Η καύση του άνθρακα στις εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας παράγει στερεά απόβλητα, όπως κατώτατη τέφρα, και καυστήρα καυσαερίων που εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα. Πολλά φυτά απαιτούνται για την απομάκρυνση των εκπομπών SOX από το καυσαερίδες χρησιμοποιώντας συστήματα αποταμίευσης καυσαερίων (FGD). Οι τρεις κορυφαίες τεχνολογίες FGD που χρησιμοποιούνται στις ΗΠΑ είναι υγρό καθαρισμό (85%των εγκαταστάσεων), ξηρό καθαρισμό (12%) και ξηρή έγχυση σορβέντι (3%). Οι υγρές πλυντήρες συνήθως απομακρύνουν περισσότερο από το 90% του Sox, σε σύγκριση με τα στεγνά πλυντήρια, τα οποία απομακρύνουν το 80%. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει τεχνολογίες τελευταίας τεχνολογίας για τη θεραπεία των λυμάτων που παράγονται από υγρόΣυστήματα FGD.
Βρετανικά βασικά στοιχεία FGD
Οι τεχνολογίες υγρών FGD έχουν κοινό τμήμα αντιδραστήρα πολτοποίησης και ένα τμήμα απομάκρυνσης στερεών. Χρησιμοποιήθηκαν διάφοροι τύποι απορροφητών, συμπεριλαμβανομένων των συσκευασμένων και των πύργων δίσκων, των πλυντηρίων Venturi και των απορριμμάτων ψεκασμού στο τμήμα του αντιδραστήρα. Οι απορροφητές εξουδετερώνουν τα όξινα αέρια με αλκαλικό πολτό ασβέστη, υδροξειδίου του νατρίου ή ασβεστόλιθου. Για διάφορους οικονομικούς λόγους, οι νεότεροι πλυντήροι τείνουν να χρησιμοποιούν ασβεστολιθικό πολτό.
Όταν ο ασβεστόλιθος αντιδρά με SOX στις μειωμένες συνθήκες του απορροφητή, έτσι 2 (το κύριο συστατικό του Sox) μετατρέπεται σε θειώδη και παράγεται ένα πολτό πλούσιο σε θειώδες ασβέστιο. Τα προηγούμενα συστήματα FGD (που αναφέρονται ως φυσική οξείδωση ή ανασταλμένα συστήματα οξείδωσης) παρήγαγαν ένα υποπροϊόν σουλικίου ασβεστίου. ΝεότεροςΣυστήματα FGDΧρησιμοποιήστε έναν αντιδραστήρα οξείδωσης στον οποίο ο πολτός θειικού ασβεστίου μετατρέπεται σε θειικό ασβέστιο (γύψος). Αυτά αναφέρονται ως συστήματα FGD FGD από ασβεστόλιθο (LSFO).
Τα τυπικά σύγχρονα συστήματα LSFO FGD χρησιμοποιούν είτε έναν απορροφητή πύργου ψεκασμού με έναν ενσωματωμένο αντιδραστήρα οξείδωσης στη βάση (Εικόνα 1) είτε ένα σύστημα φυσαλίδων πίδακα. Σε κάθε αέριο απορροφάται σε ένα ασβεστολιθικό ιλύος υπό ανοξικές συνθήκες. Ο πολτός στη συνέχεια περνάει σε αερόβιο αντιδραστήρα ή ζώνη αντίδρασης, όπου ο θειίτης μετατρέπεται σε θειικό άλας και τα κατακρημνήματα γύψου. Ο υδραυλικός χρόνος κράτησης στον αντιδραστήρα οξείδωσης είναι περίπου 20 λεπτά.
