نازل کاربید سیلیکون FGD برای گوگرد زدایی در نیروگاه

نازل های جذب کننده گوگرد زدایی گاز دودکش (FGD).
حذف اکسیدهای گوگرد که معمولاً به آن SOx گفته می شود، از گازهای خروجی با استفاده از یک معرف قلیایی، مانند دوغاب سنگ آهک مرطوب.

هنگامی که سوخت‌های فسیلی در فرآیندهای احتراق برای راه‌اندازی دیگ‌ها، کوره‌ها یا سایر تجهیزات استفاده می‌شوند، پتانسیل انتشار SO2 یا SO3 را به عنوان بخشی از گاز خروجی دارند. این اکسیدهای گوگرد به راحتی با عناصر دیگر واکنش می دهند و ترکیبات مضری مانند اسید سولفوریک را تشکیل می دهند و این پتانسیل را دارند که بر سلامت انسان و محیط زیست تأثیر منفی بگذارند. با توجه به این اثرات بالقوه، کنترل این ترکیب در گازهای دودکش جزء ضروری نیروگاه های زغال سنگ و سایر کاربردهای صنعتی است.

به دلیل نگرانی‌های فرسایش، مسدود شدن و تجمع، یکی از مطمئن‌ترین سیستم‌ها برای کنترل این انتشارات، فرآیند گوگردزدایی از گازهای دودکش مرطوب در برج باز (FGD) با استفاده از سنگ آهک، آهک هیدراته، آب دریا یا محلول‌های قلیایی دیگر است. نازل های اسپری می توانند به طور موثر و قابل اعتماد این دوغاب ها را در برج های جذب توزیع کنند. با ایجاد الگوهای یکنواخت قطرات با اندازه مناسب، این نازل ها می توانند به طور موثر سطح مورد نیاز برای جذب مناسب را ایجاد کنند و در عین حال ورود محلول شستشو را به گاز دودکش به حداقل برسانند.

انتخاب نازل جاذب FGD:
عوامل مهمی که باید در نظر گرفت:

چگالی و ویسکوزیته رسانه مالش دادن
اندازه قطرات مورد نیاز
اندازه صحیح قطرات برای اطمینان از نرخ جذب مناسب ضروری است
مواد نازل
از آنجایی که گاز دودکش اغلب خورنده است و سیال شستشو اغلب دوغابی با محتوای جامد بالا و خواص ساینده است، انتخاب مواد مقاوم در برابر خوردگی و سایش مهم است.
مقاومت در برابر گرفتگی نازل
از آنجایی که مایع شستشو اغلب یک دوغاب با محتوای جامد بالا است، انتخاب نازل با توجه به مقاومت در برابر گرفتگی مهم است.
الگوی اسپری نازل و محل قرارگیری آن
به منظور اطمینان از جذب مناسب، پوشش کامل جریان گاز بدون عبور و مرور و زمان ماند کافی مهم است.
اندازه و نوع اتصال نازل
دبی سیال شستشوی مورد نیاز
افت فشار موجود (∆P) در سراسر نازل
ΔP = فشار منبع در ورودی نازل - فشار فرآیند خارج از نازل
مهندسان مجرب ما می توانند به تعیین اینکه کدام نازل مطابق با جزئیات طراحی شما عمل می کند کمک کنند
کاربردها و صنایع رایج نازل جاذب FGD:
نیروگاه های زغال سنگ و سایر سوخت های فسیلی
پالایشگاه های نفت
زباله سوزهای شهری
کوره های سیمان
کارخانه های ذوب فلز

برگه اطلاعات مواد SiC

معایب آهک/سنگ آهک

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، سیستم های FGD که از اکسیداسیون اجباری آهک/سنگ آهک (LSFO) استفاده می کنند شامل سه زیر سیستم اصلی است:

• آماده سازی معرف، جابجایی و ذخیره سازی
• ظرف جاذب
• مدیریت زباله و محصولات جانبی

