Sistemes de desulfurització de gasos de combustió i broquets

La combustió del carbó a les instal·lacions de generació d’energia produeix residus sòlids, com ara la cendra inferior i la mosca, i el gas de combustió que s’emet a l’atmosfera. Moltes plantes han de treure les emissions de Sox dels gasos de combustió mitjançant sistemes de desulfurització de gas de combustió (FGD). Les tres principals tecnologies de FGD utilitzades als Estats Units són el fregament humit (85%de les instal·lacions), fregament en sec (12%) i injecció de sorbent sec (3%). Els fregadors humits normalment eliminen més del 90% dels Sox, en comparació amb els fregadors secs, que eliminen el 80%. Aquest article presenta tecnologies d’última generació per tractar les aigües residuals generades per WETSistemes FGD.

Fonaments bàsics de FGD humits

Les tecnologies FGD humides tenen en comú una secció de reactor de purins i una secció de desaparició de sòlids. S'han utilitzat diversos tipus d'absorbidors, incloent -hi torres envasades i de safata, fregadors de Venturi i fregadores de polvorització a la secció del reactor. Els absorbidors neutralitzen els gasos àcids amb una purina alcalina de calç, hidròxid de sodi o calcària. Per diverses raons econòmiques, els fregadors més nous solen utilitzar purins de pedra calcària.

Quan la pedra calcària reacciona amb SOX en les condicions reductores de l’absorbidor, de manera que 2 (el component principal de SOX) es converteix en sulfit i es produeix un purí ric en sulfit de calci. Els sistemes anteriors de FGD (anomenats oxidació natural o sistemes d'oxidació inhibits) van produir un subproducte de sulfit de calci. Més nouSistemes FGDUtilitzeu un reactor d’oxidació en el qual el purí de sulfit de calci es converteix en sulfat de calci (guix); Es coneixen com a sistemes FGD d’oxidació forçada de pedra calcària (LSFO).

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

1. Sistema FGD de la columna de la columna polvoritzadora (LSFO). En un Slurry de fregador de LSFO passa a un reactor, on s’afegeix l’aire per forçar l’oxidació del sulfit al sulfat. Aquesta oxidació sembla convertir la selenita en selenat, donant lloc a dificultats de tractament posteriors. Font: CH2M Hill

Aquests sistemes normalment funcionen amb sòlids en suspensió del 14% al 18%. Els sòlids en suspensió consisteixen en sòlids de guix fi i gruixut, cendra de mosca i material inert introduït amb la pedra calcària. Quan els sòlids arriben a un límit superior, es purga la purina. La majoria dels sistemes FGD de LSFO utilitzen sistemes de separació i desgast de sòlids mecànics per separar el guix i altres sòlids de l’aigua de purga (figura 2).

2. Sistema de desaparició de guix de purga FGD. En un típic sistema de desaparició del sistema de guix a la purga es classifiquen o es separen en fraccions gruixudes i fines. Les partícules fines es separen en el desbordament de la hidroclona per produir un subflux que consisteix principalment en cristalls de guix gran (per a la venda potencial) que es poden desordenar a un contingut d’humitat baix amb un sistema de desplegament de cinturons de buit. Font: CH2M Hill

Alguns sistemes de FGD utilitzen espessidors de gravetat o estanys d’assentament per a la classificació i la desgastació de sòlids, i alguns utilitzen centrífugues o sistemes de desaigua de tambor de buit rotatius, però la majoria de sistemes nous utilitzen hidroclons i cinturons de buit. Alguns poden utilitzar dos hidroclons en sèrie per augmentar l'eliminació de sòlids al sistema de desordenament. Una part del desbordament d’hidroclona 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 purina FGD, necessàriament per límits imposades per la resistència a la corrosió dels materials de construcció del sistema FGD.

Característiques d’aigües residuals de FGD

Moltes variables afecten la composició d’aigües residuals de FGD, com ara la composició de carbó i calcària, tipus de fregador i el sistema de prestació de guix utilitzat. El carbó aporta gasos àcids, com clorurs, fluorurs i sulfat, així com metalls volàtils, inclosos arsènic, mercuri, seleni, bor, cadmi i zinc. La pedra calcària aporta ferro i alumini (de minerals de fang) a les aigües residuals de FGD. La pedra calcària es pulverizada normalment en un molí de boles humides i l’erosió i la corrosió de les boles aporten ferro a la purina de pedra calcària. Les argiles solen contribuir a les multes inertes, que és una de les raons per les quals les aigües residuals esborren del fregador.

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

Email: caroline@rbsic-sisic.com