1. ΣΥΣΤΗΜΑ FGD ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑΣ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑΣ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑΣ (LSFO). Σε ένα πολτό καθαρισμού LSFO περνάει σε έναν αντιδραστήρα, όπου ο αέρας προστίθεται για να εξαναγκάσει την οξείδωση του θειώδους σε θειικό άλας. Αυτή η οξείδωση φαίνεται να μετατρέπει το σεληνίτη σε σεληνικό, με αποτέλεσμα μεταγενέστερες δυσκολίες θεραπείας. Πηγή: Ch2m Hill
Αυτά τα συστήματα λειτουργούν συνήθως με αιωρούμενα στερεά από 14% έως 18%. Τα αιωρούμενα στερεά αποτελούνται από λεπτά και χονδρόκοκκο γύψο, τέφρα και αδρανές υλικό που εισήχθη με τον ασβεστόλιθο. Όταν τα στερεά φτάσουν σε ένα ανώτατο όριο, ο πολτός καθαρίζεται. Τα περισσότερα συστήματα LSFO FGD χρησιμοποιούν συστήματα μηχανικών στερεών διαχωρισμού και αφυδάτωσης για να διαχωρίσουν τον γύψο και άλλα στερεά από το νερό καθαρισμού (Εικόνα 2).
2. Σύστημα απομάκρυνσης Gypsum FGD. Σε ένα τυπικό σωματίδια συστήματος αφυδάτωσης του γύψου στο καθαρισμό ταξινομούνται ή διαχωρίζονται σε χονδροειδή και ωραία κλάσματα. Τα λεπτά σωματίδια διαχωρίζονται στην υπερχείλιση από την υδροκλάνη για να παράγουν μια υπορροή που αποτελείται κυρίως από μεγάλους κρυστάλλους γύψου (για πιθανή πώληση) που μπορούν να αφυδατηθούν σε χαμηλή περιεκτικότητα σε υγρασία με σύστημα αφυδάτωσης ζώνης κενού. Πηγή: Ch2m Hill
Ορισμένα συστήματα FGD χρησιμοποιούν πυκνές βαρύτητας ή λίμνες καθίζησης για ταξινόμηση στερεών και αφυδάτωσης, ενώ μερικές χρησιμοποιούν φυγοκεντρητές ή συστήματα περιστροφικής απόσβεσης κενού, αλλά τα περισσότερα νέα συστήματα χρησιμοποιούν υδρογονανθράκους και ιμάντες κενού. Κάποιοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν δύο υδροκτόνους σε σειρά για να αυξήσουν την απομάκρυνση των στερεών στο σύστημα αφυδάτωσης. Ένα τμήμα της υπερχείλισης υδροκτόνης μπορεί να επιστραφεί στο σύστημα FGD για τη μείωση της ροής λυμάτων.
Ο καθαρισμός μπορεί επίσης να ξεκινήσει όταν υπάρχει συσσώρευση χλωριδίων στο πολτό FGD, που απαιτείται από τα όρια που επιβάλλονται από την αντίσταση στη διάβρωση των δομικών υλικών του συστήματος FGD.
Χαρακτηριστικά λυμάτων FGD
Πολλές μεταβλητές επηρεάζουν τη σύνθεση των λυμάτων FGD, όπως η σύνθεση άνθρακα και ασβεστόλιθου, ο τύπος καθαρισμού και το σύστημα που χρησιμοποιείται το σύστημα-δόσιμο του γύψου. Ο άνθρακας συνεισφέρει όξινα αέρια - όπως χλωρίδια, φθορίδια και θειικά - καθώς και πτητικά μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του αρσενικού, του υδραργύρου, του σεληνίου, του βορίου, του καδμίου και του ψευδαργύρου. Ο ασβεστόλιθος συμβάλλει σιδήρου και αλουμινίου (από ορυκτά αργίλου) στα λύματα FGD. Ο ασβεστόλιθος είναι τυπικά κονιοποιημένος σε ένα υγρό μύλο σφαιρών και η διάβρωση και η διάβρωση των μπάλες συμβάλλουν στον σίδηρο στον ασβεστόλιθο. Οι άργιλοι τείνουν να συνεισφέρουν τα αδρανή πρόστιμα, που είναι ένας από τους λόγους που τα λύματα καθαρίζονται από το πλυντήριο.
Από: Thomas E. Higgins, PhD, PE; Α. Thomas Sandy, ΡΕ. και Silas W. Givens, PE.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Χρόνος δημοσίευσης: Αυγ-04-2018