FGD -Düse von Siliziumcarbid zur Entschwefelung im Kraftwerk

Absorber -Düsen von Rauchgasdesulfurization (FGD)
Die Entfernung von Schwefeloxiden, die allgemein als Sox bezeichnet, aus Abgasen unter Verwendung eines Alkali -Reagenz wie einer Nasskalksteinschlammung.

Wenn fossile Brennstoffe in Verbrennungsprozessen zum Ausführen von Kesseln, Öfen oder anderen Geräten verwendet werden, können sie SO2 oder SO3 als Teil des Abgases freisetzen. Diese Schwefeloxide reagieren leicht mit anderen Elementen, um eine schädliche Verbindung wie Schwefelsäure zu bilden, und können die menschliche Gesundheit und die Umwelt negativ beeinflussen. Aufgrund dieser potenziellen Effekte ist die Kontrolle dieser Verbindung in Rauchgasen ein wesentlicher Bestandteil von Kohlekraftwerken und anderen industriellen Anwendungen.

Aufgrund von Erosion, Verstopfung und Aufbauproblemen ist eines der zuverlässigsten Systeme zur Steuerung dieser Emissionen ein FGD-Prozess (Open-Turm-Nasszusammenfassungsgas Desulfurizing) unter Verwendung eines Kalksteins, einem hydratisierten Kalk, Meerwasser oder einer anderen alkalischen Lösung. Sprühdüsen können diese Slurries effektiv und zuverlässig in Absorptionstürme verteilen. Durch die Erzeugung eines gleichmäßigen Musters von richtigen Tröpfchen können diese Düsen die für die ordnungsgemäße Absorption benötigte Oberfläche effektiv erzeugen und gleichzeitig das Mitnahme der Scrubbing -Lösung in das Rauchgas minimieren.

Auswählen einer FGD -Absorberdüse:
Wichtige Faktoren zu berücksichtigen:

Schrubben der Mediendichte und Viskosität
Erforderliche Tröpfchengröße
Die korrekte Tröpfchengröße ist wichtig, um die ordnungsgemäßen Absorptionsraten sicherzustellen
Düsenmaterial
Da das Rauchgas häufig korrosiv ist und die Schrubbenflüssigkeit häufig eine Aufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt und abrasiv
Düse Clog -Widerstand
Da die Schrubbenflüssigkeit häufig eine Aufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt ist, ist die Auswahl der Düse in Bezug auf den Clog -Widerstand wichtig
Düsenspray -Muster und Platzierung
Um eine ordnungsgemäße Absorption sicherzustellen, ist die vollständige Abdeckung des Gasstroms ohne Bypass und ausreichende Verweilzeit wichtig
Düsenverbindungsgröße und -Typ
Erforderliche Schrubbenflüssigkeitsflussraten
Verfügbarer Druckabfall (∆P) über die Düse
∆P = Versorgungsdruck am Düseneinlass - Prozessdruck außerhalb der Düse
Unsere erfahrenen Ingenieure können dabei helfen
Gemeinsame FGD -Absorber -Düse und Branchen: Branchen:
Kohle und andere Kraftwerke fossiler Brennstoffe
Erdölraffinerien
Kommunale Verbrennungsanlagen
Zementöfen
Metallschmelz

SIC -Material -Datenblatt

Nachteile mit Kalk/Kalkstein

Wie in Abbildung 1 gezeigt, enthalten FGD-Systeme, die Kalk/Kalkstein-Zwangsoxidation (LSFO) verwenden, drei Hauptsubsysteme:

• Reagenzierung, Handhabung und Lagerung
• Absorbergefäß
• Handhabung von Abfällen und Nebenprodukten

Die Reagenzienpräparation besteht darin, zerkleinerten Kalkstein (CACO3) von einem Lagersilo in einen aufgeregten Futtertank zu vermitteln. Die resultierende Kalksteinschlammung wird dann zusammen mit dem Kessel -Rauchgas und der oxidierenden Luft in das Absorbergefäß gepumpt. Sprühdüsen liefern feine Reagenztröpfchen, die dann Gegenstrom zum eingehenden Rauchgas fließen. Das SO2 im Rauchgas reagiert mit dem calciumreichen Reagenz, um Calciumsulfit (CASO3) und CO2 zu bilden. Die in den Absorber eingeführte Luft fördert die Oxidation von Caso3 zu CASO4 (Dihydratform).

Die grundlegenden LSFO -Reaktionen sind:

CACO3 + SO2 → CASO3 + CO2 · 2H2O

Die oxidierte Aufschlämmung sammelt sich im Boden des Absorbers und wird anschließend zusammen mit dem frischen Reagenz mit den Sprühdüsenkopfzeilen recycelt. Ein Teil des Recycle -Stroms wird in das Abfall-/Nebenprodukt -Handhabungssystem zurückgezogen, das typischerweise aus Hydrozyklonen, Trommel- oder Riemenfiltern und einem aufstrebenden Abwasser-/Alkohol -Holding -Tank besteht. Abwasser aus dem Haltepanzer wird zurück in den Kalkstein -Reagenzien -Futtertank oder in einen Hydrocyclon recycelt, in dem der Überlauf als Abwasser entfernt wird.

