La combustion du charbon dans les installations de production d'électricité produit des déchets solides, tels que le bas et les cendres volantes, et les gaz de combustion émis dans l'atmosphère. De nombreuses plantes sont nécessaires pour éliminer les émissions de SOX des gaz de combustion à l'aide de systèmes de désulfuration des gaz de combustion (FGD). Les trois principales technologies de FGD utilisées aux États-Unis sont le nettoyage humide (85% des installations), le nettoyage sec (12%) et l'injection de sorbant sec (3%). Les épurateurs humides enlèvent généralement plus de 90% des SOX, par rapport aux épurateurs secs, ce qui enlève 80%. Cet article présente des technologies de pointe pour traiter les eaux usées générées parSystèmes de FGD.
Bases FGD humides
Les technologies FGD humides ont en commun une section de réacteur de suspension et une section de déshydratation des solides. Divers types d'absorbants ont été utilisés, notamment des tours emballées et des plateaux, des épurateurs Venturi et des épurateurs de pulvérisation dans la section des réacteurs. Les absorbeurs neutralisent les gaz acides avec une suspension alcaline de chaux, d'hydroxyde de sodium ou de calcaire. Pour un certain nombre de raisons économiques, les rédacteurs plus récents ont tendance à utiliser du lisier de calcaire.
Lorsque le calcaire réagit avec les SOX dans les conditions de réduction de l'absorbeur, donc 2 (le composant majeur des SOX) est converti en sulfite, et une suspension riche en sulfite de calcium est produite. Les systèmes de FGD antérieurs (appelés systèmes d'oxydation naturelle ou inhibés) ont produit un sous-produit de sulfite de calcium. Plus récentSystèmes de FGDUtiliser un réacteur d'oxydation dans lequel la suspension de sulfite de calcium est convertie en sulfate de calcium (gypse); Ceux-ci sont appelés systèmes FGD d'oxydation forcée du calcaire (LSFO).
Les systèmes FGD LSFO modernes typiques utilisent soit un absorbeur de tour de pulvérisation avec un réacteur d'oxydation intégral dans la base (figure 1) ou un système de bulles à jet. Dans chacun, le gaz est absorbé dans une suspension de calcaire dans des conditions anoxiques; La suspension passe ensuite à un réacteur aérobie ou une zone de réaction, où le sulfite est converti en sulfate et le gypse précipite. Le temps de détention hydraulique dans le réacteur d'oxydation dure environ 20 minutes.
1. Système FGD de l'oxydation forcée de la colonne de pulvérisation (LSFO). Dans une suspension de l'épurateur LSFO passe à un réacteur, où l'air est ajouté pour forcer l'oxydation du sulfite en sulfate. Cette oxydation semble convertir la sélénite en sélénate, entraînant des difficultés de traitement ultérieures. Source: CH2M Hill
Ces systèmes fonctionnent généralement avec des solides en suspension de 14% à 18%. Les solides en suspension sont constitués de solides de gypse fin et grossier, de cendres volantes et de matériau inerte introduit avec le calcaire. Lorsque les solides atteignent une limite supérieure, la suspension est purgée. La plupart des systèmes de FGD LSFO utilisent des systèmes de séparation et de déshydratation des solides mécaniques pour séparer le gypse et d'autres solides de l'eau de purge (figure 2).
2. Système d'assèchement de gypse de purge FGD. Dans un système d'assèchement de gypse typique, les particules dans la purge sont classées ou séparées en fractions grossières et fines. Les particules fines sont séparées dans le débordement de l'hydroclone pour produire un sous-écoulement qui se compose principalement de grands cristaux de gypse (pour une vente potentielle) qui peuvent être déshythmétriques à une faible teneur en humidité avec un système de déshydratation de ceinture à vide. Source: CH2M Hill
Certains systèmes de FGD utilisent des épaississeurs de gravité ou des étangs de décantation pour la classification et la déshydratation des solides, et certains utilisent des centrifugeuses ou des systèmes de déshydratation à vide rotatif, mais la plupart des nouveaux systèmes utilisent des hydroclones et des ceintures à vide. Certains peuvent utiliser deux hydroclones en série pour augmenter l'élimination des solides dans le système d'assèchement. Une partie du débordement d'hydroclone peut être retournée au système FGD pour réduire le débit des eaux usées.
La purgage peut également être initiée lorsqu'il y a une accumulation de chlorures dans la suspension de FGD, nécessaire par les limites imposées par la résistance à la corrosion des matériaux de construction du système FGD.
Caractéristiques des eaux usées de FGD
De nombreuses variables affectent la composition des eaux usées par les FGD, comme la composition du charbon et du calcaire, le type d'épurateur et le système de dé dupardage du gypse utilisé. Le charbon contribue des gaz acides - tels que des chlorures, des fluorures et du sulfate - ainsi que des métaux volatils, notamment de l'arsenic, du mercure, du sélénium, du bore, du cadmium et du zinc. Le calcaire contribue au fer et à l'aluminium (des minéraux argileux) aux eaux usées FGD. Le calcaire est généralement pulvérisé dans un broyeur à boulets humides, et l'érosion et la corrosion des boules contribuent au fer à la suspension de calcaire. Les argiles ont tendance à contribuer les amendes inertes, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles les eaux usées sont purgées de l'épurateur.
De: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; et Silas W. Givens, PE.
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Heure du poste: août-04-2018