Forbrænding af kul i elproduktionsanlæg producerer fast affald, såsom bund og flyveaske, og røggas, der udledes til atmosfæren. Mange anlæg er forpligtet til at fjerne SOx-emissioner fra røggassen ved hjælp af røggasafsvovlingssystemer (FGD). De tre førende FGD-teknologier, der anvendes i USA, er vådskrubning (85 % af installationerne), tørskrubning (12 %) og indsprøjtning af tør sorbent (3 %). Vådskrubbere fjerner typisk mere end 90 % af SOx, sammenlignet med tørskrubbere, som fjerner 80 %. Denne artikel præsenterer state-of-the-art teknologier til behandling af spildevand, der genereres af vådtFGD systemer.
Wet FGD Basics
Fælles for våde FGD-teknologier er en gyllereaktorsektion og en faststofafvandingssektion. Forskellige typer af absorbere er blevet brugt, herunder pakke- og bakketårne, venturi-scrubbere og spray-scrubbere i reaktorsektionen. Absorberne neutraliserer de sure gasser med en alkalisk opslæmning af kalk, natriumhydroxid eller kalksten. Af en række økonomiske årsager har nyere scrubbere en tendens til at bruge kalkstensgylle.
Når kalksten reagerer med SOx under de reducerende forhold i absorberen, omdannes SO 2 (hovedkomponenten af SOx) til sulfit, og der dannes en gylle rig på calciumsulfit. Tidligere FGD-systemer (benævnt naturlig oxidation eller hæmmede oxidationssystemer) producerede et calciumsulfitbiprodukt. NyereFGD systemeranvende en oxidationsreaktor, hvori calciumsulfitopslæmningen omdannes til calciumsulfat (gips); disse omtales som kalksten tvungen oxidation (LSFO) FGD-systemer.
Typiske moderne LSFO FGD-systemer bruger enten en spraytårnabsorber med en integreret oxidationsreaktor i bunden (figur 1) eller et jet-boblersystem. I hver absorberes gassen i en kalkstensopslæmning under anoxiske forhold; gyllen passerer derefter til en aerob reaktor eller reaktionszone, hvor sulfit omdannes til sulfat, og gips udfældes. Hydraulisk tilbageholdelsestid i oxidationsreaktoren er omkring 20 minutter.
1. Spray kolonne kalksten tvungen oxidation (LSFO) FGD system. I en LSFO scrubber passerer gyllen til en reaktor, hvor luft tilsættes for at fremtvinge oxidation af sulfit til sulfat. Denne oxidation ser ud til at omdanne selenit til selenat, hvilket resulterer i senere behandlingsvanskeligheder. Kilde: CH2M HILL
Disse systemer fungerer typisk med suspenderede faste stoffer på 14 % til 18 %. Suspenderede faste stoffer består af fine og grove gipsfaststoffer, flyveaske og inert materiale, der indføres med kalkstenen. Når faststofferne når en øvre grænse, renses opslæmningen. De fleste LSFO FGD-systemer bruger mekaniske faststofseparations- og afvandingssystemer til at adskille gips og andre faste stoffer fra skyllevandet (figur 2).
2. FGD rensning af gips afvandingssystem. I et typisk gipsafvandingssystem klassificeres eller separeres partikler i udrensningen i grove og fine fraktioner. Fine partikler separeres i overløbet fra hydroklonen for at producere et underløb, der hovedsageligt består af store gipskrystaller (til potentielt salg), der kan afvandes til et lavt fugtindhold med et vakuumbåndafvandingssystem. Kilde: CH2M HILL
Nogle FGD-systemer bruger tyngdekraftsfortykningsmidler eller bundfældningsdamme til faststofklassificering og afvanding, og nogle bruger centrifuger eller roterende vakuumtromleafvandingssystemer, men de fleste nye systemer bruger hydrokloner og vakuumbånd. Nogle kan bruge to hydrokloner i serie for at øge faststoffjernelsen i afvandingssystemet. En del af hydroklonoverløbet kan returneres til FGD-systemet for at reducere spildevandsstrømmen.
Udrensning kan også påbegyndes, når der er en ophobning af klorider i FGD-gyllen, nødvendiggjort af grænser pålagt af korrosionsbestandigheden af FGD-systemets konstruktionsmaterialer.
FGD Spildevandsegenskaber
Mange variabler påvirker FGD-spildevandets sammensætning, såsom kul- og kalkstenssammensætning, type scrubber og det anvendte gipsafvandingssystem. Kul bidrager med sure gasser - såsom chlorider, fluorider og sulfat - såvel som flygtige metaller, herunder arsen, kviksølv, selen, bor, cadmium og zink. Kalkstenen bidrager med jern og aluminium (fra lermineraler) til FGD-spildevandet. Kalksten pulveriseres typisk i en våd kuglemølle, og kuglernes erosion og korrosion bidrager med jern til kalkstensopslæmningen. Ler har en tendens til at bidrage med de inerte fine partikler, hvilket er en af grundene til, at spildevand renses ud af scrubberen.
Fra: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; og Silas W. Givens, PE.
E-mail:[e-mailbeskyttet]
Indlægstid: Aug-04-2018