Typischer Limetten-/Kalkstein erzwungen Oxidatin nasser Peelingsschema

Wet LSFO-Systeme können in der Regel die Effizienz von SO2-Entfernung von 95-97 Prozent erreichen. Das Erreichen von Werten über 97,5 Prozent, um die Emissionskontrollanforderungen zu erfüllen, ist jedoch schwierig, insbesondere für Pflanzen mit hohen Sulfurkohlen. Magnesiumkatalysatoren können zugegeben werden oder der Kalkstein kann zu einem höheren Reaktivitätskalk (CAO) kalkiniert werden, aber solche Modifikationen umfassen zusätzliche Anlagenausrüstung und die damit verbundenen Arbeits- und Stromkosten. Zum Beispiel erfordert die Berechnung des Kalks die Installation eines separaten Kalköfens. Außerdem ist Kalk leicht ausgefällt und dies erhöht das Potenzial für die Ablagerungsbildung im Wäschen.

Die Kalzinierungskosten mit einem Kalköfen können reduziert werden, indem der Kesselofen direkt in den Kesselofen injiziert wird. Bei diesem Ansatz wird im Kessel erzeugte Kalk mit dem Rauchgas in den Wäscher getragen. Mögliche Probleme sind Kesselverschmutzung, Störungen der Wärmeübertragung und die Inaktivierung von Kalk aufgrund des Überbrennens des Kessels. Darüber hinaus reduziert der Kalk die Flusstemperatur von geschmolzener Asche in Kohlekesseln, was zu festen Ablagerungen führt, die sonst nicht auftreten würden.

Flüssigabfälle aus dem LSFO -Verfahren werden typischerweise auf Stabilisierungsteiche zusammen mit Flüssigkeitsabfällen aus anderen Stellen im Kraftwerk gerichtet. Das feuchte FGD -Flüssigabwasser kann mit Sulfit- und Sulfatverbindungen gesättigt werden, und Umweltüberlegungen beschränken ihre Freisetzung typischerweise auf Flüsse, Bäche oder andere Wasserläufe. Außerdem kann das Recycling von Abwasser/Alkohol in den Wäscher zum Aufbau von gelöstem Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium oder Chloridsalzen führen. Diese Spezies können sich letztendlich kristallisieren, wenn die gelösten Salzkonzentrationen unter der Sättigung ausreichend blutet werden. Ein zusätzliches Problem ist die langsame Absetzrate von Abfallfeststoffen, was dazu führt, dass große Stabilisierungsteiche mit hohem Volumen erforderlich sind. Unter typischen Bedingungen kann die abgesetzte Schicht in einem Stabilisierungsteich auch nach mehreren Monaten der Lagerung 50 Prozent oder mehr flüssige Phase enthalten.

Das aus der Absorber -Recyclingschlamm gewonnene Calciumsulfat kann in nicht umgesetzter Kalkstein- und Calciumsulfitasche hoch sein. Diese Verunreinigungen können verhindern, dass das Calciumsulfat als synthetischer Gips für die Verwendung in der Produktion von Wandbrett-, Gips- und Zementproduktion verkauft wird. Nicht beantworteter Kalkstein ist die vorherrschende Verunreinigung, die im synthetischen Gips zu finden ist, und es ist auch eine häufige Verunreinigung im natürlichen (abgebildeten) Gips. Während Kalkstein selbst die Eigenschaften von Wallboard -Endprodukten nicht beeinträchtigt, sind die Schleifeigenschaften Verschleißprobleme für die Verarbeitungsgeräte. Calciumsulfit ist eine unerwünschte Verunreinigung in jedem Gips, da seine feine Partikelgröße Skalierungsprobleme und andere Verarbeitungsprobleme wie Kuchenwaschen und Entwässerung aufweist.

Wenn die im LSFO -Prozess erzeugten Feststoffe als synthetischer Gips nicht kommerziell marktfähig sind, stellt dies ein beträchtliches Abfallentsorgungsproblem auf. Für einen 1000 -MW -Kessel, der 1 Prozent Schwefelkohle abfeuert, beträgt die Menge an Gips ungefähr 550 Tonnen/Tag. Bei derselben Pflanze, die 2 Prozent Schwefelkohle abfeuert, steigt die Gipsproduktion auf ungefähr 1100 Tonnen pro Tag. Dies erhöht etwa 1000 Tonnen pro Tag für die Flugascheproduktion und bringt die gesamte Tonnage fester Abfälle auf etwa 1550 Tonnen pro Tag für das 1 -Prozent -Schwefelkohlefall und 2100 Tonnen pro Tag für den 2 -prozentigen Schwefelgehäuse.

