варовик, хидратна вар, морска вода или друг алкален разтвор. Разпръскващите дюзи са в състояние ефективно и надеждно да разпределят тези суспензии в абсорбционни кули. Чрез създаване на еднакви модели от правилно оразмерени капчици, тези дюзи са в състояние ефективно да създадат повърхността, необходима за правилното абсорбиране, като същевременно минимизират увличането на пречистващия разтвор в димния газ.

Избор на абсорбираща дюза FGD:
Важни фактори, които трябва да имате предвид:

Плътност и вискозитет на почистващата среда
Необходим размер на капката
Правилният размер на капката е от съществено значение за осигуряване на подходяща степен на абсорбция
Материал на дюзата
Тъй като димният газ често е корозивен и почистващата течност често е суспензия с високо съдържание на твърди вещества и абразивни свойства, изборът на подходящия устойчив на корозия и износване материал е важен
Устойчивост на запушване на дюзите
Тъй като почистващата течност често е суспензия с високо съдържание на твърди вещества, изборът на дюза по отношение на устойчивостта на запушване е важен
Схема и разположение на пръскащата дюза
За да се осигури правилна абсорбция, пълното покритие на газовия поток без байпас и достатъчно време на престой е важно
Размер и вид на връзката на дюзата
Необходим дебит на почистващата течност
Наличен спад на налягането (∆P) през дюзата
∆P = захранващо налягане на входа на дюзата – налягане на процеса извън дюзата
Нашите опитни инженери могат да ви помогнат да определите коя дюза ще работи според изискванията с вашите дизайнерски детайли
Обичайни приложения и индустрии на абсорбиращи дюзи за FGD:
Електроцентрали на въглища и други изкопаеми горива
Петролни рафинерии
Инсинератори за битови отпадъци
Циментови пещи
Метални топилни

Лист с данни за SiC материал

Недостатъци с варовик/варовик

Както е показано на фигура 1, FGD системите, използващи принудително оксидиране на вар/варовик (LSFO), включват три основни подсистеми:

• Подготовка, работа и съхранение на реагентите
• Абсорбиращ съд
• Боравене с отпадъци и странични продукти

Приготвянето на реагента се състои от транспортиране на натрошен варовик (CaCO3) от силоз за съхранение до резервоар за разбъркване. След това получената варовикова каша се изпомпва към абсорбиращия съд заедно с димните газове на котела и окислителния въздух. Разпръскващите дюзи доставят фини капчици реагент, които след това протичат в противоток на входящия димен газ. SO2 в димния газ реагира с богатия на калций реагент, за да образува калциев сулфит (CaSO3) и CO2. Въздухът, въведен в абсорбера, насърчава окисляването на CaSO3 до CaSO4 (дихидратна форма).

Основните LSFO реакции са:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Окислената суспензия се събира в дъното на абсорбера и впоследствие се рециклира заедно с пресния реагент обратно към колекторите на дюзите за пръскане. Част от рециклирания поток се изтегля към системата за обработка на отпадъци/странични продукти, която обикновено се състои от хидроциклони, барабанни или лентови филтри и резервоар за отпадъчни води/ликьор с разбъркване. Отпадъчните води от резервоара за съхранение се рециклират обратно в резервоара за захранване с варовиков реагент или в хидроциклон, където преливникът се отстранява като отпадъчен поток.

Типична схема на процес на мокро почистване с варовик/варовик с принудително оксидиране

Мокрите LSFO системи обикновено могат да постигнат ефективност на отстраняване на SO2 от 95-97 процента. Достигането на нива над 97,5 процента за покриване на изискванията за контрол на емисиите обаче е трудно, особено за инсталации, използващи въглища с високо съдържание на сяра. Могат да се добавят магнезиеви катализатори или варовикът може да бъде калциниран до вар с по-висока реактивност (CaO), но такива модификации включват допълнително оборудване на завода и свързаните с това разходи за труд и енергия. Например, калцинирането до вар изисква инсталирането на отделна пещ за вар. Освен това варовик лесно се утаява и това увеличава потенциала за образуване на котлен камък в скрубера.

Разходите за калциниране с пещ за вар могат да бъдат намалени чрез директно инжектиране на варовик в пещта на котела. При този подход варовик, генериран в котела, се пренася с димния газ в скрубера. Възможните проблеми включват замърсяване на котела, смущения в преноса на топлина и инактивиране на варовик поради прегаряне в котела. Освен това варът намалява температурата на потока на стопената пепел в котлите, работещи с въглища, което води до твърди отлагания, които иначе не биха се появили.

Течните отпадъци от процеса LSFO обикновено се насочват към стабилизационни басейни заедно с течните отпадъци от други места в електроцентралата. Мокрият течен поток от FGD може да бъде наситен със сулфитни и сулфатни съединения и екологичните съображения обикновено ограничават изпускането му в реки, потоци или други водни течения. Освен това рециклирането на отпадъчни води/ликьор обратно в скрубера може да доведе до натрупване на разтворени натриеви, калиеви, калциеви, магнезиеви или хлоридни соли. Тези видове могат в крайна сметка да кристализират, освен ако не се осигури достатъчно кървене, за да се поддържат концентрациите на разтворената сол под насищането. Допълнителен проблем е бавната скорост на утаяване на твърдите отпадъци, което води до необходимостта от големи стабилизационни басейни с голям обем. При типични условия утаеният слой в стабилизационно езеро може да съдържа 50 процента или повече течна фаза дори след няколко месеца съхранение.

