Nozzle FGD Silicon Carbide airson dì-shulfarachadh ann an ionad cumhachd

Sròinean-glanaidh dì-shulfarachaidh gas-smùide (FGD)
A’ toirt air falbh ocsaidean sulfair, ris an canar SOx gu cumanta, bho ghasaichean sgapaidh le bhith a’ cleachdadh ath-bhualadair alcaileach, leithid slurry clach-aoil fliuch.

Nuair a thèid connadh fosail a chleachdadh ann am pròiseasan losgaidh gus coireachan, àmhainnean no uidheam eile a ruith, tha comas aca SO2 no SO3 a leigeil ma sgaoil mar phàirt den ghas sgapaidh. Bidh na h-ocsaidean sulfair seo ag ath-fhreagairt gu furasta le eileamaidean eile gus todhar cronail leithid searbhag sulfarach a chruthachadh agus tha comas aca droch bhuaidh a thoirt air slàinte dhaoine agus an àrainneachd. Air sgàth nan buaidhean a dh’ fhaodadh a bhith ann, tha smachd air a’ cho-thàth seo ann an gasaichean connaidh na phàirt riatanach de ionadan cumhachd guail agus tagraidhean gnìomhachais eile.

Air sgàth draghan mu chreimeadh, plugadh, agus togail suas, is e pròiseas dì-shulfarachaidh (FGD) gas connaidh fliuch tùr fosgailte a’ cleachdadh clach-aoil, aoil hydrated, uisge na mara, no fuasgladh alcalin eile aon de na siostaman as earbsaiche airson smachd a chumail air na sgaoilidhean sin. Tha ceann-spraeraidh comasach air na slurries sin a sgaoileadh gu h-èifeachdach agus gu earbsach ann an tùir glacaidh. Le bhith a’ cruthachadh phàtranan èideadh de bhoinneagan den mheud cheart, tha na ceann-spraeraidh sin comasach air an raon uachdar a tha a dhìth airson glacadh ceart a chruthachadh gu h-èifeachdach agus aig an aon àm a’ lughdachadh tarraing an fhuasglaidh sgrìobaidh a-steach don ghas connaidh.

A’ taghadh sròin-ghluasaid FGD:
Factaran cudromach ri beachdachadh:

Dùmhlachd agus slaodachd meadhanan sgrìobaidh
Meud a’ bhoinne a tha a dhìth
Tha meud ceart a’ bhoinneig riatanach gus dèanamh cinnteach à ìrean gabhail ceart
Stuth an t-sròin
Leis gu bheil an gas-smùide tric creimneach agus gu bheil an lionn sgrìobaidh tric na shlam le susbaint àrd de sholaidean agus feartan sgrìobach, tha e cudromach an stuth iomchaidh a tha an aghaidh creimeadh agus caitheamh a thaghadh.
Frith-aghaidh bacadh nozzle
Leis gu bheil an lionn sgrìobaidh gu tric na shlamadh le susbaint àrd de sholaidean, tha e cudromach an t-sròin a thaghadh a thaobh seasamh an aghaidh bacadh.
Pàtran agus suidheachadh spraeraidh an t-sròin
Gus dèanamh cinnteach à gabhail a-steach ceart, tha e cudromach gum bi còmhdach iomlan air an t-sruth gas gun seach-rathad agus ùine còmhnaidh gu leòr ann.
Meud agus seòrsa ceangail an t-sròin
Ìrean sruthadh lionn sgrìobaidh a tha a dhìth
An tuiteam cuideim a tha ri fhaighinn (∆P) thar an t-sròin
∆P = cuideam solair aig beul an t-sròin – cuideam pròiseis taobh a-muigh an t-sròin
Cuidichidh ar n-innleadairean eòlach le bhith a’ dearbhadh dè an t-sròin a bhios ag obair a rèir mion-fhiosrachadh an dealbhaidh agad.
Cleachdaidhean agus Gnìomhachasan Cumanta airson Sròinean Absorbaidh FGD:
Ionadan cumhachd guail agus connadh fosail eile
Rafinearan peatrail
Losgairean sgudail baile
Àmhainnean saimeant
Leaghadairean meatailt

Duilleag-dàta stuthan SiC

Eas-bhuannachdan le Aol/Clach-aoil

Mar a chithear ann am Figear 1, tha trì prìomh fho-shiostaman ann an siostaman FGD a bhios a’ cleachdadh ocsaidachadh èignichte aol/clach-aoil (LSFO):