آماده سازی معرف شامل انتقال سنگ آهک خرد شده (CaCO3) از یک سیلو ذخیره سازی به یک مخزن خوراک هم زده است. سپس دوغاب سنگ آهک حاصل به همراه گاز دودکش دیگ بخار و هوای اکسید کننده به مخزن جاذب پمپ می شود. نازل های اسپری قطرات ریز معرف را ارسال می کنند که سپس جریان متضاد به گاز دودکش ورودی می دهند. SO2 موجود در گاز دودکش با معرف غنی از کلسیم واکنش می دهد و سولفیت کلسیم (CaSO3) و CO2 را تشکیل می دهد. هوای وارد شده به جاذب باعث اکسیداسیون CaSO3 به CaSO4 (شکل دی هیدرات) می شود.

واکنش های اساسی LSFO عبارتند از:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

دوغاب اکسید شده در ته جاذب جمع می شود و متعاقباً همراه با معرف تازه به هدرهای نازل اسپری بازیافت می شود. بخشی از جریان بازیافت به سیستم مدیریت زباله/محصولات جانبی که معمولاً از هیدروسیکلون ها، فیلترهای درام یا تسمه ای و یک مخزن نگهداری فاضلاب/مشروبات هم زده تشکیل شده است، خارج می شود. فاضلاب مخزن نگهدارنده به مخزن تغذیه معرف سنگ آهک یا هیدروسیکلون که در آنجا سرریز به عنوان پساب حذف می شود، بازیافت می شود.

شماتیک فرآیند شستشوی مرطوب اکسیداتین اجباری آهک/سنگ آهک

سیستم‌های LSFO مرطوب معمولاً می‌توانند بازده حذف SO2 95-97 درصد را به دست آورند. با این حال، رسیدن به سطوح بالای 97.5 درصد برای برآوردن الزامات کنترل انتشار، به ویژه برای نیروگاه هایی که از زغال سنگ با گوگرد بالا استفاده می کنند، دشوار است. کاتالیزورهای منیزیم را می توان اضافه کرد یا سنگ آهک را می توان به آهک با واکنش پذیری بالاتر (CaO) کلسین کرد، اما چنین تغییراتی شامل تجهیزات اضافی کارخانه و هزینه های نیروی کار و نیروی مرتبط است. به عنوان مثال، کلسینه کردن به آهک مستلزم نصب کوره آهک جداگانه است. همچنین آهک به راحتی رسوب می کند و این امر پتانسیل تشکیل رسوب در اسکرابر را افزایش می دهد.

هزینه کلسینه کردن با کوره آهک را می توان با تزریق مستقیم سنگ آهک به کوره دیگ کاهش داد. در این روش، آهک تولید شده در دیگ بخار به همراه گاز دودکش به داخل اسکرابر حمل می شود. مشکلات احتمالی شامل رسوب دیگ، تداخل در انتقال حرارت و غیرفعال شدن آهک به دلیل سوختن بیش از حد در دیگ بخار است. علاوه بر این، آهک دمای جریان خاکستر مذاب را در دیگهای بخار زغال‌سنگ کاهش می‌دهد و در نتیجه رسوبات جامدی ایجاد می‌کند که در غیر این صورت رخ نمی‌دادند.

زباله های مایع حاصل از فرآیند LSFO معمولاً به همراه زباله های مایع از سایر نقاط نیروگاه به حوضچه های تثبیت هدایت می شوند. پساب مایع FGD مرطوب را می توان با ترکیبات سولفیت و سولفات اشباع کرد و ملاحظات زیست محیطی معمولاً انتشار آن را در رودخانه ها، نهرها یا دیگر آبراهه ها محدود می کند. همچنین، بازیافت پساب/ مشروب به اسکرابر می‌تواند منجر به تجمع نمک‌های سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم یا کلرید شود. این گونه ها در نهایت می توانند متبلور شوند، مگر اینکه خونریزی کافی برای نگه داشتن غلظت نمک محلول در زیر اشباع فراهم شود. یک مشکل دیگر سرعت ته نشین شدن آهسته مواد جامد زباله است که منجر به نیاز به حوضچه های تثبیت بزرگ و با حجم بالا می شود. در شرایط معمولی، لایه ته نشین شده در حوضچه تثبیت می تواند 50 درصد یا بیشتر فاز مایع حتی پس از چندین ماه ذخیره سازی داشته باشد.

