Ακροφύσιο FGD καρβιδίου πυριτίου για αποταμίευση στο εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας

Ακροφύσια απορρόφησης καυσαερίων (FGD)
Αφαίρεση οξειδίων του θείου, που συνήθως αναφέρονται ως SOX, από ένα καυσαερίδες χρησιμοποιώντας ένα αντιδραστήριο αλκαλίων, όπως μια υγρή ιλική ασβεστόλιθου.

Όταν τα ορυκτά καύσιμα χρησιμοποιούνται σε διαδικασίες καύσης για να τρέχουν λέβητες, φούρνους ή άλλο εξοπλισμό, έχουν τη δυνατότητα να απελευθερώσουν SO2 ή SO3 ως μέρος των καυσαερίων. Αυτά τα οξείδια του θείου αντιδρούν εύκολα με άλλα στοιχεία για να σχηματίσουν επιβλαβή ένωση όπως το θειικό οξύ και έχουν τη δυνατότητα να επηρεάσουν αρνητικά την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον. Λόγω αυτών των δυνητικών επιδράσεων, ο έλεγχος αυτής της ένωσης σε καυσαέρια είναι ένα ουσιαστικό μέρος των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με πυροδότηση άνθρακα και άλλων βιομηχανικών εφαρμογών.

Λόγω της διάβρωσης, της σύνδεσης και της συσσώρευσης ανησυχιών, ένα από τα πιο αξιόπιστα συστήματα για τον έλεγχο αυτών των εκπομπών είναι μια διεργασία ανοικτού πύργου υγρού καυσαερίου (FGD) χρησιμοποιώντας ασβεστόλιθο, ενυδατωμένο ασβέστη, θαλασσινό νερό ή άλλο αλκαλικό διάλυμα. Τα ακροφύσια ψεκασμού είναι σε θέση να διανέμουν αποτελεσματικά και αξιόπιστα αυτούς τους πολτούς σε πύργους απορρόφησης. Με τη δημιουργία ομοιόμορφων μοτίβων των σταγονιδίων κατάλληλου μεγέθους, αυτά τα ακροφύσια είναι σε θέση να δημιουργήσουν αποτελεσματικά την επιφάνεια που απαιτείται για σωστή απορρόφηση, ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα την παραίτηση του διαλύματος καθαρισμού στο καυσαετή.

Επιλέγοντας ένα ακροφύσιο απορροφητή FGD:
Σημαντικοί παράγοντες που πρέπει να εξεταστούν:

Πυκνότητα και ιξώδες καθαρισμού των μέσων
Απαιτούμενο μέγεθος σταγονιδίων
Το σωστό μέγεθος σταγονιδίων είναι απαραίτητο για την εξασφάλιση κατάλληλων ποσοστών απορρόφησης
Υλικό ακροφυσίου
Καθώς το καυσαερίδες είναι συχνά διαβρωτικό και το υγρό καθαρισμού είναι συχνά ένας πολτός με υψηλή περιεκτικότητα σε στερεά και λειαντικές ιδιότητες, η επιλογή της κατάλληλης διάβρωσης και ανθεκτικού σε φθορά είναι σημαντικό
Η αντίσταση του ακροφυσίου
Καθώς το υγρό καθαρισμού είναι συχνά ένας πολτός με υψηλή περιεκτικότητα σε στερεά, η επιλογή του ακροφυσίου σε σχέση με την αντίσταση του φράγματος είναι σημαντική
Σχέδιο ψεκασμού ακροφυσίου και τοποθέτηση
Προκειμένου να διασφαλιστεί η σωστή απορρόφηση, η πλήρης κάλυψη του ρεύματος αερίου χωρίς παράκαμψη και επαρκής χρόνος παραμονής είναι σημαντικός
Μέγεθος και τύπος σύνδεσης ακροφυσίου
Απαιτούμενα ποσοστά ροής υγρού καθαρισμού
Διαθέσιμη πτώση πίεσης (ΔΡ) σε όλο το ακροφύσιο
ΔΡ = πίεση παροχής στην είσοδο ακροφυσίου - πίεση διαδικασίας έξω από το ακροφύσιο
Οι έμπειροι μηχανικοί μας μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό ποιο ακροφύσιο θα εκτελέσει όπως απαιτείται με τα στοιχεία σχεδιασμού σας
Κοινή χρήση του ακροφυσίου αμορτισέρ FGD και βιομηχανιών:
Άνθρακα και άλλες μονάδες ηλεκτροπαραγωγής ορυκτών καυσίμων
Διυλιστήρια πετρελαίου
Οι αποτεφρωτές δημοτικών αποβλήτων
Τσιμέντο
Μεταλλική χυτήρια

