سیستم ها و نازل های گوگرد زدایی گاز دودکش

احتراق زغال سنگ در تاسیسات تولید برق باعث تولید زباله های جامد مانند خاکستر کف و بادی و گازهای دودکش می شود که به جو منتشر می شود. بسیاری از کارخانه ها برای حذف انتشار SOx از گاز دودکش با استفاده از سیستم های گوگرد زدایی گاز دودکش (FGD) مورد نیاز هستند. سه فناوری پیشرو FGD مورد استفاده در ایالات متحده عبارتند از: شستشوی مرطوب (85٪ از تاسیسات)، شستشوی خشک (12٪) و تزریق جاذب خشک (3٪). اسکرابرهای مرطوب معمولاً بیش از 90٪ SOx را حذف می کنند، در مقایسه با اسکرابرهای خشک که 80٪ را حذف می کنند. این مقاله جدیدترین فناوری‌ها را برای تصفیه فاضلاب تولید شده توسط مرطوب ارائه می‌کندسیستم های FGD.

مبانی FGD مرطوب

فن‌آوری‌های FGD مرطوب یک بخش راکتور دوغاب و یک بخش آب‌گیری جامدات مشترک دارند. انواع مختلفی از جاذب ها از جمله برج های بسته بندی شده و سینی، اسکرابرهای ونتوری و اسکرابرهای اسپری در بخش راکتور استفاده شده است. جاذب ها گازهای اسیدی را با دوغاب قلیایی آهک، هیدروکسید سدیم یا سنگ آهک خنثی می کنند. به دلایل اقتصادی متعددی، اسکرابرهای جدیدتر تمایل دارند از دوغاب سنگ آهک استفاده کنند.

هنگامی که سنگ آهک در شرایط کاهشی جاذب با SOx واکنش می دهد، SO2 (جزء اصلی SOx) به سولفیت تبدیل می شود و دوغابی غنی از سولفیت کلسیم تولید می شود. سیستم های FGD قبلی (که به عنوان اکسیداسیون طبیعی یا سیستم های اکسیداسیون مهار شده شناخته می شوند) یک محصول جانبی سولفیت کلسیم تولید می کردند. جدیدترسیستم های FGDاز یک راکتور اکسیداسیون استفاده کنید که در آن دوغاب سولفیت کلسیم به سولفات کلسیم (گچ) تبدیل می شود. اینها به عنوان سیستم های FGD اکسیداسیون اجباری سنگ آهک (LSFO) نامیده می شوند.

سیستم های معمولی مدرن LSFO FGD یا از یک جاذب برج اسپری با یک راکتور اکسیداسیون یکپارچه در پایه (شکل 1) یا یک سیستم حباب جت استفاده می کنند. در هر یک از گازها در دوغاب سنگ آهک تحت شرایط بدون اکسیژن جذب می شود. سپس دوغاب به یک راکتور هوازی یا منطقه واکنش منتقل می شود، جایی که سولفیت به سولفات تبدیل می شود و گچ رسوب می کند. زمان نگهداری هیدرولیک در راکتور اکسیداسیون حدود 20 دقیقه است.

1. اسپری ستون سنگ آهک اکسیداسیون اجباری (LSFO) سیستم FGD. در یک اسکرابر LSFO، دوغاب به یک راکتور منتقل می شود، جایی که هوا برای وادار کردن اکسیداسیون سولفیت به سولفات اضافه می شود. این اکسیداسیون به نظر می رسد که سلنیت را به سلنات تبدیل می کند که منجر به مشکلات بعدی درمان می شود. منبع: CH2M HILL

این سیستم ها معمولاً با مواد جامد معلق 14 تا 18 درصد کار می کنند. جامدات معلق از جامدات گچ ریز و درشت، خاکستر بادی و مواد بی اثر وارد شده با سنگ آهک تشکیل شده است. وقتی مواد جامد به حد بالایی رسید، دوغاب پاک می شود. اکثر سیستم های LSFO FGD از سیستم های جداسازی مکانیکی جامدات و آبگیری برای جداسازی گچ و سایر جامدات از آب تصفیه استفاده می کنند (شکل 2).

2. سیستم آبگیری گچ پاکسازی FGD. در یک سیستم آبگیری معمولی گچ ذرات موجود در پاکسازی به بخش های درشت و ریز طبقه بندی یا جدا می شوند. ذرات ریز در سرریز از هیدروکلون جدا می شوند تا جریانی زیرین تولید کنند که عمدتاً از کریستال های گچ بزرگ (برای فروش بالقوه) تشکیل شده است که می تواند با یک سیستم آبگیری تسمه خلاء تا رطوبت کم آبگیری شود. منبع: CH2M HILL

برخی از سیستم های FGD از غلیظ کننده های گرانشی یا حوضچه های ته نشینی برای طبقه بندی جامدات و آبگیری استفاده می کنند و برخی از سانتریفیوژها یا سیستم های آبگیری درام خلاء چرخشی استفاده می کنند، اما اکثر سیستم های جدید از هیدروکلون ها و تسمه های خلاء استفاده می کنند. برخی ممکن است از دو هیدروکلون به صورت سری برای افزایش حذف جامدات در سیستم آبگیری استفاده کنند. ممکن است بخشی از سرریز هیدروکلون به سیستم FGD برگردانده شود تا جریان فاضلاب کاهش یابد.

همچنین ممکن است پاکسازی زمانی آغاز شود که در دوغاب FGD تجمع کلرید وجود داشته باشد که به دلیل محدودیت های تحمیل شده توسط مقاومت در برابر خوردگی مواد ساختمانی سیستم FGD ضروری است.

ویژگی های فاضلاب FGD

متغیرهای زیادی بر ترکیب فاضلاب FGD تأثیر می گذارند، مانند ترکیب زغال سنگ و سنگ آهک، نوع اسکرابر و سیستم آبگیری گچ استفاده شده. زغال سنگ گازهای اسیدی - مانند کلریدها، فلوریدها و سولفات - و همچنین فلزات فرار از جمله آرسنیک، جیوه، سلنیوم، بور، کادمیوم و روی را به همراه دارد. سنگ آهک آهن و آلومینیوم (از مواد معدنی رسی) را به فاضلاب FGD کمک می کند. سنگ آهک معمولاً در آسیاب گلوله ای مرطوب پودر می شود و فرسایش و خوردگی گلوله ها باعث ایجاد آهن در دوغاب سنگ آهک می شود. خاک رس تمایل به ایجاد ریزه های بی اثر دارد که یکی از دلایلی است که فاضلاب از اسکرابر پاک می شود.

از: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. توماس سندی، PE; و Silas W. Givens، PE.

ایمیل:[ایمیل محافظت شده]