Silicon Carbide FGD mlaznica za odsumporavanje u elektranama

Mlaznice apsorbera za odsumporavanje dimnih gasova (FGD).
Uklanjanje sumpornih oksida, koji se obično nazivaju SOx, iz izduvnih gasova pomoću alkalnog reagensa, kao što je vlažna kaša od krečnjaka.

Kada se fosilna goriva koriste u procesima sagorevanja za pokretanje kotlova, peći ili druge opreme, ona imaju potencijal da ispuste SO2 ili SO3 kao deo izduvnog gasa. Ovi oksidi sumpora lako reaguju sa drugim elementima i formiraju štetna jedinjenja kao što je sumporna kiselina i imaju potencijal da negativno utiču na ljudsko zdravlje i životnu sredinu. Zbog ovih potencijalnih efekata, kontrola ovog spoja u dimnim plinovima je bitan dio elektrana na ugalj i drugih industrijskih primjena.

Zbog zabrinutosti oko erozije, začepljenja i nakupljanja, jedan od najpouzdanijih sistema za kontrolu ovih emisija je proces vlažnog odsumporavanja dimnih gasova (FGD) otvorenog tornja koji koristi krečnjak, hidratizirano vapno, morsku vodu ili drugu alkalnu otopinu. Mlaznice za prskanje su u stanju da efikasno i pouzdano distribuiraju ove suspenzije u apsorpcione kule. Stvaranjem ujednačenih uzoraka kapljica odgovarajuće veličine, ove mlaznice su u stanju da efikasno stvore površinu potrebnu za pravilnu apsorpciju dok minimiziraju uvlačenje rastvora za čišćenje u dimni gas.

Odabir FGD apsorber mlaznice:
Važni faktori koje treba uzeti u obzir:

Gustoća i viskoznost medija za čišćenje
Potrebna veličina kapljice
Ispravna veličina kapljica je ključna za osiguravanje odgovarajuće stope apsorpcije
Materijal mlaznice
Kako je dimni plin često korozivan, a tekućina za pranje često je kaša s visokim sadržajem čvrstih tvari i abrazivnim svojstvima, važan je odabir odgovarajućeg materijala otpornog na koroziju i habanje.
Otpornost na začepljenje mlaznica
Kako je tekućina za čišćenje često kaša sa visokim sadržajem čvrstih materija, važan je odabir mlaznice s obzirom na otpornost na začepljenje.
Uzorak i postavljanje mlaznice
Da bi se osigurala pravilna apsorpcija, važna je potpuna pokrivenost struje plina bez premosnice i dovoljno vremena zadržavanja
Veličina i tip priključka mlaznice
Potrebne brzine protoka tečnosti za pranje
Dostupni pad pritiska (∆P) preko mlaznice
∆P = dovodni pritisak na ulazu mlaznice – procesni pritisak izvan mlaznice
Naši iskusni inženjeri mogu vam pomoći da odredite koja će mlaznica raditi po potrebi s vašim detaljima dizajna
Uobičajene FGD apsorberske mlaznice i industrije:
Termoelektrane na ugalj i druga fosilna goriva
Rafinerije nafte
Spalionice komunalnog otpada
Peći za cement
Topionice metala

Podaci o materijalu SiC

Nedostaci s vapnom/vapnencem

Kao što je prikazano na slici 1, FGD sistemi koji koriste prisilnu oksidaciju vapna/vapnenca (LSFO) uključuju tri glavna podsistema:

• Priprema, rukovanje i skladištenje reagensa
• Posuda za upijanje
• Rukovanje otpadom i nusproizvodima

Priprema reagensa se sastoji od transporta drobljenog krečnjaka (CaCO3) iz skladišnog silosa u rezervoar za mešanje. Nastala vapnenačka suspenzija se zatim pumpa u apsorbersku posudu zajedno sa dimnim gasom iz kotla i oksidacionim vazduhom. Mlaznice za raspršivanje isporučuju fine kapljice reagensa koje zatim protiču protivstrujno prema dolaznom dimnom plinu. SO2 u dimnom gasu reaguje sa reagensom bogatim kalcijumom i formira kalcijum sulfit (CaSO3) i CO2. Vazduh uveden u apsorber podstiče oksidaciju CaSO3 u CaSO4 (dihidratni oblik).

Osnovne LSFO reakcije su:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Oksidirana suspenzija se skuplja na dnu apsorbera i zatim se reciklira zajedno sa svježim reagensom natrag u zaglavlje mlaznica za prskanje. Dio toka reciklaže se povlači u sistem za rukovanje otpadom/nusproizvodom, koji se obično sastoji od hidrociklona, ​​filtera za bubanj ili traku i spremnika za miješanje otpadne vode/likvora. Otpadna voda iz rezervoara za zadržavanje se reciklira nazad u rezervoar za punjenje reagensa za krečnjak ili u hidrociklon gde se preliv uklanja kao efluent.