Φύλλο δεδομένων SIC Material

Μειονεκτήματα με ασβέστη/ασβεστόλιθο

Όπως φαίνεται στο σχήμα 1, τα συστήματα FGD που χρησιμοποιούν την εξαναγκαστική οξείδωση ασβέστη/ασβεστόλιθου (LSFO) περιλαμβάνουν τρία σημαντικά υποσυστήματα:

• Προετοιμασία, χειρισμός και αποθήκευση αντιδραστηρίου
• Απορροφητής
• Τα απόβλητα και το υποπροϊόν χειρισμού

Το παρασκεύασμα αντιδραστηρίων συνίσταται στην μεταφορά θρυμματισμένου ασβεστόλιθου (CACO3) από ένα σιλό αποθήκευσης σε μια δεξαμενή τροφοδοσίας. Η προκύπτουσα ασβεστολιθική πολλή αντλείται στη συνέχεια στο δοχείο απορρόφησης μαζί με το καυσακετόν και τον οξειδωτικό αέρα του λέβητα και τον οξειδωτικό αέρα. Τα ακροφύσια ψεκασμού παραδίδουν λεπτές σταγονιδίες αντιδραστηρίου που στη συνέχεια ρέουν αντισυμβαλλόμενο στο εισερχόμενο καυσαερίδες. Το SO2 στο καυσαετήρα αντιδρά με το πλούσιο σε ασβέστιο αντιδραστήριο για να σχηματίσει θειώδες ασβέστιο (CASO3) και CO2. Ο αέρας που εισήχθη στον απορροφητή προάγει την οξείδωση του CASO3 σε CASO4 (μορφή διυδλάτης).

Οι βασικές αντιδράσεις LSFO είναι:

CACO3 + SO2 → CASO3 + CO2 · 2H2O

Το οξειδωμένο ιλύ συλλέγει στο κάτω μέρος του απορροφητή και στη συνέχεια ανακυκλώνεται μαζί με φρέσκο ​​αντιδραστήριο πίσω στις κεφαλίδες του ακροφυσίου ψεκασμού. Ένα τμήμα του ρεύματος ανακύκλωσης αποσύρεται στο σύστημα χειρισμού των αποβλήτων/υποπροϊόντων, το οποίο συνήθως αποτελείται από υδροκυκλώνες, φίλτρα τυμπάνου ή ιμάντων και δεξαμενή συγκράτησης λυμάτων/υγρών. Τα λύματα από τη δεξαμενή συγκράτησης ανακυκλώνονται πίσω στη δεξαμενή τροφοδοσίας αντιδραστηρίου ασβεστόλιθου ή σε υδροκυκλώνα όπου η υπερχείλιση απομακρύνεται ως απόβλητα.

Τυπικό σχήμα σχηματικής διαδικασίας Lime/Limestone

Τα υγρά συστήματα LSFO συνήθως μπορούν να επιτύχουν αποτελεσματικότητες απομάκρυνσης SO2 95-97 %. Ωστόσο, η επίτευξη επιπέδων άνω του 97,5 % για την κάλυψη των απαιτήσεων ελέγχου των εκπομπών είναι δύσκολη, ειδικά για τα φυτά που χρησιμοποιούν κάρβουνα υψηλού θηλίου. Οι καταλύτες μαγνησίου μπορούν να προστεθούν ή ο ασβεστόλιθος μπορεί να μεταδοθεί σε υψηλότερη ασβέστη αντιδραστικότητας (CAO), αλλά τέτοιες τροποποιήσεις περιλαμβάνουν πρόσθετο εξοπλισμό φυτών και το σχετικό κόστος εργασίας και ενέργειας. Για παράδειγμα, η ασβεστοποίηση σε ασβέστη απαιτεί την εγκατάσταση ενός ξεχωριστού κλιβάνου ασβέστη. Επίσης, ο ασβέστης κατακρημνίζεται εύκολα και αυτό αυξάνει τη δυνατότητα σχηματισμού κατάθεσης κλίμακας στον πλυντήριο.

