A combustión de carbón nas instalacións de xeración de enerxía produce residuos sólidos, como cinzas de fondo e volantes, e gases de combustión que se emiten á atmosfera. Moitas plantas deben eliminar as emisións de SOx dos gases de combustión mediante sistemas de desulfuración de gases de combustión (FGD). As tres tecnoloxías FGD principais que se empregan nos Estados Unidos son a depuración húmida (85 % das instalacións), a depuración seca (12 %) e a inxección de sorbente seco (3 %). Os depuradores húmidos adoitan eliminar máis do 90 % dos SOx, en comparación cos depuradores secos, que eliminan o 80 %. Este artigo presenta tecnoloxías de vangarda para o tratamento das augas residuais xeradas por depuración húmida.Sistemas de FGD.
Conceptos básicos da FGD húmida
As tecnoloxías de FGD húmida teñen en común unha sección de reactor de lodos e unha sección de deshidratación de sólidos. Empregáronse varios tipos de absorbedores, incluíndo torres de bandexa e recheos, depuradores venturi e depuradores por pulverización na sección do reactor. Os absorbedores neutralizan os gases ácidos cunha loda alcalina de cal, hidróxido de sodio ou pedra calcaria. Por varias razóns económicas, os depuradores máis novos tenden a usar lodos de pedra calcaria.
Cando a pedra calcaria reacciona co SOx nas condicións redutoras do absorbedor, o SO2 (o compoñente principal do SOx) convértese en sulfito e prodúcese unha suspensión rica en sulfito de calcio. Os sistemas FGD anteriores (denominados sistemas de oxidación natural ou de oxidación inhibida) producían un subproduto de sulfito de calcio. Os sistemas máis recentesSistemas de FGDempregan un reactor de oxidación no que a suspensión de sulfito de calcio se converte en sulfato de calcio (xeso); estes denomínanse sistemas FGD de oxidación forzada de pedra calcaria (LSFO).
Os sistemas modernos típicos de FGD por LSFO empregan un absorbedor de torre de pulverización cun reactor de oxidación integral na base (Figura 1) ou un sistema de burbulladores a chorro. En cada un deles, o gas absórbese nunha suspensión de pedra calcaria en condicións anóxicas; a suspensión pasa entón a un reactor ou zona de reacción aeróbica, onde o sulfito se converte en sulfato e precipita o xeso. O tempo de retención hidráulica no reactor de oxidación é duns 20 minutos.
1. Sistema FGD de oxidación forzada de pedra calcaria en columna de pulverización (LSFO). Nun depurador de LSFO, a suspensión pasa a un reactor, onde se engade aire para forzar a oxidación do sulfito a sulfato. Esta oxidación parece converter o selenito en selenato, o que resulta en dificultades de tratamento posteriores. Fonte: CH2M HILL
Estes sistemas funcionan normalmente con sólidos en suspensión do 14 % ao 18 %. Os sólidos en suspensión constan de sólidos de xeso finos e grosos, cinzas volantes e material inerte introducido coa pedra calcaria. Cando os sólidos alcanzan un límite superior, a suspensión elimínase. A maioría dos sistemas de FGD con LSFO empregan sistemas mecánicos de separación e deshidratación de sólidos para separar o xeso e outros sólidos da auga de purga (Figura 2).
2. Sistema de deshidratación de xeso por purga FGD. Nun sistema típico de deshidratación de xeso, as partículas da purga clasifícanse ou sepáranse en fraccións grosas e finas. As partículas finas sepáranse no rebosador do hidroclon para producir un subfluxo que consiste principalmente en grandes cristais de xeso (para a súa posible venda) que se poden deshidratar ata un baixo contido de humidade cun sistema de deshidratación de cinta de baleiro. Fonte: CH2M HILL
Algúns sistemas de FGD empregan espesadores por gravidade ou estanques de decantación para a clasificación e deshidratación de sólidos, e outros empregan centrífugas ou sistemas de deshidratación de tambor rotatorio de baleiro, pero a maioría dos sistemas novos empregan hidroclons e cintas de baleiro. Algúns poden empregar dous hidroclons en serie para aumentar a eliminación de sólidos no sistema de deshidratación. Unha parte do rebordamento de hidroclons pode devolverse ao sistema FGD para reducir o fluxo de augas residuais.
A purga tamén pode iniciarse cando hai unha acumulación de cloruros na suspensión de FGD, necesaria polos límites impostos pola resistencia á corrosión dos materiais de construción do sistema FGD.
Características das augas residuais de FGD
Moitas variables afectan á composición das augas residuais da FGD, como a composición do carbón e da pedra calcaria, o tipo de depurador e o sistema de deshidratación do xeso empregado. O carbón achega gases ácidos, como cloruros, fluoruros e sulfatos, así como metais volátiles, como arsénico, mercurio, selenio, boro, cadmio e zinc. A pedra calcaria achega ferro e aluminio (provenientes de minerais arxilosos) ás augas residuais da FGD. A pedra calcaria normalmente pulverízase nun muíño de bolas húmido, e a erosión e a corrosión das bolas achegan ferro á lama de pedra calcaria. As arxilas tenden a achegar finos inertes, o que é unha das razóns polas que as augas residuais se purgan do depurador.
De: Thomas E. Higgins, doutor en informática; A. Thomas Sandy, informática; e Silas W. Givens, informática.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Data de publicación: 04-08-2018