Boquilla FGD de carbur de silici per a la desulfurització a la central elèctrica

Desulfurització de gasos de combustió (FGD) Absorbidor de broquets
L’eliminació d’òxids de sofre, generalment coneguts com a Sox, d’un gas d’escapament mitjançant un reactiu alcalí, com ara un purí de pedra calcària humida.

Quan els combustibles fòssils s’utilitzen en els processos de combustió per executar calderes, forns o altres equips, tenen el potencial d’alliberar SO2 o SO3 com a part del gas d’escapament. Aquests òxids de sofre reaccionen fàcilment amb altres elements per formar compostos nocius com l’àcid sulfúric i tenen el potencial d’afectar negativament la salut humana i el medi ambient. A causa d’aquests efectes potencials, el control d’aquest compost en gasos de combustió és una part essencial de les centrals elèctriques de carbó i d’altres aplicacions industrials.

A causa de l’erosió, el connector i les preocupacions de acumulació, un dels sistemes més fiables per controlar aquestes emissions és un procés de desulfurització de gas de combustió humida de torre oberta (FGD) mitjançant una pedra calcària, calç hidratada, aigua de mar o altra solució alcalina. Els broquets de polvorització són capaços de distribuir de manera eficaç i fiable aquests purins en torres d’absorció. Creant patrons uniformes de gotetes de mida adequada, aquests broquets són capaços de crear eficaçment la superfície necessària per a l’absorció adequada alhora que minimitzen l’entrenament de la solució de fregament al gas de combustió.

Seleccionant una boquilla d’absorció FGD:
Factors importants a considerar:

Densitat i viscositat dels mitjans de comunicació
Mida de gotes necessàries
La mida correcta de les gotes és essencial per assegurar les taxes d’absorció adequades
Material de la boquilla
Com que el gas de combustió és sovint corrosiu i el fluid de fregament és sovint un purí amb contingut de sòlids elevats i propietats abrasives, és important seleccionar la corrosió i el material resistent al desgast adequat
Resistència a l’embussament de la boquilla
Com que el líquid de fregament és sovint un purí amb contingut de sòlids elevats, la selecció de la boquilla pel que fa a la resistència a l'embussament és important
Patró i col·locació de polvorització de la boquilla
Per tal d’assegurar l’absorció adequada de la cobertura completa del flux de gas sense bypass i el temps de residència suficient és important
Mida i tipus de connexió de la boquilla
Els cabals de fluids de fregament necessaris
Caiguda de pressió disponible (∆P) a través de la boquilla
∆P = Pressió de subministrament a l’entrada de la boquilla: pressió del procés de la boquilla exterior
Els nostres enginyers experimentats poden ajudar a determinar quina boquilla funcionarà segons sigui necessari amb els detalls del disseny
Els usos i indústries comunes de l'absorbidor de FGD: indústries:
Carbó i altres centrals de combustibles fòssils
Refineries de petroli
Incineradors de residus municipals
Forns de ciment
Fèlies metàl·liques

Full de dades de material sic

Inconvenients amb calç/calcària

Tal com es mostra a la figura 1, els sistemes FGD que utilitzen calç/calcària forçada (LSFO) inclouen tres grans subsistemes:

• Preparació, manipulació i emmagatzematge del reactiu
• Vaixell absorbent
• Manipulació de residus i subproductes

La preparació del reactiu consisteix a transmetre calcàries triturades (CACO3) des d’un sitja d’emmagatzematge fins a un dipòsit d’alimentació agitat. La purina de pedra calcària resultant es bombeja al vas de l'absorbidor juntament amb el gas de combustió de la caldera i l'aire oxidant. Les broquetes de polvorització proporcionen gotes de reactiu fines que després flueixen contra el gas de combustió entrant. El SO2 del gas de combustió reacciona amb el reactiu ric en calci per formar sulfit de calci (CASO3) i CO2. L’aire introduït a l’absorbidor afavoreix l’oxidació de CASO3 a CASO4 (forma dihidrat).

Les reaccions bàsiques de LSFO són:

Caco3 + SO2 → CASO3 + CO2 · 2H2O

La purina oxidada es recull a la part inferior de l’absorbidor i posteriorment es recicla juntament amb un reactiu fresc a les capçaleres de la boquilla de polvorització. Una part del flux de reciclatge es retira al sistema de manipulació de residus/subproductes, que normalment consisteix en hidrociclons, filtres de bateria o cinturó i un dipòsit d’aigües residuals/licors agitades. Les aigües residuals del dipòsit de retenció es reciclen al dipòsit de reactius de pedra calcària o a un hidrocicló on el desbordament es treu com a efluent.