سولفات کلسیم بازیافت شده از دوغاب بازیافت جاذب می تواند سرشار از سنگ آهک واکنش نداده و خاکستر سولفیت کلسیم باشد. این آلاینده ها می توانند از فروش سولفات کلسیم به عنوان گچ مصنوعی برای استفاده در تولید تخته دیوار، گچ و سیمان جلوگیری کنند. سنگ آهک واکنش نداده ناخالصی غالب موجود در گچ مصنوعی و همچنین ناخالصی رایج در گچ طبیعی (معادل شده) است. در حالی که سنگ آهک به خودی خود با خواص محصولات نهایی تخته دیواری تداخلی ندارد، ویژگی های ساینده آن مشکلات سایشی را برای تجهیزات پردازش ایجاد می کند. سولفیت کلسیم یک ناخالصی ناخواسته در هر گچ است زیرا اندازه ذرات ریز آن باعث ایجاد مشکلات پوسته پوسته شدن و سایر مشکلات پردازش مانند شستشوی کیک و آبگیری می شود.

اگر مواد جامد تولید شده در فرآیند LSFO از نظر تجاری به عنوان گچ مصنوعی قابل فروش نباشند، این امر باعث ایجاد مشکل قابل توجهی در دفع زباله می شود. برای یک دیگ بخار 1000 مگاواتی با زغال سنگ گوگرد 1 درصد، مقدار گچ تقریباً 550 تن (کوتاه) در روز است. برای همان نیروگاهی که 2 درصد زغال سنگ گوگردی کار می کند، تولید گچ به حدود 1100 تن در روز افزایش می یابد. با افزودن حدود 1000 تن در روز برای تولید خاکستر بادی، این مقدار کل تناژ زباله جامد را به حدود 1550 تن در روز برای ذغال سنگ 1 درصد گوگرد و 2100 تن در روز برای مورد 2 درصد سولفور می رساند.

مزایای EADS

یک جایگزین فناوری اثبات شده برای شستشوی LSFO، سنگ آهک را با آمونیاک به عنوان معرف حذف SO2 جایگزین می کند. اجزای آسیاب، ذخیره، جابجایی و حمل و نقل معرف جامد در یک سیستم LSFO با مخازن ذخیره سازی ساده برای آمونیاک آبی یا بی آب جایگزین می شوند. شکل 2 یک شماتیک جریان برای سیستم EADS ارائه شده توسط JET Inc را نشان می دهد.

آمونیاک، گاز دودکش، هوای اکسید کننده و آب فرآیند وارد یک جاذب حاوی سطوح مختلف نازل اسپری می شوند. نازل ها قطرات ریز معرف حاوی آمونیاک تولید می کنند تا از تماس نزدیک معرف با گاز دودکش ورودی مطابق با واکنش های زیر اطمینان حاصل کنند:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

SO2 موجود در جریان گاز دودکش با آمونیاک در نیمه بالایی ظرف واکنش می دهد و سولفیت آمونیوم تولید می کند. کف ظرف جاذب به عنوان یک مخزن اکسیداسیون عمل می کند که در آن هوا، سولفیت آمونیوم را به سولفات آمونیوم اکسید می کند. محلول سولفات آمونیوم به دست آمده در سطوح مختلف در جاذب به هدرهای نازل اسپری پمپ می شود. قبل از خروج گاز دودکش پاک‌شده از بالای جاذب، از یک دم‌ساز عبور می‌کند که قطرات مایع به درون را به هم می‌پیوندد و ذرات ریز را جذب می‌کند.