Tipična shema procesa mokrog ribanja sa prisilnim oksidacijom vapna/vapnenca

Mokri LSFO sistemi obično mogu postići efikasnost uklanjanja SO2 od 95-97 posto. Međutim, teško je postići nivoe iznad 97,5 posto kako bi se ispunili zahtjevi za kontrolu emisija, posebno za postrojenja koja koriste ugalj s visokim sadržajem sumpora. Magnezijski katalizatori se mogu dodati ili se krečnjak može kalcinirati u vapno veće reaktivnosti (CaO), ali takve modifikacije uključuju dodatnu opremu postrojenja i povezane troškove rada i energije. Na primjer, kalcinacija u kreč zahtijeva ugradnju posebne peći za kreč. Također, kreč se lako taloži i to povećava mogućnost stvaranja naslaga kamenca u uređaju za čišćenje.

Troškovi kalcinacije u peći za kreč mogu se smanjiti direktnim ubrizgavanjem krečnjaka u peć kotla. U ovom pristupu, vapno koje nastaje u kotlu prenosi se sa dimnim gasom u prečistač. Mogući problemi uključuju onečišćenje kotla, smetnje u prijenosu topline i inaktivaciju vapna zbog prekomjernog izgaranja u kotlu. Osim toga, vapno smanjuje temperaturu protoka rastopljenog pepela u kotlovima na ugalj, što rezultira čvrstim naslagama koje inače ne bi nastale.

Tečni otpad iz LSFO procesa se obično usmjerava u stabilizacijska jezera zajedno s tekućim otpadom iz drugih dijelova elektrane. Vlažni FGD tekući efluent može biti zasićen jedinjenjima sulfita i sulfata, a ekološki aspekti obično ograničavaju njegovo ispuštanje na rijeke, potoke ili druge vodotoke. Takođe, recikliranje otpadne vode/likvora nazad u čistač može dovesti do nakupljanja rastvorenih soli natrijuma, kalijuma, kalcijuma, magnezijuma ili hlorida. Ove vrste mogu na kraju kristalizirati osim ako se ne obezbijedi dovoljno krvarenja da se koncentracije otopljene soli zadrže ispod zasićenja. Dodatni problem je spora brzina taloženja čvrstih otpadnih materija, što rezultira potrebom za velikim stabilizacionim bazenima velike zapremine. U tipičnim uslovima, taloženi sloj u stabilizacijskom ribnjaku može sadržavati 50 posto ili više tečne faze čak i nakon nekoliko mjeseci skladištenja.

Kalcijum sulfat dobijen iz reciklaže apsorbera može biti visok u neizreagovanom krečnjaku i pepelu kalcijum sulfita. Ovi zagađivači mogu spriječiti prodaju kalcijum sulfata kao sintetičkog gipsa za upotrebu u proizvodnji zidnih ploča, gipsa i cementa. Nereagirani krečnjak je dominantna nečistoća koja se nalazi u sintetičkom gipsu, a također je česta nečistoća u prirodnom (iskopanom) gipsu. Iako sam vapnenac ne ometa svojstva krajnjih proizvoda zidnih ploča, njegova abrazivna svojstva predstavljaju probleme s habanjem opreme za obradu. Kalcijum sulfit je neželjena nečistoća u svakom gipsu jer njegova fina veličina čestica predstavlja probleme s kamencem i druge probleme u procesu obrade kao što je pranje kolača i odvodnjavanje.

Ako čvrste materije nastale u LSFO procesu nisu komercijalno tržišne kao sintetički gips, to predstavlja značajan problem odlaganja otpada. Za kotao od 1000 MW koji koristi 1 posto sumpornog uglja, količina gipsa je približno 550 tona (kratko) dnevno. Za isto postrojenje koje loži 2 posto sumpornog uglja, proizvodnja gipsa se povećava na približno 1100 tona dnevno. Dodajući oko 1000 tona dnevno za proizvodnju elektrofilterskog pepela, ovo dovodi do ukupne tonaže čvrstog otpada na oko 1550 tona dnevno za slučaj sumpornog uglja od 1 posto i 2100 tona dnevno za slučaj sa 2 posto sumpora.