Το κόστος της πιστόλι με έναν ασβέστη μπορεί να μειωθεί με την απευθείας έγχυση ασβεστόλιθου στον κλιβάνιο του λέβητα. Σε αυτή την προσέγγιση, ο ασβέστη που παράγεται στον λέβητα μεταφέρεται με το καυσαερίδες στο πλυντήριο. Τα πιθανά προβλήματα περιλαμβάνουν τη ρύπανση του λέβητα, την παρεμβολή με τη μεταφορά θερμότητας και την απενεργοποίηση ασβέστη λόγω υπερφυσικής κατάστασης στον λέβητα. Επιπλέον, ο ασβέστης μειώνει τη θερμοκρασία ροής της τετηγμένης τέφρας σε λέβητες με καύση άνθρακα, με αποτέλεσμα στερεές αποθέσεις που διαφορετικά δεν θα συνέβαιναν.

Τα υγρά απόβλητα από τη διαδικασία LSFO συνήθως κατευθύνονται σε λίμνες σταθεροποίησης μαζί με υγρά απόβλητα από αλλού του σταθμού παραγωγής ενέργειας. Το υγρό υγρό απόβλητο FGD μπορεί να είναι κορεσμένη με ενώσεις θειώδους και θειικού άλατος και περιβαλλοντικές εκτιμήσεις τυπικά περιορίζουν την απελευθέρωσή του σε ποτάμια, ρέματα ή άλλα υδατοκαλλιέργειας. Επίσης, η ανακύκλωση των λυμάτων/υγρού πίσω στο πλυντήριο μπορεί να οδηγήσει στη συσσώρευση διαλυμένου νάτριο, κάλιο, ασβέστιο, μαγνήσιο ή άλατα χλωριούχου. Αυτά τα είδη μπορούν τελικά να κρυσταλλώσουν εκτός εάν παρέχονται επαρκή αιμορραγία για να διατηρηθούν οι συγκεντρώσεις διαλυμένου άλατος κάτω από τον κορεσμό. Ένα πρόσθετο πρόβλημα είναι ο αργός ρυθμός καθίζησης των στερεών αποβλήτων, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα την ανάγκη για μεγάλες λίμνες σταθεροποίησης μεγάλου όγκου. Σε τυπικές συνθήκες, το στρώμα σταθερής σε μια λίμνη σταθεροποίησης μπορεί να περιέχει 50 τοις εκατό ή περισσότερο υγρή φάση ακόμη και μετά από αρκετούς μήνες αποθήκευσης.

Το θειικό ασβέστιο που ανακτάται από το πολτό ανακύκλωσης του απορροφητή μπορεί να είναι υψηλή σε ασβεστολιθική τέφρα ασβεστόλιθου και ασβεστίου. Αυτές οι μολυσματικές ουσίες μπορούν να αποτρέψουν την πώληση του θειικού ασβεστίου ως συνθετικού γύψου για χρήση σε τοίχο, γύψο και παραγωγή τσιμέντου. Ο ασβεστόλιθος που δεν έχει αντιδράσει είναι η κυρίαρχη ακαθαρσία που βρίσκεται στο συνθετικό γύψο και είναι επίσης μια κοινή ακαθαρσία σε φυσικό (εξορυκτικό) γύψο. Ενώ ο ίδιος ο ασβεστόλιθος δεν παρεμβαίνει στις ιδιότητες των τελικών προϊόντων του wallboard, οι λειαντικές του ιδιότητες παρουσιάζουν προβλήματα φθοράς για εξοπλισμό επεξεργασίας. Το θειώδες ασβέστιο είναι μια ανεπιθύμητη ακαθαρσία σε οποιοδήποτε γύψο, καθώς το μέγεθος του λεπτού σωματιδίου του δημιουργεί προβλήματα κλιμάκωσης και άλλα προβλήματα επεξεργασίας, όπως πλύσιμο κέικ και αφυδάτωση.