واکنش آمونیاک با SO2 و اکسیداسیون سولفیت به سولفات به سرعت استفاده از معرف بالا می‌رسد. به ازای هر پوند آمونیاک مصرفی چهار پوند سولفات آمونیوم تولید می شود.

همانند فرآیند LSFO، بخشی از جریان بازیافت معرف/محصول را می توان برای تولید محصول فرعی تجاری خارج کرد. در سیستم EADS، محلول محصول برخاست به یک سیستم بازیابی جامدات متشکل از یک هیدروسیکلون و سانتریفیوژ پمپ می شود تا محصول سولفات آمونیوم قبل از خشک شدن و بسته بندی متمرکز شود. تمام مایعات (سرریز هیدروسیکلون و مرکز سانتریفیوژ) به یک مخزن دوغاب هدایت می شوند و سپس دوباره به جریان بازیافت سولفات آمونیوم جاذب وارد می شوند.

• سیستم‌های EADS راندمان حذف SO2 بالاتر (بیش از 99%) را ارائه می‌دهند که به نیروگاه‌های زغال‌سنگ انعطاف‌پذیری بیشتری برای ترکیب زغال سنگ‌های گوگرد ارزان‌تر و بالاتر می‌دهد.
• در حالی که سیستم های LSFO به ازای هر تن SO2 حذف شده 0.7 تن CO2 ایجاد می کنند، فرآیند EADS هیچ CO2 تولید نمی کند.
• از آنجایی که آهک و سنگ آهک در مقایسه با آمونیاک برای حذف SO2 واکنش کمتری دارند، مصرف آب فرآیند و انرژی پمپاژ بالاتری برای دستیابی به نرخ گردش بالا مورد نیاز است. این منجر به هزینه های عملیاتی بالاتر برای سیستم های LSFO می شود.
• هزینه های سرمایه ای برای سیستم های EADS مشابه هزینه های ساخت یک سیستم LSFO است. همانطور که در بالا ذکر شد، در حالی که سیستم EADS به تجهیزات پردازش و بسته بندی محصول جانبی سولفات آمونیوم نیاز دارد، امکانات آماده سازی معرف مرتبط با LSFO برای آسیاب، جابجایی و حمل و نقل مورد نیاز نیست.

بارزترین مزیت EADS حذف مواد زائد مایع و جامد است. فناوری EADS یک فرآیند تخلیه مایع صفر است، به این معنی که نیازی به تصفیه فاضلاب نیست. محصول جانبی سولفات آمونیوم جامد به راحتی قابل فروش است. سولفات آمونیاک پر مصرف ترین کود و جزء کود در جهان است که انتظار می رود رشد بازار جهانی تا سال 2030 افزایش یابد. موجود است. بسته به شرایط اقتصادی و بازار، کود سولفات آمونیوم می تواند هزینه های گوگرد زدایی گازهای دودکش مبتنی بر آمونیاک را جبران کند و به طور بالقوه سود قابل توجهی را به همراه داشته باشد.

شماتیک فرآیند گوگرد زدایی کارآمد آمونیاک

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd یکی از بزرگترین راه حل های مواد جدید سرامیک کاربید سیلیکون در چین است. سرامیک فنی SiC: سختی Moh 9 است (سختی نیو مو 13)، با مقاومت عالی در برابر فرسایش و خوردگی، مقاومت در برابر سایش عالی و ضد اکسیداسیون. عمر مفید محصول SiC 4 تا 5 برابر بیشتر از 92 درصد مواد آلومینا است. MOR RBSiC 5 تا 7 برابر SNBSC است، می توان از آن برای اشکال پیچیده تر استفاده کرد. روند نقل قول سریع است، تحویل طبق وعده داده شده است و کیفیت بی نظیر است. ما همیشه در به چالش کشیدن اهداف خود پافشاری می کنیم و قلب خود را به جامعه باز می گردانیم.