Buse FGD en carbure de silicium pour la désulfurisation dans la centrale électrique

Buses d'absorbeuses de désulfurisation des gaz de combustion (FGD)
Élimination des oxydes de soufre, communément appelée SOX, à partir d'un gaz d'échappement utilisant un réactif alcalin, comme une suspension de calcaire humide.

Lorsque les combustibles fossiles sont utilisés dans des processus de combustion pour exécuter des chaudières, des fours ou d'autres équipements, ils ont le potentiel de libérer SO2 ou SO3 dans le cadre du gaz d'échappement. Ces oxydes de soufre réagissent facilement avec d'autres éléments pour former des composés nocifs tels que l'acide sulfurique et ont le potentiel d'affecter négativement la santé humaine et l'environnement. En raison de ces effets potentiels, le contrôle de ce composé dans les gaz de combustion est un élément essentiel des centrales électriques au charbon et d'autres applications industrielles.

En raison de l'érosion, du bouchage et des problèmes d'accumulation, l'un des systèmes les plus fiables pour contrôler ces émissions est un processus de désulfurisation des gaz de combustion de combustion à ouverture en plein air (FGD) à l'aide d'un calcaire, de la chaux hydratée, de l'eau de mer ou d'une autre solution alcaline. Les buses de pulvérisation sont capables de distribuer efficacement et de manière fiable ces boues dans des tours d'absorption. En créant des modèles uniformes de gouttelettes de taille correcte, ces buses sont capables de créer efficacement la surface nécessaire pour une absorbation appropriée tout en minimisant l'entraînement de la solution de frottement dans les gaz de combustion.

Sélection d'une buse d'absorbeur FGD:
Facteurs importants à considérer:

Frotter la densité des médias et la viscosité
Taille des gouttelettes requise
La taille correcte des gouttelettes est essentielle pour assurer des taux d'absorption appropriés
Buse
Comme le gaz de combustion est souvent corrosif et que le liquide de frottement est souvent une suspension avec une teneur élevée en solides et des propriétés abrasives, la sélection du matériau de corrosion et d'usure appropriée est important
Résistance à la buse
Comme le liquide de nettoyage est souvent une suspension avec une teneur élevée en solides, la sélection de la buse en ce qui concerne la résistance au sabot est importante
Modèle de pulvérisation de buse et placement
Afin d'assurer une bonne absorption, une couverture complète du flux de gaz sans contournement et un temps de séjour suffisant est important
Taille et type de connexion de la buse
Taux d'écoulement de fluide requis requis
Drop-goutte de pression (∆P) à travers la buse
∆p = pression d'alimentation à l'entrée de la buse - Pression de processus Buzle extérieur
Nos ingénieurs expérimentés peuvent aider à déterminer quelle buse fonctionnera selon les besoins avec vos détails de conception
Utilisations et industries de la buse d'absorbeur de FGD communes:
Charbon et autres centrales à combustible fossile
Raffineries de pétrole
Incinérateurs de déchets municipaux
Fours à ciment
Fondements métalliques

Fiche technique des matériaux SIC

Inconvénients avec citron vert / calcaire

Comme le montre la figure 1, les systèmes FGD utilisant l'oxydation forcée de la chaux / calcaire (LSFO) comprennent trois sous-systèmes majeurs:

• Préparation, manipulation et stockage des réactifs
• Navire d'absorbeur
• Gestion des déchets et des sous-produits

La préparation des réactifs consiste à transmettre du calcaire écrasé (CACO3) d'un silo de stockage à un réservoir d'alimentation agité. La suspension de calcaire résultante est ensuite pompée vers le récipient d'absorbeur avec les gaz de combustion de la chaudière et l'air oxydant. Les buses de pulvérisation fournissent de belles gouttelettes de réactif qui coulent ensuite à la contre-courant aux gaz de combustion entrants. Le SO2 dans le gaz de combustion réagit avec le réactif riche en calcium pour former du sulfite de calcium (CASO3) et du CO2. L'air introduit dans l'absorbeur favorise l'oxydation de Caso3 en Caso4 (forme de dihydrate).

Les réactions LSFO de base sont:

CACO3 + SO2 → CASO3 + CO2 · 2H2O

La suspension oxydée s'accumule au fond de l'absorbeur et est ensuite recyclée avec un réactif frais aux en-têtes de buse de pulvérisation. Une partie du flux de recyclage est retirée dans le système de manutention des déchets / sous-produits, qui se compose généralement d'hydrocyclones, de filtres à tambour ou à courroie, et un réservoir de maintien des eaux usées / liqueur agité. Les eaux usées du réservoir de maintien sont recyclées dans le réservoir d'alimentation du réactif de calcaire ou à un hydrocyclone où le débordement est éliminé comme des effluents.