Калциевият сулфат, възстановен от суспензията за рециклиране на абсорбера, може да бъде с високо съдържание на нереагирал варовик и пепел от калциев сулфит. Тези замърсители могат да попречат на калциевия сулфат да бъде продаден като синтетичен гипс за използване в производството на плочи, гипс и цимент. Нереагиралият варовик е преобладаващият примес в синтетичния гипс и също така е често срещан примес в естествения (добит) гипс. Въпреки че самият варовик не пречи на свойствата на крайните продукти от стенни плоскости, неговите абразивни свойства създават проблеми с износването на оборудването за обработка. Калциевият сулфит е нежелан примес във всеки гипс, тъй като неговият фин размер на частиците създава проблеми с натрупването на котлен камък и други проблеми при обработката, като например измиване на кейк и обезводняване.

Ако твърдите частици, генерирани в процеса на LSFO, не се търгуват като синтетичен гипс, това създава значителен проблем с изхвърлянето на отпадъци. За котел с мощност 1000 MW, работещ с 1% серни въглища, количеството гипс е приблизително 550 тона (късо)/ден. За същата инсталация, изгаряща 2 процента серни въглища, производството на гипс се увеличава до приблизително 1100 тона/ден. Добавяйки около 1000 тона/ден за производството на летлива пепел, това довежда общия тонаж на твърдите отпадъци до около 1550 тона/ден за случая с 1% серни въглища и 2100 тона/ден за случая с 2% сяра.

Предимства на EADS

Доказана технологична алтернатива на почистването с LSFO заменя варовика с амоняк като реагент за отстраняване на SO2. Смилането, съхранението, манипулирането и транспортирането на твърдите реагенти в системата LSFO се заменят с прости резервоари за съхранение на воден или безводен амоняк. Фигура 2 показва схема на потока за системата EADS, предоставена от JET Inc.

Амоняк, димни газове, окисляващ въздух и технологична вода влизат в абсорбер, съдържащ множество нива на пръскащи дюзи. Дюзите генерират фини капчици от реагент, съдържащ амоняк, за да осигурят плътен контакт на реагента с входящия димен газ в съответствие със следните реакции:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

SO2 в потока от димни газове реагира с амоняка в горната половина на съда, за да се получи амониев сулфит. Дъното на абсорбиращия съд служи като окислителен резервоар, където въздухът окислява амониевия сулфит до амониев сулфат. Полученият разтвор на амониев сулфат се изпомпва обратно към колекторите на пръскащите дюзи на множество нива в абсорбера. Преди пречистеният димен газ да излезе от горната част на абсорбера, той преминава през демистер, който обединява всички увлечени капчици течност и улавя фините частици.

Реакцията на амоняк с SO2 и сулфитното окисление до сулфат постига висока степен на използване на реагента. Четири фунта амониев сулфат се произвеждат за всеки фунт консумиран амоняк.

Както при процеса LSFO, част от потока рециклиран реагент/продукт може да бъде изтеглен, за да се произведе търговски страничен продукт. В системата EADS разтворът на излитащия продукт се изпомпва към система за възстановяване на твърди вещества, състояща се от хидроциклон и центрофуга за концентриране на продукта от амониев сулфат преди изсушаване и опаковане. Всички течности (преливник от хидроциклона и центрат от центрофуга) се насочват обратно към резервоар за суспензия и след това се въвеждат отново в рециклирания поток на амониев сулфат на абсорбера.

• Системите EADS осигуряват по-висока ефективност на отстраняване на SO2 (>99%), което дава на въглищните централи по-голяма гъвкавост за смесване на по-евтини въглища с високо съдържание на сяра.
• Докато системите LSFO създават 0,7 тона CO2 за всеки тон отстранен SO2, процесът EADS не произвежда CO2.
• Тъй като варовикът и варовикът са по-малко реактивни в сравнение с амоняка за отстраняване на SO2, е необходима по-висока консумация на технологична вода и помпена енергия за постигане на високи скорости на циркулация. Това води до по-високи оперативни разходи за LSFO системи.
• Капиталовите разходи за системи EADS са подобни на тези за конструиране на система LSFO. Както беше отбелязано по-горе, докато системата EADS изисква оборудване за обработка и опаковане на страничен продукт от амониев сулфат, съоръженията за подготовка на реагенти, свързани с LSFO, не са необходими за смилане, обработка и транспорт.

Най-отличителното предимство на EADS е елиминирането както на течни, така и на твърди отпадъци. Технологията EADS е процес с нулево изпускане на течности, което означава, че не е необходимо пречистване на отпадъчни води. Твърдият страничен продукт от амониев сулфат е лесно продаваем; Амонячният сулфат е най-използваният тор и компонент на тор в света, като се очаква ръст на световния пазар до 2030 г. В допълнение, докато производството на амониев сулфат изисква центрофуга, сушилня, конвейер и опаковъчно оборудване, тези артикули не са патентовани и са търговски налични. В зависимост от икономическите и пазарните условия, торът с амониев сулфат може да компенсира разходите за десулфуризация на димни газове на базата на амоняк и потенциално да осигури значителна печалба.

Схема на ефективен процес на десулфуризация на амоняк

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd е едно от най-големите решения за нови материали за керамика от силициев карбид в Китай. SiC техническа керамика: твърдостта на Moh е 9 (твърдостта на New Moh е 13), с отлична устойчивост на ерозия и корозия, отлична устойчивост на абразия и антиоксидация. Експлоатационният живот на продукта от SiC е 4 до 5 пъти по-дълъг от материала с 92% алуминиев оксид. MOR на RBSiC е 5 до 7 пъти по-висок от този на SNBSC, може да се използва за по-сложни форми. Процесът на офериране е бърз, доставката е според обещанията и качеството е ненадминато. Винаги упорстваме в предизвикателството на нашите цели и връщаме сърцата си на обществото.