Εάν τα στερεά που παράγονται στη διαδικασία LSFO δεν είναι εμπορικά εμπορεύσιμα ως συνθετικό γύψο, αυτό δημιουργεί ένα σημαντικό πρόβλημα διάθεσης αποβλήτων. Για έναν λέβητα 1000 MW που πυροδότησε άνθρακα θείου 1 τοις εκατό, η ποσότητα του γύψου είναι περίπου 550 τόνοι (σύντομη)/ημέρα. Για το ίδιο φυτό που πυροδότησε 2 % θείο άνθρακα, η παραγωγή γύψου αυξάνεται σε περίπου 1100 τόνους/ημέρα. Προσθέτοντας περίπου 1000 τόνους/ημέρα για παραγωγή τέφρας μύγας, αυτό φέρνει τη συνολική χωρητικότητα στερεών αποβλήτων σε περίπου 1550 τόνους/ημέρα για την θήκη άνθρακα 1 % και 2100 τόνους/ημέρα για την περίπτωση θείου 2 %.

Πλεονεκτήματα EADS

Μια αποδεδειγμένη εναλλακτική λύση τεχνολογίας στο καθαρισμό LSFO αντικαθιστά τον ασβεστόλιθο με αμμωνία ως αντιδραστήριο για την απομάκρυνση SO2. Τα συστατικά άλεσης, αποθήκευσης, χειρισμού και μεταφοράς στερεών αντιδραστηρίων σε ένα σύστημα LSFO αντικαθίστανται από απλές δεξαμενές αποθήκευσης για υδατική ή άνυδρη αμμωνία. Το σχήμα 2 δείχνει ένα σχήμα ροής για το σύστημα EADS που παρέχεται από την Jet Inc.

Η αμμωνία, το καυσαμένο, ο οξειδωτικός αέρας και η επεξεργασία του νερού εισέρχονται σε ένα απορροφητή που περιέχει πολλαπλά επίπεδα ακροφυσίων ψεκασμού. Τα ακροφύσια δημιουργούν λεπτή σταγονίδια αντιδραστηρίου που περιέχουν αμμωνία για να εξασφαλιστεί η οικεία επαφή του αντιδραστηρίου με εισερχόμενο καυσαετάκιο σύμφωνα με τις ακόλουθες αντιδράσεις:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4) 2SO3

(2) (NH4) 2SO3 + ½O2 → (NH4) 2SO4

Το SO2 στο ρεύμα καυσαερίων αντιδρά με αμμωνία στο πάνω μισό του σκάφους για να παράγει θειώδες αμμώνιο. Ο πυθμένας του δοχείου απορροφητή χρησιμεύει ως δεξαμενή οξείδωσης όπου ο αέρας οξειδώνει το θειικό αμμώνιο σε θειικό αμμώνιο. Το προκύπτον διάλυμα θειικού αμμωνίου αντλείται πίσω στις κεφαλίδες του ακροφυσίου ψεκασμού σε πολλαπλά επίπεδα στον απορροφητή. Πριν από το καθαρισμένο καυσαετή καυσαετή που εξέρχεται από την κορυφή του απορροφητή, περνάει μέσα από ένα demister που συγχωνεύει τυχόν παρασκευασμένα υγρά σταγονίδια και συλλαμβάνει λεπτά σωματίδια.

Η αντίδραση αμμωνίας με SO2 και η οξείδωση του θειώδους σε θειικό άλας επιτυγχάνει υψηλό ρυθμό αξιοποίησης αντιδραστηρίων. Τέσσερα κιλά θειικού αμμωνίου παράγονται για κάθε λίβρα αμμωνίας που καταναλώνεται.

Όπως και με τη διαδικασία LSFO, ένα τμήμα της ροής ανακύκλωσης αντιδραστηρίου/προϊόντος μπορεί να αποσυρθεί για την παραγωγή ενός εμπορικού υποπροϊόν. Στο σύστημα EADS, το διάλυμα προϊόντος απογείωσης αντλείται σε ένα σύστημα ανάκτησης στερεών που αποτελείται από υδροκυκλώνα και φυγοκεντρητή για να συγκεντρωθεί το προϊόν θειικού αμμωνίου πριν από την ξήρανση και τη συσκευασία. Όλα τα υγρά (υπερχείλιση υδροκυκλωμάτων και κεντρικά φυγοκεντρητή) κατευθύνονται πίσω σε μια δεξαμενή ιλύος και στη συνέχεια επανεισάγονται στο ρεύμα ανακύκλωσης θειικού αμμωνίου απορροφητή.

