Sistemes de desulfuració de gasos de combustió i broquets

La combustió del carbó a les instal·lacions de generació d'energia produeix residus sòlids, com ara cendres de fons i volants, i gasos de combustió que s'emeten a l'atmosfera. Moltes plantes han d'eliminar les emissions de SOx dels gasos de combustió mitjançant sistemes de desulfuració de gasos de combustió (FGD). Les tres principals tecnologies de FGD utilitzades als EUA són el fregat humit (85% de les instal·lacions), el fregat en sec (12%) i la injecció de sorbent sec (3%). Els fregadors humits solen eliminar més del 90% del SOx, en comparació amb els fregadors secs, que eliminen el 80%. En aquest article es presenten tecnologies d'última generació per al tractament de les aigües residuals que es generen per humitSistemes FGD.

Conceptes bàsics de FGD humit

Les tecnologies de FGD humit tenen en comú una secció de reactor de purins i una secció de deshidratació de sòlids. S'han utilitzat diversos tipus d'absorbidors, com ara torres d'envasos i safates, fregadors venturi i fregadors d'asprai a la secció del reactor. Els absorbidors neutralitzen els gasos àcids amb una pasta alcalina de calç, hidròxid de sodi o pedra calcària. Per diverses raons econòmiques, els fregadors més nous solen utilitzar purins de pedra calcària.

Quan la pedra calcària reacciona amb el SOx en les condicions reductores de l'absorbent, el SO 2 (el component principal del SOx) es converteix en sulfit i es produeix una purina rica en sulfit de calci. Els sistemes FGD anteriors (anomenats sistemes d'oxidació natural o d'oxidació inhibida) van produir un subproducte de sulfit de calci. Més nouSistemes FGDemprar un reactor d'oxidació en el qual la suspensió de sulfit de calci es converteix en sulfat de calci (guix); aquests s'anomenen sistemes FGD d'oxidació forçada de pedra calcària (LSFO).

Els sistemes moderns típics de LSFO FGD utilitzen un absorbidor de torre de polvorització amb un reactor d'oxidació integral a la base (figura 1) o un sistema de bombolla de raig. En cadascun el gas s'absorbeix en un purín de pedra calcària en condicions anòxiques; després, la purina passa a un reactor aeròbic o zona de reacció, on el sulfit es converteix en sulfat i el guix precipita. El temps de detenció hidràulica al reactor d'oxidació és d'uns 20 minuts.

1. Sistema FGD d'oxidació forçada de pedra calcària de columna de polvorització (LSFO). En un depurador LSFO, el purín passa a un reactor, on s'afegeix aire per forçar l'oxidació del sulfit a sulfat. Aquesta oxidació sembla convertir la selenita en selenat, donant lloc a dificultats de tractament posteriors. Font: CH2M HILL

Aquests sistemes solen funcionar amb sòlids en suspensió d'entre 14% i 18%. Els sòlids en suspensió consisteixen en sòlids de guix fins i gruixuts, cendres volants i material inert introduït amb la pedra calcària. Quan els sòlids arriben a un límit superior, es purga el purí. La majoria dels sistemes LSFO FGD utilitzen sistemes de separació i deshidratació de sòlids mecànics per separar el guix i altres sòlids de l'aigua de purga (figura 2).

2. Sistema de deshidratació de guix de purga FGD. En un sistema de deshidratació de guix típic, les partícules de la purga es classifiquen, o se separen, en fraccions gruixudes i fines. Les partícules fines es separen en el desbordament de l'hidroclon per produir un desbordament inferior que consisteix principalment en grans cristalls de guix (per a la seva venda potencial) que es poden deshidratar a un baix contingut d'humitat amb un sistema de deshidratació de cinturó de buit. Font: CH2M HILL

Alguns sistemes FGD utilitzen espessidors per gravetat o estanys de decantació per a la classificació i deshidratació de sòlids, i alguns utilitzen centrífugues o sistemes de deshidratació de tambors de buit rotatius, però la majoria dels sistemes nous utilitzen hidroclons i cinturons de buit. Alguns poden utilitzar dos hidroclons en sèrie per augmentar l'eliminació de sòlids en el sistema de deshidratació. Una part del desbordament de l'hidroclon es pot retornar al sistema FGD per reduir el flux d'aigües residuals.

La purga també es pot iniciar quan hi ha una acumulació de clorurs a la purín FGD, necessària pels límits imposats per la resistència a la corrosió dels materials de construcció del sistema FGD.

Característiques de les aigües residuals FGD

Moltes variables afecten la composició de les aigües residuals de FGD, com ara la composició del carbó i la pedra calcària, el tipus de depurador i el sistema de deshidratació de guix utilitzat. El carbó aporta gasos àcids, com ara clorurs, fluorurs i sulfats, així com metalls volàtils, com arsènic, mercuri, seleni, bor, cadmi i zinc. La pedra calcària aporta ferro i alumini (de minerals argilosos) a les aigües residuals de la FGD. La pedra calcària es polveritza normalment en un molí de boles humits, i l'erosió i la corrosió de les boles aporten ferro al purins de pedra calcària. Les argiles tendeixen a aportar els fins inerts, que és una de les raons per les quals les aigües residuals es purguen del fregador.

De: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; i Silas W. Givens, PE.

Correu electrònic:[correu electrònic protegit]