سیستم‌ها و نازل‌های گوگردزدایی گاز دودکش

احتراق زغال سنگ در تأسیسات تولید برق، ضایعات جامدی مانند خاکستر کف و خاکستر بادی و گاز دودکش تولید می‌کند که به اتمسفر منتشر می‌شود. بسیاری از کارخانه‌ها ملزم به حذف انتشار SOx از گاز دودکش با استفاده از سیستم‌های گوگردزدایی گاز دودکش (FGD) هستند. سه فناوری پیشرو FGD مورد استفاده در ایالات متحده عبارتند از: شستشوی مرطوب (85٪ از تأسیسات)، شستشوی خشک (12٪) و تزریق جاذب خشک (3٪). اسکرابرهای مرطوب معمولاً بیش از 90٪ SOx را حذف می‌کنند، در حالی که اسکرابرهای خشک 80٪ را حذف می‌کنند. این مقاله فناوری‌های پیشرفته‌ای را برای تصفیه فاضلاب تولید شده توسط اسکرابرهای مرطوب ارائه می‌دهد.سیستم‌های FGD.

مبانی FGD مرطوب

فناوری‌های FGD مرطوب، یک بخش راکتور دوغابی و یک بخش آبگیری جامدات را به طور مشترک دارند. انواع مختلفی از جاذب‌ها، از جمله برج‌های پر شده و سینی‌دار، اسکرابرهای ونتوری و اسکرابرهای اسپری در بخش راکتور، مورد استفاده قرار گرفته‌اند. جاذب‌ها گازهای اسیدی را با یک دوغاب قلیایی آهک، هیدروکسید سدیم یا سنگ آهک خنثی می‌کنند. به دلایل اقتصادی، اسکرابرهای جدیدتر تمایل به استفاده از دوغاب سنگ آهک دارند.

وقتی سنگ آهک در شرایط احیایی جاذب با SOx واکنش می‌دهد، SO2 (جزء اصلی SOx) به سولفیت تبدیل می‌شود و دوغابی غنی از سولفیت کلسیم تولید می‌شود. سیستم‌های FGD قبلی (که به عنوان سیستم‌های اکسیداسیون طبیعی یا اکسیداسیون مهار شده شناخته می‌شوند) یک محصول جانبی سولفیت کلسیم تولید می‌کردند. جدیدترسیستم‌های FGDاز یک راکتور اکسیداسیون استفاده می‌کنند که در آن دوغاب سولفیت کلسیم به سولفات کلسیم (گچ) تبدیل می‌شود؛ این سیستم‌ها به عنوان سیستم‌های FGD اکسیداسیون اجباری سنگ آهک (LSFO) شناخته می‌شوند.

سیستم‌های مدرن LSFO FGD معمولی یا از یک برج جذب اسپری با یک راکتور اکسیداسیون یکپارچه در پایه (شکل 1) یا از یک سیستم جت حباب‌ساز استفاده می‌کنند. در هر کدام، گاز در یک دوغاب سنگ آهک تحت شرایط بی‌هوازی جذب می‌شود؛ سپس دوغاب به یک راکتور هوازی یا منطقه واکنش منتقل می‌شود، جایی که سولفیت به سولفات تبدیل می‌شود و گچ رسوب می‌کند. زمان ماند هیدرولیکی در راکتور اکسیداسیون حدود 20 دقیقه است.

۱. سیستم FGD با ستون پاششی سنگ آهک با اکسیداسیون اجباری (LSFO). در یک اسکرابر LSFO، دوغاب به یک راکتور منتقل می‌شود، جایی که هوا برای اکسیداسیون اجباری سولفیت به سولفات اضافه می‌شود. به نظر می‌رسد این اکسیداسیون، سلنیت را به سلنات تبدیل می‌کند و در نتیجه مشکلات بعدی در تصفیه ایجاد می‌شود. منبع: CH2M HILL

این سیستم‌ها معمولاً با مواد جامد معلق ۱۴ تا ۱۸ درصد کار می‌کنند. مواد جامد معلق شامل مواد جامد گچ ریز و درشت، خاکستر بادی و مواد بی‌اثر وارد شده با سنگ آهک هستند. هنگامی که مواد جامد به حد بالایی می‌رسند، دوغاب تخلیه می‌شود. اکثر سیستم‌های LSFO FGD از سیستم‌های جداسازی و آبگیری مکانیکی مواد جامد برای جداسازی گچ و سایر مواد جامد از آب تصفیه استفاده می‌کنند (شکل ۲).

۲. سیستم آبگیری گچ با سیستم تخلیه FGD. در یک سیستم آبگیری گچ معمولی، ذرات موجود در سیستم تخلیه به بخش‌های درشت و ریز طبقه‌بندی یا از هم جدا می‌شوند. ذرات ریز در سرریز هیدروکلون جدا می‌شوند تا یک سرریز زیرین ایجاد شود که عمدتاً از کریستال‌های بزرگ گچ (برای فروش بالقوه) تشکیل شده است که می‌توان آنها را با سیستم آبگیری تسمه‌ای خلاء تا رسیدن به رطوبت کم آبگیری کرد. منبع: CH2M HILL

برخی از سیستم‌های FGD از تغلیظ‌کننده‌های ثقلی یا حوضچه‌های ته‌نشینی برای طبقه‌بندی و آبگیری جامدات استفاده می‌کنند و برخی از سانتریفیوژها یا سیستم‌های آبگیری درام خلاء چرخشی استفاده می‌کنند، اما اکثر سیستم‌های جدید از هیدروکلون‌ها و تسمه‌های خلاء استفاده می‌کنند. برخی ممکن است از دو هیدروکلون به صورت سری برای افزایش حذف جامدات در سیستم آبگیری استفاده کنند. بخشی از سرریز هیدروکلون ممکن است برای کاهش جریان فاضلاب به سیستم FGD برگردانده شود.

همچنین ممکن است پاکسازی زمانی آغاز شود که در دوغاب FGD، کلریدهایی تجمع پیدا کنند که این امر به دلیل محدودیت‌های اعمال شده توسط مقاومت خوردگی مصالح ساختمانی سیستم FGD ضروری است.

ویژگی‌های فاضلاب FGD

متغیرهای زیادی بر ترکیب فاضلاب FGD تأثیر می‌گذارند، مانند ترکیب زغال سنگ و سنگ آهک، نوع اسکرابر و سیستم آبگیری گچ مورد استفاده. زغال سنگ گازهای اسیدی - مانند کلریدها، فلورایدها و سولفات - و همچنین فلزات فرار، از جمله آرسنیک، جیوه، سلنیوم، بور، کادمیوم و روی را تولید می‌کند. سنگ آهک آهن و آلومینیوم (از کانی‌های رسی) را به فاضلاب FGD اضافه می‌کند. سنگ آهک معمولاً در آسیاب گلوله‌ای مرطوب پودر می‌شود و فرسایش و خوردگی گلوله‌ها، آهن را به دوغاب سنگ آهک اضافه می‌کند. رس‌ها تمایل دارند ذرات ریز بی‌اثر را تولید کنند، که یکی از دلایلی است که فاضلاب از اسکرابر تخلیه می‌شود.

از: توماس ای. هیگینز، دکترا، تربیت بدنی؛ ای. توماس سندی، تربیت بدنی؛ و سیلاس دبلیو. گیونز، تربیت بدنی.

Email: caroline@rbsic-sisic.com