• Τα συστήματα EADS παρέχουν υψηλότερες αποδόσεις απομάκρυνσης SO2 (> 99%), οι οποίες δίνουν στους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα μεγαλύτερη ευελιξία για να συνδυάσουν φθηνότερα, υψηλότερα άκαζες θείου.
• Ενώ τα συστήματα LSFO δημιουργούν 0,7 τόνους CO2 για κάθε τόνο SO2 που αφαιρεθεί, η διαδικασία EADS δεν παράγει CO2.
• Επειδή ο ασβέστης και ο ασβεστόλιθος είναι λιγότερο αντιδραστικοί σε σύγκριση με την αμμωνία για την απομάκρυνση SO2, απαιτείται υψηλότερη κατανάλωση νερού και η ενέργεια άντλησης απαιτείται για την επίτευξη υψηλών ποσοστών κυκλοφορίας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερο λειτουργικό κόστος για τα συστήματα LSFO.
• Το κόστος κεφαλαίου για τα συστήματα EADS είναι παρόμοια με εκείνα για την κατασκευή ενός συστήματος LSFO. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, ενώ το σύστημα EADS απαιτεί εξοπλισμό επεξεργασίας και συσκευασίας θειικού αμμωνίου, δεν απαιτούνται οι εγκαταστάσεις παρασκευής αντιδραστηρίων που συνδέονται με το LSFO για την άλεση, το χειρισμό και τη μεταφορά.

Το πιο διακριτικό πλεονέκτημα των EADs είναι η εξάλειψη τόσο των υγρών όσο και των στερεών αποβλήτων. Η τεχνολογία EADS είναι μια διαδικασία μηδενικής απόκλισης-εκφόρτωσης, που σημαίνει ότι δεν απαιτείται επεξεργασία λυμάτων. Το υποπροϊόν θειικού αμμωνίου είναι άμεσα εμπορεύσιμο. Το θειικό αμμωνία είναι το πιο χρησιμοποιούμενο συστατικό λιπασμάτων και λιπασμάτων στον κόσμο, με την παγκόσμια ανάπτυξη της αγοράς να αναμένεται μέχρι το 2030. Επιπλέον, ενώ η παραγωγή θειικού αμμωνίου απαιτεί φυγοκεντρητή, στεγνωτήριο, μεταφορέα και συσκευασία συσκευασίας, αυτά τα αντικείμενα είναι μη ιδιωτικά και εμπορικά διαθέσιμα. Ανάλογα με τις οικονομικές συνθήκες και τις συνθήκες της αγοράς, το λίπασμα θειικού αμμωνίου μπορεί να αντισταθμίσει το κόστος για την αποζημίωση καυσαερίων με βάση την αμμωνία και ενδεχομένως να παρέχει σημαντικό κέρδος.

Αποτελεσματική σχηματική διαδικασία

Η Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd είναι μία από τις μεγαλύτερες λύσεις κεραμικών υλικών καρβιδίου Silicon Carbide στην Κίνα. Τεχνικό κεραμικό SIC: Η σκληρότητα του MOH είναι 9 (η σκληρότητα του New Moh είναι 13), με εξαιρετική αντίσταση στη διάβρωση και τη διάβρωση, την άριστη τριβή-αντίσταση και αντι-οξείδωση. Η διάρκεια ζωής του προϊόντος SIC είναι 4 έως 5 φορές μεγαλύτερη από 92% υλικό αλουμίνας. Το MOR του RBSIC είναι 5 έως 7 φορές αυτό του SNBSC, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πιο σύνθετα σχήματα. Η διαδικασία εισαγωγής είναι γρήγορη, η παράδοση είναι όπως υποσχέθηκε και η ποιότητα δεν έχει καμία σχέση. Συνεχίζουμε πάντα να αμφισβητούμε τους στόχους μας και να δώσουμε τις καρδιές μας πίσω στην κοινωνία.