Siliciumcarbid FGD-dyse til afsvovling i kraftværk

Røggasafsvovling (FGD) Absorberdyser
Fjernelse af svovloxider, almindeligvis omtalt som SOx, fra en udstødningsgas ved hjælp af et alkalireagens, såsom en våd kalkstensopslæmning.

Når fossile brændstoffer bruges i forbrændingsprocesser til at drive kedler, ovne eller andet udstyr, har de potentiale til at frigive SO2 eller SO3 som en del af udstødningsgassen. Disse svovloxider reagerer let med andre grundstoffer for at danne skadelige forbindelser såsom svovlsyre og har potentiale til at påvirke menneskers sundhed og miljøet negativt. På grund af disse potentielle virkninger er kontrol af denne forbindelse i røggasser en væsentlig del af kulfyrede kraftværker og andre industrielle applikationer.

På grund af erosion, tilstopning og opbygningsproblemer er et af de mest pålidelige systemer til at kontrollere disse emissioner en åben-tårns våd røggasafsvovlingsproces (FGD) ved hjælp af en kalksten, hydreret kalk, havvand eller anden alkalisk opløsning. Sprøjtedyser er i stand til effektivt og pålideligt at fordele disse gyller i absorptionstårne. Ved at skabe ensartede mønstre af dråber af den rigtige størrelse er disse dyser i stand til effektivt at skabe det overfladeareal, der er nødvendigt for korrekt absorption, samtidig med at skrubbeopløsningen minimeres med i røggassen.

Valg af en FGD-absorberdyse:
Vigtige faktorer at overveje:

Skrubbemedietæthed og viskositet
Påkrævet dråbestørrelse
Den korrekte dråbestørrelse er afgørende for at sikre korrekte absorptionshastigheder
Dysemateriale
Da røggassen ofte er ætsende, og skrubbevæsken ofte er en gylle med højt tørstofindhold og slibende egenskaber, er det vigtigt at vælge det passende korrosions- og slidbestandigt materiale
Modstand mod tilstopning af dyse
Da skrubbevæsken ofte er en gylle med højt tørstofindhold, er valg af dyse med hensyn til tilstopningsmodstand vigtig
Dysesprøjtemønster og placering
For at sikre korrekt absorption er fuldstændig dækning af gasstrømmen uden bypass og tilstrækkelig opholdstid vigtig
Dysetilslutning størrelse og type
Nødvendige strømningshastigheder for skrubbevæske
Tilgængeligt trykfald (∆P) over dysen
∆P = forsyningstryk ved dyseindløb – procestryk udvendig dyse
Vores erfarne ingeniører kan hjælpe med at bestemme, hvilken dyse der vil fungere efter behov med dine designdetaljer
Almindelige FGD-absorberende dysebrug og industrier:
Kul og andre fossile brændstoffer kraftværker
Petroleumsraffinaderier
Kommunale affaldsforbrændingsanlæg
Cementovne
Metalsmeltere

SiC Materiale Datablad

Ulemper med kalk/kalksten

Som vist i figur 1 omfatter FGD-systemer, der anvender kalk/kalkstens-tvungen oxidation (LSFO), tre store undersystemer:

• Reagensforberedelse, håndtering og opbevaring
• Absorberbeholder
• Håndtering af affald og biprodukter

Reagensforberedelse består i at transportere knust kalksten (CaCO3) fra en lagersilo til en omrørt fodertank. Den resulterende kalkstensopslæmning pumpes derefter til absorberbeholderen sammen med kedelrøggassen og oxiderende luft. Sprøjtedyser leverer fine dråber af reagens, som derefter flyder i modstrøm til den indkommende røggas. SO2'en i røggassen reagerer med det calciumrige reagens og danner calciumsulfit (CaSO3) og CO2. Luften, der indføres i absorberen, fremmer oxidation af CaSO3 til CaSO4 (dihydratform).

De grundlæggende LSFO-reaktioner er:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Den oxiderede opslæmning samler sig i bunden af ​​absorberen og recirkuleres efterfølgende sammen med frisk reagens tilbage til sprøjtedysehovederne. En del af recirkuleringsstrømmen trækkes tilbage til affalds-/biprodukthåndteringssystemet, som typisk består af hydrocykloner, tromle- eller båndfiltre og en omrørt spildevands-/væskeholdetank. Spildevand fra holdingtanken recirkuleres tilbage til kalkstensreagensfødetanken eller til en hydrocyklon, hvor overløbet fjernes som spildevand.