• Ullachadh, làimhseachadh agus stòradh ath-bhualadairean
• Soitheach-sùghaidh
• Làimhseachadh sgudail is fo-thoraidhean

Tha ullachadh ath-ghnìomhaiche a’ toirt a-steach giùlan clach-aoil bhrùite (CaCO3) bho silo stòraidh gu tanca beathachaidh gluasadach. Tha an slurry clach-aoil a thig às an uairsin air a phumpadh chun an t-soithich absorbadair còmhla ri gas connaidh a’ choire agus èadhar ocsaideachaidh. Bidh ceann-spraeraidh a’ lìbhrigeadh boinneagan mìne de ath-ghnìomhaiche a bhios an uairsin a’ sruthadh an aghaidh sruth a’ ghas connaidh a tha a’ tighinn a-steach. Bidh an SO2 anns a’ ghas connaidh ag ath-fhreagairt leis an ath-ghnìomhaiche beairteach ann an calcium gus sulfite calcium (CaSO3) agus CO2 a chruthachadh. Bidh an èadhar a thèid a thoirt a-steach don absorbadair a’ brosnachadh ocsaideachadh CaSO3 gu CaSO4 (cruth dà-hydrate).

Is iad na freagairtean LSFO bunaiteach:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Cruinnichidh an t-slaodar ocsaideichte aig bonn an absorbadair agus an uair sin thèid ath-chuairteachadh còmhla ri riochdaire ùr air ais gu cinn-phìoban an t-sròin-spraeraidh. Thèid pàirt den t-sruth ath-chuairteachaidh a thoirt a-mach don t-siostam làimhseachaidh sgudail/fo-thoraidhean, a bhios mar as trice a’ toirt a-steach hydrocyclones, criathragan druma no crios, agus tanca gleidhidh uisge sgudail/liquor air a ghluasad. Thèid uisge sgudail bhon tanca gleidhidh ath-chuairteachadh air ais chun tanca beathachaidh riochdaire clach-aoil no gu hydrocyclone far a bheil an t-uisge a tha a’ cur thairis air falbh air a thoirt air falbh mar shruth-sruthadh.

Sgeama Pròiseas Sgrìobaidh Fliuch Èignichte le Aol/Clach-aoil

Mar as trice, faodaidh siostaman LSFO fliuch èifeachdas toirt air falbh SO2 de 95-97 sa cheud a choileanadh. Ach, tha e duilich ìrean os cionn 97.5 sa cheud a ruighinn gus coinneachadh ri riatanasan smachd sgaoilidhean, gu h-àraidh airson planntaichean a bhios a’ cleachdadh gual àrd-sulfair. Faodar catalaichean magnesium a chur ris no faodar an clach-aoil a losgadh gu aol nas ath-ghnìomhach (CaO), ach tha atharrachaidhean mar sin a’ toirt a-steach uidheamachd plannt a bharrachd agus na cosgaisean saothair is cumhachd co-cheangailte ris. Mar eisimpleir, feumaidh àmhainn aoil air leth a bhith air a stàladh gus aol a losgadh. Cuideachd, bidh aol air a dhòrtadh gu furasta agus tha seo a’ meudachadh a’ chomas airson cruthachadh tasgaidhean sgèile anns an scrubber.

Faodar cosgais losgadh le àmhainn aoil a lùghdachadh le bhith a’ stealladh clach-aoil gu dìreach a-steach do àmhainn a’ choire. San dòigh-obrach seo, thèid aoil a thèid a chruthachadh anns a’ choire a ghiùlan leis a’ ghas-smùide a-steach don scrubber. Am measg nan duilgheadasan a dh’ fhaodadh a bhith ann tha salachadh a’ choire, bacadh air gluasad teas, agus dì-ghnìomhachadh aoil mar thoradh air cus losgadh anns a’ choire. A bharrachd air an sin, bidh an aol a’ lughdachadh teòthachd sruthadh luaithre leaghte ann am coireachan guail, agus mar thoradh air sin bidh tasgaidhean cruaidh ann nach tachradh air dhòigh eile.