Schéma de procédé de nettoyage humide à oxydatine humide de chaux / calcaire typique

Les systèmes LSFO humides peuvent généralement obtenir des efficacités d'élimination de SO2 de 95 à 97%. Il est difficile d'atteindre des niveaux supérieurs à 97,5% pour répondre aux exigences de contrôle des émissions, en particulier pour les plantes utilisant des charbons élevés. Les catalyseurs de magnésium peuvent être ajoutés ou le calcaire peut être calciné à une chaux de réactivité plus élevée (CAO), mais de telles modifications impliquent un équipement de plantes supplémentaire et les coûts de main-d'œuvre et d'électricité associés. Par exemple, le calcination de la chaux nécessite l'installation d'un four à chaux séparé. De plus, la chaux est facilement précipitée et cela augmente le potentiel de formation de dépôt d'échelle dans l'épurateur.

Le coût de la calcination avec un four à chaux peut être réduit en injectant directement le calcaire dans la chaudière. Dans cette approche, la chaux générée dans la chaudière est transportée avec les gaz de combustion dans l'épurateur. Les problèmes possibles incluent l'encrassement de la chaudière, les interférences avec le transfert de chaleur et l'inactivation de la chaux due à la surchauffe dans la chaudière. De plus, la chaux réduit la température d'écoulement des cendres fondues dans les chaudières au charbon, entraînant des dépôts solides qui autrement ne se produiraient pas.

Les déchets liquides du processus LSFO sont généralement dirigés vers des étangs de stabilisation ainsi que des déchets liquides ailleurs dans la centrale électrique. L'effluent liquide de FGD humide peut être saturé de composés de sulfite et de sulfate et les considérations environnementales limitent généralement sa libération aux rivières, aux ruisseaux ou à d'autres cours d'eau. En outre, le recyclage des eaux usées / liqueur à l'épurateur peut entraîner l'accumulation de sodium dissous, de potassium, de calcium, de magnésium ou de chlorure. Ces espèces peuvent éventuellement cristalliser à moins que des saignements suffisants soient fournis pour maintenir les concentrations de sel dissoutes en dessous de la saturation. Un problème supplémentaire est le taux de stage lent des solides de déchets, ce qui entraîne la nécessité de grands étangs de stabilisation à haut volume. Dans des conditions typiques, la couche réglée dans un étang de stabilisation peut contenir 50% ou plus de phase liquide même après plusieurs mois de stockage.

Le sulfate de calcium récupéré de la suspension de recyclage de l'absorbeur peut être riche en calcaire non réagi et en cendres de sulfite de calcium. Ces contaminants peuvent empêcher le vendu de sulfate de calcium sous forme de gypse synthétique pour une utilisation dans les panneaux muraux, le plâtre et la production de ciment. Le calcaire non réagi est l'impureté prédominante trouvée dans le gypse synthétique et c'est aussi une impureté commune dans le gypse naturel (miné). Bien que le calcaire lui-même n'interfère pas avec les propriétés des produits finaux du tableau mural, ses propriétés abrasives présentent des problèmes d'usure pour le traitement des équipements. Le sulfite de calcium est une impureté indésirable dans n'importe quel gypse car sa taille fine des particules pose des problèmes de mise à l'échelle et d'autres problèmes de traitement tels que le lavage des gâteaux et la déshydratation.

Si les solides générés dans le processus LSFO ne sont pas commercialement commercialisables en tant que gypse synthétique, cela pose un problème d'élimination des déchets important. Pour une chaudière de 1000 MW tirant 1% de charbon de soufre, la quantité de gypse est d'environ 550 tonnes (court) / jour. Pour la même plante tirant à 2% de charbon de soufre, la production de gypse augmente à environ 1100 tonnes / jour. Ajoutant quelque 1000 tonnes / jour pour la production de cendres volantes, cela porte le tonnage total des déchets solides à environ 1550 tonnes / jour pour le boîtier de charbon à 1% de soufre et 2100 tonnes / jour pour le boîtier de soufre à 2%.

Avantages EADS

Une alternative de technologie éprouvée au lavage LSFO remplace le calcaire par l'ammoniac comme réactif pour l'élimination de SO2. Les composants de broyage, de stockage, de manutention et de transport des réactifs solides dans un système LSFO sont remplacés par de simples réservoirs de stockage pour l'ammoniac aqueux ou anhydre. La figure 2 montre un schéma d'écoulement pour le système EADS fourni par Jet Inc.