Typisk kalk/kalksten tvungen oxidatin vådskrubbeproces skematisk

Våde LSFO-systemer kan typisk opnå SO2-fjernelseseffektiviteter på 95-97 procent. Det er imidlertid vanskeligt at nå niveauer over 97,5 procent for at opfylde kravene til emissionskontrol, især for anlæg, der bruger kul med højt svovlindhold. Magnesiumkatalysatorer kan tilsættes, eller kalkstenen kan kalcineres til kalk med højere reaktivitet (CaO), men sådanne modifikationer involverer yderligere anlægsudstyr og de tilhørende arbejds- og energiomkostninger. For eksempel kræver kalcinering til kalk installation af en separat kalkovn. Kalk udfældes også let, og dette øger potentialet for dannelse af kalkaflejringer i scrubberen.

Omkostningerne til brænding med kalkovn kan reduceres ved direkte at indsprøjte kalksten i kedelfyret. I denne tilgang føres kalk genereret i kedlen sammen med røggassen ind i scrubberen. Mulige problemer omfatter tilsmudsning af kedlen, interferens med varmeoverførsel og kalkinaktivering på grund af overbrænding i kedlen. Desuden reducerer kalken fremløbstemperaturen af ​​smeltet aske i kulfyrede kedler, hvilket resulterer i faste aflejringer, som ellers ikke ville opstå.

Flydende affald fra LSFO-processen ledes typisk til stabiliseringsdamme sammen med flydende affald fra andre steder i kraftværket. Det våde FGD flydende spildevand kan være mættet med sulfit- og sulfatforbindelser, og miljøhensyn begrænser typisk dets udledning til floder, vandløb eller andre vandløb. Genanvendelse af spildevand/sprit tilbage til scrubberen kan også føre til opbygning af opløste natrium-, kalium-, calcium-, magnesium- eller chloridsalte. Disse arter kan til sidst krystallisere, medmindre der tilvejebringes tilstrækkelig blødning til at holde de opløste saltkoncentrationer under mætning. Et yderligere problem er den langsomme bundfældningshastighed af affaldsfaststoffer, hvilket resulterer i behovet for store stabiliseringsdamme med stort volumen. Under typiske forhold kan det bundfældede lag i en stabiliseringsdam indeholde 50 procent eller mere væskefase selv efter flere måneders opbevaring.

Calciumsulfatet, der genvindes fra absorbergenbrugsopslæmningen, kan have et højt indhold af uomsat kalksten og calciumsulfitaske. Disse forurenende stoffer kan forhindre calciumsulfat i at blive solgt som syntetisk gips til brug i vægplader, gips og cementproduktion. Ureageret kalksten er den overvejende urenhed, der findes i syntetisk gips, og det er også en almindelig urenhed i naturlig (udvundet) gips. Selvom kalksten i sig selv ikke forstyrrer egenskaberne af vægpladeslutprodukter, giver dens slibende egenskaber slidproblemer for forarbejdningsudstyr. Calciumsulfit er en uønsket urenhed i enhver gips, da dens fine partikelstørrelse giver afkalkningsproblemer og andre forarbejdningsproblemer såsom kagevask og afvanding.

Hvis de faste stoffer, der genereres i LSFO-processen, ikke er kommercielt salgbare som syntetisk gips, udgør dette et betydeligt affaldsbortskaffelsesproblem. For en 1000 MW kedel, der fyrer med 1 procent svovlkul, er mængden af ​​gips cirka 550 tons (kort)/dag. For det samme anlæg, der fyrer med 2 procent svovlkul, stiger gipsproduktionen til cirka 1100 tons/dag. Hvis der tilføjes omkring 1000 tons/dag til flyveaskeproduktion, bringer dette den samlede tonnage af fast affald op på omkring 1550 tons/dag for 1 procent svovlkul-tilfældet og 2100 tons/dag for 2 procent svovltilfældet.

EADS fordele

Et gennemprøvet teknologisk alternativ til LSFO-skrubning erstatter kalksten med ammoniak som reagens til SO2-fjernelse. De faste reagensformalings-, opbevarings-, håndterings- og transportkomponenter i et LSFO-system erstattes af simple lagertanke til vandig eller vandfri ammoniak. Figur 2 viser et flowskema for EADS-systemet leveret af JET Inc.