Mar as trice, thèid sgudal leaghaidh bhon phròiseas LSFO a stiùireadh gu lochan seasmhachd còmhla ri sgudal leaghaidh bho àiteachan eile san ionad cumhachd. Faodaidh an sruth-uisge leaghaidh FGD fliuch a bhith air a shàthachadh le todhar sulfite agus sulfate agus mar as trice bidh beachdachaidhean àrainneachdail a’ cuingealachadh a leigeil ma sgaoil gu aibhnichean, sruthan no cùrsaichean uisge eile. Cuideachd, faodaidh ath-chuairteachadh uisge sgudail/liquid air ais chun scrubber leantainn gu cruinneachadh salainn sodium, potasium, calcium, magnesium no clòraid sgaoilte. Faodaidh na gnèithean sin criostalachadh mu dheireadh mura tèid bleith gu leòr a thoirt seachad gus dùmhlachd an t-salainn sgaoilte a chumail fo shàthadh. Is e duilgheadas a bharrachd an ìre socrachaidh slaodach de stuthan cruaidh sgudail, a tha ag adhbhrachadh gum bi feum air lochan seasmhachd mòra, àrd-tomhas-lìonaidh. Ann an suidheachaidhean àbhaisteach, faodaidh an ìre socraichte ann an loch seasmhachd 50 sa cheud no barrachd ìre leaghaidh a bhith ann eadhon an dèidh grunn mhìosan de stòradh.

Faodaidh an calcium sulfate a gheibhear bhon t-slam ath-chuairteachaidh absorber a bhith àrd ann an clach-aoil neo-fhreagairteach agus luaithre calcium sulfite. Faodaidh na truailleadh seo casg a chuir air an calcium sulfate bho bhith air a reic mar gypsum synthetigeach airson a chleachdadh ann an cinneasachadh bòrd-balla, plastair agus saimeant. Is e clach-aoil neo-fhreagairteach an neo-ghlainead as motha a lorgar ann an gypsum synthetigeach agus tha e cuideachd na neo-ghlainead cumanta ann an gypsum nàdarra (air a mhèinneadh). Ged nach eil clach-aoil fhèin a’ cur bacadh air feartan thoraidhean deireannach bòrd-balla, tha na feartan sgrìobach aige ag adhbhrachadh chùisean caitheamh airson uidheamachd giullachd. Tha calcium sulfite na neo-ghlainead nach eilear ag iarraidh ann an gypsum sam bith leis gu bheil meud gràinean mìn ag adhbhrachadh dhuilgheadasan sgèileadh agus duilgheadasan giullachd eile leithid nighe cèic agus dì-uisgeachadh.

Mura h-eil na solidan a thèid a chruthachadh sa phròiseas LSFO air an reic gu malairteach mar gypsum synthetigeach, tha seo ag adhbhrachadh duilgheadas mòr le faighinn cuidhteas sgudail. Airson goileadair 1000 MW a bhios a’ losgadh 1 sa cheud gual sulfair, tha an ìre de gypsum timcheall air 550 tunna (goirid) / latha. Airson an aon ionad a bhios a’ losgadh 2 sa cheud gual sulfair, bidh cinneasachadh gypsum ag àrdachadh gu timcheall air 1100 tunna / latha. Le bhith a’ cur timcheall air 1000 tunna / latha ris airson cinneasachadh luaithre itealaich, tha seo a’ toirt an tunna iomlan de sgudal cruaidh gu timcheall air 1550 tunna / latha airson a’ chùis 1 sa cheud gual sulfair agus 2100 tunna / latha airson a’ chùis 2 sa cheud sulfair.

Buannachdan EADS

Tha roghainn teicneòlais dearbhte an àite sgrìobadh LSFO a’ cur ammonia an àite clach-aoil mar an ath-bhualadair airson SO2 a thoirt air falbh. Tha na pàirtean bleith, stòraidh, làimhseachaidh agus còmhdhail ath-bhualadair cruaidh ann an siostam LSFO air an cur an àite le tancaichean stòraidh sìmplidh airson ammonia uisgeach no gun uisge. Tha Figear 2 a’ sealltainn sgeama sruthadh airson an t-siostam EADS a thug JET Inc. seachad.