L'ammoniac, les gaz de combustion, l'oxydation de l'air et de l'eau de processus pénètrent dans un absorbeur contenant plusieurs niveaux de buses de pulvérisation. Les buses génèrent des gouttelettes fines de réactif contenant de l'ammoniac pour assurer le contact intime du réactif avec les gaz de combustion entrants selon les réactions suivantes:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4) 2SO3

(2) (NH4) 2SO3 + ½O2 → (NH4) 2SO4

Le SO2 dans le flux de gaz de combustion réagit avec l'ammoniac dans la moitié supérieure du navire pour produire du sulfite d'ammonium. Le bas du récipient d'absorbeur sert de réservoir d'oxydation où l'air oxyde le sulfite d'ammonium en sulfate d'ammonium. La solution de sulfate d'ammonium résultante est pompée vers les en-têtes de buse de pulvérisation à plusieurs niveaux de l'absorbeur. Avant le gaz de combustion frotté qui sortant du haut de l'absorbeur, il passe à travers un démêlage qui fusionne toutes les gouttelettes liquides entraînées et capture des particules fines.

La réaction de l'ammoniac avec SO2 et l'oxydation du sulfite en sulfate atteint un taux d'utilisation de réactif élevé. Quatre livres de sulfate d'ammonium sont produites pour chaque livre d'ammoniac consommée.

Comme pour le processus LSFO, une partie du flux de recyclage des réactifs / produits peut être retirée pour produire un sous-produit commercial. Dans le système EADS, la solution de produit de décollage est pompée vers un système de récupération de solides composé d'une hydrocyclone et d'une centrifugeuse pour concentrer le produit de sulfate d'ammonium avant le séchage et l'emballage. Tous les liquides (débordement d'hydrocyclone et centrifugeuse centrifuge) sont dirigés vers un réservoir de suspension, puis se réintroduit dans le flux de recyclage du sulfate d'ammonium d'absorbeur.

• Les systèmes EADS offrent des efficacités d'élimination SO2 plus élevées (> 99%), ce qui donne aux centrales électriques à charbon plus de flexibilité pour mélanger des charbons plus chers et plus élevés.
• Alors que les systèmes LSFO créent 0,7 tonne de CO2 pour chaque tonne de SO2 supprimée, le processus EADS ne produit pas de CO2.
• Parce que la chaux et le calcaire sont moins réactives par rapport à l'ammoniac pour l'élimination du SO2, une consommation d'eau de procédure plus élevée et une énergie de pompage sont nécessaires pour atteindre des taux de circulation élevés. Il en résulte des coûts d'exploitation plus élevés pour les systèmes LSFO.
• Les coûts en capital des systèmes EADS sont similaires à ceux de la construction d'un système LSFO. Comme indiqué ci-dessus, bien que le système EADS nécessite un équipement de traitement et d'emballage des sous-produits au sulfate d'ammonium, les installations de préparation des réactifs associées au LSFO ne sont pas nécessaires pour le fraisage, la manipulation et le transport.

L'avantage le plus distinctif des EADS est l'élimination des déchets liquides et solides. La technologie EADS est un processus zéro-liquide-décharge, ce qui signifie qu'aucun traitement des eaux usées n'est requis. Le sous-produit de sulfate d'ammonium solide est facilement commercialisable; Le sulfate d'ammoniac est le composant d'engrais et d'engrais le plus utilisé au monde, avec une croissance mondiale du marché attendue jusqu'en 2030. De plus, tandis que la fabrication de sulfate d'ammonium nécessite une centrifugeuse, un séchoir, un convoyeur et un équipement d'emballage, ces articles sont non proportionnels et disponibles dans le commerce. Selon les conditions économiques et du marché, l'engrais en sulfate d'ammonium peut compenser les coûts de la désulfuration des gaz de combustion à base d'ammoniac et potentiellement fournir un bénéfice substantiel.

Schéma de processus de désulfurisation d'ammoniac efficace

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd est l'une des plus grandes solutions de matériaux en céramique en carbure de silicium en Chine. SIC Technical Ceramic: La dureté de Moh est de 9 (la dureté de New Moh est de 13), avec une excellente résistance à l'érosion et à la corrosion, une excellente abrasion - résistance et anti-oxydation. La durée de vie du produit SIC est de 4 à 5 fois plus de 92% de matériaux en alumine. Le MOR de RBSIC est de 5 à 7 fois celui de SNBSC, il peut être utilisé pour des formes plus complexes. Le processus de citation est rapide, la livraison est comme promise et la qualité est sans égal. Nous persistons toujours à remettre en question nos objectifs et à rendre nos cœurs à la société.