Ammoniak, røggas, oxiderende luft og procesvand trænger ind i en absorber, der indeholder flere niveauer af sprøjtedyser. Dyserne genererer fine dråber af ammoniakholdigt reagens for at sikre tæt kontakt mellem reagenset og den indkommende røggas i henhold til følgende reaktioner:

(1) S02 + 2NH3 + H2O → (NH4)2S03

(2) (NH4)2S03 + ½O2 → (NH4)2S04

SO2 i røggasstrømmen reagerer med ammoniak i den øverste halvdel af beholderen og danner ammoniumsulfit. Bunden af ​​absorberbeholderen tjener som en oxidationstank, hvor luft oxiderer ammoniumsulfitten til ammoniumsulfat. Den resulterende ammoniumsulfatopløsning pumpes tilbage til sprøjtedysehovederne på flere niveauer i absorberen. Inden den skrubbede røggas forlader toppen af ​​absorberen, passerer den gennem en affugter, der samler eventuelle medførte væskedråber og opfanger fine partikler.

Ammoniakreaktionen med SO2 og sulfitoxidationen til sulfat opnår en høj reagensudnyttelseshastighed. Fire pund ammoniumsulfat produceres for hvert pund ammoniak, der forbruges.

Som med LSFO-processen kan en del af reagens-/produktgenbrugsstrømmen trækkes tilbage for at producere et kommercielt biprodukt. I EADS-systemet pumpes startproduktopløsningen til et faststofgenvindingssystem bestående af en hydrocyklon og centrifuge for at koncentrere ammoniumsulfatproduktet før tørring og emballering. Alle væsker (hydrocyklonoverløb og centrifugecenter) ledes tilbage til en gylletank og genindføres derefter i absorberens ammoniumsulfat-genbrugsstrøm.

• EADS-systemer giver højere SO2-fjernelseseffektivitet (>99%), hvilket giver kulfyrede kraftværker mere fleksibilitet til at blande billigere kul med højere svovl.
• Mens LSFO-systemer skaber 0,7 ton CO2 for hvert ton SO2, der fjernes, producerer EADS-processen ingen CO2.
• Fordi kalk og kalksten er mindre reaktive sammenlignet med ammoniak til SO2-fjernelse, kræves der højere procesvandforbrug og pumpeenergi for at opnå høje cirkulationshastigheder. Dette resulterer i højere driftsomkostninger for LSFO-systemer.
• Kapitalomkostninger for EADS-systemer svarer til dem for konstruktion af et LSFO-system. Som nævnt ovenfor, mens EADS-systemet kræver ammoniumsulfat-biproduktbehandling og emballeringsudstyr, er reagensfremstillingsfaciliteterne forbundet med LSFO ikke nødvendige til formaling, håndtering og transport.

Den mest markante fordel ved EADS er elimineringen af ​​både flydende og fast affald. EADS-teknologien er en nul-væske-udledningsproces, hvilket betyder, at der ikke kræves spildevandsrensning. Det faste ammoniumsulfatbiprodukt er let salgbart; ammoniaksulfat er den mest anvendte gødnings- og gødningskomponent i verden, med en verdensomspændende markedsvækst forventet frem til 2030. Derudover, mens fremstillingen af ​​ammoniumsulfat kræver en centrifuge, tørretumbler, transportør og emballeringsudstyr, er disse varer ikke-proprietære og kommercielt tilgængelig. Afhængigt af økonomiske og markedsmæssige forhold kan ammoniumsulfatgødningen opveje omkostningerne ved ammoniakbaseret røggasafsvovling og potentielt give en betydelig fortjeneste.

Effektiv ammoniakafsvovlingsproces skematisk

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd er en af ​​de største siliciumcarbidkeramiske nye materialeløsninger i Kina. SiC teknisk keramik: Mohs hårdhed er 9 (New Mohs hårdhed er 13), med fremragende modstandsdygtighed over for erosion og korrosion, fremragende slidstyrke – modstandsdygtighed og antioxidation. SiC-produktets levetid er 4 til 5 gange længere end 92% aluminiumoxidmateriale. MOR af RBSiC er 5 til 7 gange SNBSC, den kan bruges til mere komplekse former. Tilbudsprocessen er hurtig, leveringen er som lovet, og kvaliteten er i særklasse. Vi bliver altid ved med at udfordre vores mål og giver vores hjerter tilbage til samfundet.