Esquema típic del procés de fregament de calç/calcària forçat amb oxidatina

Els sistemes LSFO humits normalment poden aconseguir eficiències d’eliminació de SO2 del 95-97 per cent. Arribar a nivells superiors al 97,5 per cent per complir els requisits de control d’emissions, però, és difícil, especialment per a les plantes que utilitzen carbons d’alt sofre. Es poden afegir catalitzadors de magnesi o es pot calcular la pedra calcària a la calç més alta de reactivitat (CAO), però aquestes modificacions impliquen equips de plantes addicionals i els costos de mà d’obra i energia associats. Per exemple, el calcinament a la calç requereix la instal·lació d’un forn de calç separat. A més, la calç es precipita fàcilment i això augmenta el potencial de formació de dipòsits a escala en el fregador.

El cost de la calcinació amb un forn de calç es pot reduir injectant directament la pedra calcària al forn de la caldera. En aquest enfocament, la calç generada a la caldera es porta amb el gas de combustió al fregador. Els possibles problemes inclouen l’enfocament de la caldera, la interferència amb la transferència de calor i la inactivació de la calç a causa de la sobrecàrrega de la caldera. A més, la calç redueix la temperatura de flux de la cendra fos en les calderes de carbó, donant lloc a dipòsits sòlids que d’altra manera no es produirien.

Els residus líquids del procés LSFO es dirigeixen normalment a estanys d’estabilització juntament amb residus líquids d’altres llocs de la central elèctrica. L’efluent líquid FGD humit es pot saturar de compostos de sulfit i sulfat i les consideracions mediambientals normalment limiten el seu alliberament a rius, rierols o altres cursos d’aigua. A més, el reciclatge de les aigües residuals/licors de nou a la fregament pot provocar sals de sodi dissolt, potassi, calci, magnesi o clorur. Aquestes espècies es poden acabar de cristal·litzar a menys que es proporcioni un sagnat suficient per mantenir les concentracions de sal dissoltes per sota de la saturació. Un problema addicional és la velocitat de liquidació lenta dels sòlids de residus, la qual cosa es tradueix en la necessitat de grans estanys d’estabilització d’alt volum. En condicions típiques, la capa assentada en un estany d’estabilització pot contenir un 50 per cent o més fase líquida fins i tot després de diversos mesos d’emmagatzematge.

El sulfat de calci recuperat de la purina de reciclatge de l’absorbidor pot ser elevat en calcària no reaccionada i cendra de sulfit de calci. Aquests contaminants poden evitar que el sulfat de calci es vengui com a guix sintètic per utilitzar -lo a la taula de pissarra, guix i producció de ciment. La pedra calcària no reaccionada és la impuresa predominant que es troba en el guix sintètic i també és una impuresa comuna en el guix natural (minat). Si bé la pedra calcària no interfereix amb les propietats dels productes finals de Wallboard, les seves propietats abrasives presenten problemes de desgast per a equips de processament. El sulfit de calci és una impuresa no desitjada en qualsevol guix, ja que la seva mida de partícula fina planteja problemes d’escalat i altres problemes de processament com el rentat de pastissos i la desordena.

Si els sòlids generats en el procés LSFO no es poden comercialitzar comercialment com a guix sintètic, això suposa un problema d’eliminació de residus considerables. Per a una caldera de 1000 MW disparant un 1 per cent de carbó de sofre, la quantitat de guix és aproximadament de 550 tones (curt)/dia. Per a la mateixa planta que dispara un 2 per cent de carbó de sofre, la producció de guix augmenta fins a aproximadament 1100 tones/dia. Afegint unes 1000 tones/dia per a la producció de cendres de mosca, això aporta el tonatge total de residus sòlids a unes 1550 tones/dia per a la caixa de carbó de l’1 per cent i 2100 tones/dia per al cas del 2 % de sofre.

Els avantatges dels EADS

Una alternativa de tecnologia provada al fregador de LSFO substitueix la pedra calcària per amoníac com a reactiu per a la retirada de SO2. Els components de fresat, emmagatzematge, manipulació i transport de reactius sòlids en un sistema LSFO es substitueixen per tancs d’emmagatzematge simples per amoníac aquós o anhidre. La figura 2 mostra un esquema de flux per al sistema EADS proporcionat per Jet Inc.