Prednosti EADS-a

Provjerena tehnologija alternativa LSFO ribanju zamjenjuje krečnjak amonijakom kao reagensom za uklanjanje SO2. Komponente za mlevenje, skladištenje, rukovanje i transport čvrstog reagensa u LSFO sistemu su zamenjene jednostavnim rezervoarima za skladištenje vodenog ili bezvodnog amonijaka. Slika 2 prikazuje šemu toka za EADS sistem koji obezbeđuje JET Inc.

Amonijak, dimni gas, oksidirajući vazduh i procesna voda ulaze u apsorber koji sadrži više nivoa mlaznica za prskanje. Mlaznice stvaraju fine kapljice reagensa koji sadrži amonijak kako bi se osigurao intiman kontakt reagensa sa ulaznim dimnim plinom prema sljedećim reakcijama:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

SO2 u struji dimnih plinova reagira s amonijakom u gornjoj polovici posude i nastaje amonijev sulfit. Dno apsorberske posude služi kao oksidacioni rezervoar gde vazduh oksidira amonijum sulfit u amonijum sulfat. Rezultirajuća otopina amonijum sulfata se pumpa nazad u zaglavlje mlaznica za prskanje na više nivoa u apsorberu. Prije nego što pročišćeni dimni plin izađe iz vrha apsorbera, on prolazi kroz odmagljivač koji spaja sve uvučene kapljice tekućine i hvata fine čestice.

Reakcija amonijaka sa SO2 i oksidacija sulfita u sulfat postižu visoku stopu iskorištenja reagensa. Četiri funte amonijum sulfata proizvodi se za svaku funtu potrošenog amonijaka.

Kao i kod LSFO procesa, dio toka reagensa/proizvoda može se povući kako bi se proizveo komercijalni nusproizvod. U EADS sistemu, otopina proizvoda za polijetanje se pumpa u sistem za obnavljanje čvrstih materija koji se sastoji od hidrociklona i centrifuge da se koncentriše proizvod amonijum sulfata prije sušenja i pakovanja. Sve tečnosti (prelivanje hidrociklona i centrifugiranje) se vraćaju nazad u rezervoar za mulj i zatim se ponovo unose u tok reciklaže amonijum sulfata apsorbera.

• EADS sistemi obezbeđuju veću efikasnost uklanjanja SO2 (>99%), što elektranama na ugalj daje veću fleksibilnost za mešanje jeftinijih ugljeva sa visokim sadržajem sumpora.
• Dok LSFO sistemi stvaraju 0,7 tona CO2 za svaku tonu uklonjenog SO2, EADS proces ne proizvodi CO2.
• Budući da su vapno i krečnjak manje reaktivni u odnosu na amonijak za uklanjanje SO2, potrebna je veća potrošnja procesne vode i energija pumpanja da bi se postigle visoke brzine cirkulacije. Ovo rezultira većim operativnim troškovima za LSFO sisteme.
• Kapitalni troškovi za EADS sisteme su slični onima za izgradnju LSFO sistema. Kao što je gore navedeno, dok EADS sistem zahteva opremu za obradu i pakovanje nusproizvoda amonijum sulfata, postrojenja za pripremu reagensa povezana sa LSFO nisu potrebna za mlevenje, rukovanje i transport.

Najizrazitija prednost EADS-a je eliminacija i tečnog i čvrstog otpada. EADS tehnologija je proces bez pražnjenja tečnosti, što znači da nije potreban tretman otpadnih voda. Čvrsti nusprodukt amonijum sulfata se lako može prodati; amonijak sulfat je najkorištenije gnojivo i komponenta đubriva u svijetu, s rastom svjetskog tržišta do 2030. Osim toga, dok proizvodnja amonijum sulfata zahtijeva centrifugu, sušaru, transporter i opremu za pakovanje, ovi artikli nisu vlasnički i komercijalni dostupan. U zavisnosti od ekonomskih i tržišnih uslova, amonijum sulfatno đubrivo može nadoknaditi troškove odsumporavanja dimnih gasova na bazi amonijaka i potencijalno obezbediti značajan profit.

Šema efikasnog procesa odsumporavanja amonijaka

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd je jedno od najvećih rješenja novih materijala za keramiku od silicijum karbida u Kini. SiC tehnička keramika: Moh-ova tvrdoća je 9 (New Moh-ova tvrdoća je 13), sa odličnom otpornošću na eroziju i koroziju, odličnom otpornošću na abraziju i antioksidacijom. Vijek trajanja SiC proizvoda je 4 do 5 puta duži od 92% materijala glinice. MOR RBSiC-a je 5 do 7 puta veći od SNBSC-a, može se koristiti za složenije oblike. Proces ponude je brz, isporuka je kao što je obećano, a kvalitet je bez premca. Uvijek ustrajavamo u izazovu naših ciljeva i vraćamo svoja srca društvu.