La combustión de carbón en las instalaciones de generación de energía produce residuos sólidos, como el fondo y las cenizas volantes, y el gas de combustión que se emite a la atmósfera. Se requieren muchas plantas para eliminar las emisiones de SOX del gas de combustión utilizando sistemas de desulfuración de gases de combustión (FGD). Las tres tecnologías FGD principales utilizadas en los EE. UU. Son el fregado húmedo (85%de las instalaciones), fregado seco (12%) e inyección de sorbente seco (3%). Los depuradores húmedos generalmente eliminan más del 90% de los Sox, en comparación con los depuradores secos, que eliminan el 80%. Este artículo presenta tecnologías de vanguardia para tratar las aguas residuales que se genera por húmedoSistemas de FGD.
Conceptos básicos de FGD húmedos
Las tecnologías FGD húmedas tienen en común una sección de reactor de lodo y una sección de deshidratación de sólidos. Se han utilizado varios tipos de absorbentes, incluidas torres empaquetadas y de bandeja, depuradores venturi y depuradores en aerosol en la sección del reactor. Los absorbentes neutralizan los gases ácidos con una suspensión alcalina de cal, hidróxido de sodio o piedra caliza. Por varias razones económicas, los depuradores más nuevos tienden a usar una suspensión de piedra caliza.
Cuando la piedra caliza reacciona con SOX en las condiciones reductoras del absorbedor, por lo que 2 (el componente principal de los SOX) se convierte en sulfito, y se produce una lechada rica en sulfito de calcio. Los sistemas FGD anteriores (denominados oxidación natural o sistemas de oxidación inhibidos) produjeron un subproducto sulfito de calcio. Más nuevoSistemas de FGDEmplee un reactor de oxidación en el que la suspensión de sulfito de calcio se convierte en sulfato de calcio (yeso); Estos se denominan sistemas FGD de oxidación forzada (LSFO) de piedra caliza (LSFO).
Los sistemas modernos de FGD LSFO típicos usan un absorbedor de torre de pulverización con un reactor de oxidación integral en la base (Figura 1) o un sistema de chorro de chorro. En cada uno, el gas se absorbe en una lechada de piedra caliza en condiciones anóxicas; La lechada luego pasa a un reactor aeróbico o zona de reacción, donde el sulfito se convierte en sulfato, y el yeso precipita. El tiempo de detención hidráulica en el reactor de oxidación es de aproximadamente 20 minutos.
1. Sistema FGD de oxidación forzada (LSFO) columna de columna de pulverización. En una suspensión de depuración LSFO pasa a un reactor, donde se agrega aire a la oxidación de la fuerza de sulfito a sulfato. Esta oxidación parece convertir el selenito para selenarse, lo que resulta en dificultades de tratamiento posteriores. Fuente: CH2M Hill
Estos sistemas generalmente operan con sólidos suspendidos del 14% al 18%. Los sólidos suspendidos consisten en sólidos de yeso finos y gruesos, cenizas volantes y material inerte introducido con la piedra caliza. Cuando los sólidos alcanzan un límite superior, se purga la lechada. La mayoría de los sistemas FGD LSFO utilizan sistemas de separación y deshidratación de sólidos mecánicos para separar el yeso y otros sólidos del agua de purga (Figura 2).
2. Sistema de desagüe de yeso FGD Purge. En un típico sistema de desagüe de yeso, las partículas del sistema en la purga se clasifican o se separan en fracciones gruesas y finas. Las partículas finas se separan en el desbordamiento de la hidroclona para producir un flujo subterráneo que consiste principalmente en grandes cristales de yeso (para una venta potencial) que se puede deshidratar a un bajo contenido de humedad con un sistema de desagüe de cinturón de vacío. Fuente: CH2M Hill
Algunos sistemas FGD usan espesantes de gravedad o estanques de asentamiento para la clasificación y deshidratación de sólidos, y algunos usan centrifugadoras o sistemas de desagüe de tambor de vacío rotativo, pero la mayoría de los sistemas nuevos usan hidroclones y cinturones de vacío. Algunos pueden usar dos hidroclones en serie para aumentar la eliminación de sólidos en el sistema de desagüe. Se puede devolver una parte del desbordamiento de hidroclona al sistema FGD para reducir el flujo de aguas residuales.
La purga también se puede iniciar cuando hay una acumulación de cloruros en la lechada FGD, necesaria por los límites impuestos por la resistencia a la corrosión de los materiales de construcción del sistema FGD.
Características de las aguas residuales FGD
Muchas variables afectan la composición de aguas residuales FGD, como la composición de carbón y piedra caliza, el tipo de depurador y el sistema de yejos de yeso utilizado. El carbón contribuye con gases ácidos, como cloruros, fluoruros y sulfato, así como metales volátiles, incluidos arsénico, mercurio, selenio, boro, cadmio y zinc. La piedra caliza contribuye con hierro y aluminio (desde minerales de arcilla) a las aguas residuales FGD. La piedra caliza típicamente se pulveriza en un molino de bolas húmedo, y la erosión y la corrosión de las bolas contribuyen con hierro a la lechada de piedra caliza. Las arcillas tienden a contribuir con las multas inertes, que es una de las razones por las que las aguas residuales se purgan del depurador.
De: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; y Silas W. Givens, PE.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Tiempo de publicación: agosto-04-2018