Bidh ammonia, gas-smùide, èadhar ocsaideachail agus uisge pròiseis a’ dol a-steach do inneal-sùghaidh anns a bheil iomadh ìre de phìoban-spraeraidh. Bidh na pìoban a’ gineadh boinneagan mìne de dh’ath-ghnìomhaiche anns a bheil ammonia gus dèanamh cinnteach gu bheil conaltradh dlùth eadar an ath-ghnìomhaiche agus a’ ghas-smùide a tha a’ tighinn a-steach a rèir nan ath-bheachdan a leanas:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

Bidh an SO2 anns an t-sruth gas-smùide ag ath-fhreagairt le ammonia anns an leth àrd den t-soitheach gus ammonium sulfite a thoirt gu buil. Tha bonn an t-soithich-sùghaidh ag obair mar thanca ocsaididh far am bi èadhar ag ocsaididh an ammonium sulfite gu ammonium sulfate. Tha am fuasgladh ammonium sulfate a thig às air a phumpadh air ais gu cinn-phìoban an t-srùbair aig iomadh ìre san t-sùghaidh. Mus fhàg an gas-smùide sgrìobach mullach an t-sùghaidh, bidh e a’ dol tro dhì-cheò a bhios a’ co-chur boinneagan leaghaidh sam bith a tha air an tarraing a-steach agus a’ glacadh mìrean mìne.

Bidh an ath-bhualadh ammonia le SO2 agus an oxidation sulfite gu sulfate a’ coileanadh ìre cleachdaidh àrd den ath-ghnìomhaiche. Thèid ceithir notaichean de sulfate amonia a thoirt a-mach airson gach not de ammonia a thèid ithe.

Coltach ris a’ phròiseas LSFO, faodar cuibhreann den t-sruth ath-chuairteachaidh reagent/toraidh a thoirt a-mach gus fo-thoradh malairteach a thoirt gu buil. Anns an t-siostam EADS, thèid am fuasgladh toraidh toirt dheth a phumpadh gu siostam ath-bheothachaidh solidan anns a bheil hydrocyclone agus centrifuge gus an toradh ammonium sulfate a dhlùthachadh mus tèid a thiormachadh agus a phacaigeadh. Thèid a h-uile leaghan (cus uisge hydrocyclone agus teasachadh centrifuge) a stiùireadh air ais gu tanca slurry agus an uairsin gan ath-chur a-steach don t-sruth ath-chuairteachaidh ammonium sulfate absorber.

• Bidh siostaman EADS a’ toirt seachad èifeachdas nas àirde ann a bhith a’ toirt air falbh SO2 (>99%), a bheir barrachd sùbailteachd do ionadan cumhachd guail gus guail nas saoire agus le barrachd sulfair a mheasgachadh.
• Ged a chruthaicheas siostaman LSFO 0.7 tunna de CO2 airson gach tunna de SO2 a thèid a thoirt air falbh, chan eil pròiseas EADS a’ gineadh CO2 sam bith.
• Leis gu bheil aol is clach-aoil nas lugha ath-ghnìomhach an taca ri ammonia airson SO2 a thoirt air falbh, feumar barrachd uisge pròiseas agus lùth pumpaidh a chaitheamh gus ìrean cuairteachaidh àrda a choileanadh. Tha seo ag adhbhrachadh chosgaisean obrachaidh nas àirde airson siostaman LSFO.
• Tha cosgaisean calpa airson siostaman EADS coltach ris an fheadhainn airson siostam LSFO a thogail. Mar a chaidh a ràdh gu h-àrd, ged a dh’ fheumas siostam EADS uidheamachd giollachd is pacaidh fo-thoraidhean ammonium sulfate, chan eil feum air na goireasan ullachaidh ath-bheachdan co-cheangailte ri LSFO airson bleith, làimhseachadh agus còmhdhail.

Is e am buannachd as sònraichte a tha aig EADS gu bheil e a’ cuir às do sgudal leaghaidh is cruaidh. Tha teicneòlas EADS na phròiseas gun sgaoileadh leaghaidh, agus tha sin a’ ciallachadh nach eil feum air làimhseachadh uisge sgudail. Tha an fo-thoradh cruaidh ammonium sulfate furasta a mhargaidheachd; is e ammonium sulfate an todhar agus am pàirt todhair as motha a thathas a’ cleachdadh san t-saoghal, le fàs margaidh air feadh an t-saoghail an dùil tro 2030. A bharrachd air an sin, ged a dh’ fheumas saothrachadh ammonium sulfate inneal-sgaoilidh, tiormaiche, giùlan agus uidheamachd pacaidh, chan eil na nithean sin seilbh agus rim faighinn gu malairteach. A rèir suidheachaidhean eaconamach is margaidh, faodaidh an todhar ammonium sulfate na cosgaisean airson dì-shulfarachadh gas connaidh stèidhichte air ammonia a chothromachadh agus is dòcha prothaid mhòr a thoirt seachad.

Sgeama Pròiseas Dì-shulfarachaidh Ammonia Èifeachdach