L’amoníac, el gas de combustió, l’aire oxidant i l’aigua del procés entren a un absorbent que conté diversos nivells de broquets de polvorització. Els broquets generen gotes fines de reactiu que conté amoníac per assegurar el contacte íntim del reactiu amb gas de combustió entrant segons les reaccions següents:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4) 2SO3

(2) (NH4) 2SO3 + ½O2 → (NH4) 2SO4

El SO2 del flux de gas de combustió reacciona amb amoníac a la meitat superior del vas per produir sulfit d'amoni. La part inferior del vas absorbent serveix de dipòsit d’oxidació on l’aire oxida el sulfit d’amoni al sulfat d’amoni. La solució de sulfat d'amoni resultant es torna a bombejar a les capçaleres de la boquilla de polvorització a diversos nivells de l'absorbidor. Abans del gas de combustió fregat que sortia de la part superior de l’absorbidor, passa per un dimister que coalça qualsevol gota de líquids i capta partícules fines.

La reacció d’amoníac amb SO2 i l’oxidació de sulfit al sulfat aconsegueix una elevada taxa d’utilització de reactius. Es produeixen quatre quilos de sulfat d'amoni per cada lliura d'amoníac consumit.

Igual que amb el procés LSFO, es pot retirar una part del flux de reciclatge de reactius/productes per produir un subproducte comercial. Al sistema EADS, la solució de producte enlairada es bombeja a un sistema de recuperació de sòlids que consisteix en un hidrocicló i una centrífuga per concentrar el producte de sulfat d’amoni abans d’assecar -se i envasar -se. Tots els líquids (desbordament d’hidrocicló i centrífuga centrífuga) es dirigeixen a un dipòsit de purins i es tornen a introduir al corrent de reciclatge de sulfat d’amoni amoni.

• Els sistemes EADS proporcionen una eficiència d’eliminació de SO2 més elevada (> 99%), cosa que proporciona a les centrals elèctriques de carbó més flexibilitat per combinar carbons de sofre més barats i més elevats.
• Mentre que els sistemes LSFO creen 0,7 tones de CO2 per cada tona de SO2 eliminada, el procés EADS no produeix CO2.
• Com que la calç i la pedra calcària són menys reactius en comparació amb l’amoníac per a l’eliminació de SO2, es requereix un major consum d’aigua de procés i energia de bombament per aconseguir taxes de circulació elevades. D’aquesta manera es tradueix en costos operatius més elevats dels sistemes LSFO.
• Els costos de capital dels sistemes EADS són similars als per construir un sistema LSFO. Com s'ha apuntat anteriorment, mentre que el sistema EADS requereix equips de processament i envasat de subproductes de sulfat d'amoni, les instal·lacions de preparació de reactius associades a LSFO no són necessàries per a la fresat, la manipulació i el transport.

L’avantatge més distintiu dels EADS és l’eliminació de residus líquids i sòlids. La tecnologia EADS és un procés de descàrrega de líquid zero, cosa que significa que no cal cap tractament d'aigües residuals. El subproducte de sulfat d'amoni sòlid és fàcilment comercialitzable; L’amoníac sulfat és el component de fertilitzants i fertilitzants més utilitzat del món, amb el creixement del mercat mundial previst fins al 2030. A més, mentre que la fabricació de sulfat d’amoni requereix una centrífuga, assecadora, transportadora i equips d’embalatge, aquests articles no són disponibles i comercials. Segons les condicions econòmiques i del mercat, el fertilitzant de sulfat d'amoni pot compensar els costos de la desulfurització de gasos de combustió basat en l'amoníac i potencialment proporcionar un benefici substancial.

Esquema de procés de desulfurització d'amoníac eficient

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd és una de les noves solucions de materials de ceràmica de carbur de silici més grans a la Xina. Ceràmica tècnica de sic: La duresa de Moh és 9 (la duresa de New Moh és 13), amb una excel·lent resistència a l'erosió i la corrosió, excel·lent abrasió: resistència i anti-oxidació. La vida útil del producte SIC és de 4 a 5 vegades més que el 92% de material d'alúmina. La mor de RBSIC és de 5 a 7 vegades la de SNBSC, es pot utilitzar per a formes més complexes. El procés de cotització és ràpid, el lliurament és tan promès i la qualitat és inigualable. Sempre persistim en desafiar els nostres objectius i tornar els nostres cors a la societat.