Eads Vorteile

Eine bewährte Technologiealternative zum LSFO -Schrubben ersetzt Kalkstein durch Ammoniak als Reagenz für die Entfernung von SO2. Das feste Reagenzien-, Speicher-, Handhabungs- und Transportkomponenten in einem LSFO -System werden durch einfache Lagertanks für wässrige oder wasserfreie Ammoniak ersetzt. Abbildung 2 zeigt einen Flussschema für das von Jet Inc. bereitgestellte EADS -System.

Ammoniak, Rauchgas, oxidierende Luft und Prozesswasser treten in einen Absorber mit mehreren Spiegel von Sprühdüsen ein. Die Düsen erzeugen feine Tröpfchen von Ammoniakhaltendütern, um einen intimen Kontakt des Reagenzus mit eingehender Rauchgas gemäß den folgenden Reaktionen sicherzustellen:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4) 2SO3

(2) (NH4) 2SO3 + ½o2 → (NH4) 2SO4

Der SO2 im Rauchgasstrom reagiert mit Ammoniak in der oberen Hälfte des Gefäßes, um Ammoniumsulfit zu produzieren. Der Boden des Absorbergefäßes dient als Oxidationstank, in dem Luft das Ammoniumsulfit zu Ammoniumsulfat oxidiert. Die resultierende Ammoniumsulfatlösung wird bei mehreren Ebenen im Absorber in die Sprühdüsenkopfzeile zurückgepumpt. Vor dem schrubbten Rauchgas, der die Oberseite des Absorbers ausgeht, durchläuft es durch einen Demister, der alle mitgenommenen Flüssigtröpfchen zusammenfasst und feine Partikel erfasst.

Die Ammoniakreaktion mit SO2 und die Sulfitoxidation zu Sulfat erreicht eine hohe Reagenziennutzungsrate. Für jedes verbrauchte Pfund Ammoniak werden vier Pfund Ammoniumsulfat erzeugt.

Wie beim LSFO -Prozess kann ein Teil des Reagenz/Produktrecycle -Stroms zurückgezogen werden, um ein kommerzielles Nebenprodukt zu erstellen. Im EADS -System wird die Startproduktlösung in ein Festkörperwiederherstellungssystem gepumpt, das aus einem Hydrocyclon und Zentrifuge besteht, um das Ammoniumsulfatprodukt vor dem Trocknen und Verpackungen zu konzentrieren. Alle Flüssigkeiten (Hydrocyclon-Überlauf und Zentrifugenzentrat) werden zu einem Schlammentank zurückgeführt und dann wieder in den Absorber-Ammoniumsulfat-Recycle-Strom eingeführt.

• EADS-Systeme bieten eine höhere SO2-Entfernungseffizienz (> 99%), was Kohlekraftwerken mehr Flexibilität bietet, um billigere, höhere Schwefelkohlen zu mischen.
• Während LSFO -Systeme für jede Tonne SO2 0,7 Tonnen CO2 erzeugen, erzeugt der EADS -Prozess keine CO2.
• Da Kalk und Kalkstein im Vergleich zu Ammoniak für die Entfernung von SO2 weniger reaktiv sind, ist ein höherer Verbrauch und Pumpenergie mit höherem Prozess erforderlich, um hohe Zirkulationsraten zu erreichen. Dies führt zu höheren Betriebskosten für LSFO -Systeme.
• Die Kapitalkosten für EADS -Systeme ähneln denen für den Bau eines LSFO -Systems. Wie oben erwähnt, sind die mit LSFO im Zusammenhang mit LSFO im Zusammenhang mit LSFO im Zusammenhang mit LSFO im Zusammenhang mit LSFO nicht benötigten Reagenzien -Vorbereitungsanlagen nicht erforderlich, um das Mahlen, Handhabung und Transport zu erhalten.

Der markanteste Vorteil von EADS ist die Eliminierung sowohl flüssiger als auch von festen Abfällen. Die EADS-Technologie ist ein Verfahren zur Entlastung von Null, was bedeutet, dass keine Abwasserbehandlung erforderlich ist. Das feste Ammoniumsulfat -Nebenprodukt ist leicht marktfähig; Ammoniaksulfat ist die am häufigsten verwendete Dünger- und Düngerkomponente der Welt, wobei das weltweite Marktwachstum bis 2030 erwartet wird. Darüber hinaus erfordert die Herstellung von Ammoniumsulfat eine Zentrifugen-, Trockner-, Förder- und Verpackungsgeräte, diese Gegenstände sind nicht proprietär und kommerziell erhältlich. Abhängig von den wirtschaftlichen und Marktbedingungen kann der Ammoniumsulfatdünger die Kosten für die Entschwefelung auf Ammoniakgasgas ausgleichen und möglicherweise einen erheblichen Gewinn erzielen.

Effizienter Prozessschema von Ammoniak -Desulfurization