Boquilla FGD de carburo de silicio para a desulfurización na central eléctrica

Flujas de desulfurización de gas (FGD) boquillas absorbentes
A eliminación de óxidos de xofre, comunmente denominada SOX, a partir dun gases de escape usando un reactivo alcalino, como unha purga de pedra calcaria húmida.

Cando se utilizan os combustibles fósiles en procesos de combustión para executar caldeiras, fornos ou outros equipos, teñen o potencial de liberar SO2 ou SO3 como parte do gas de escape. Estes óxidos de xofre reaccionan facilmente con outros elementos para formar compostos nocivos como o ácido sulfúrico e teñen o potencial de afectar negativamente á saúde humana e ao medio ambiente. Debido a estes efectos potenciais, o control deste composto en gases de combustión é unha parte esencial das centrais eléctricas de carbón e outras aplicacións industriais.

Debido a problemas de erosión, plugging e acumulación, un dos sistemas máis fiables para controlar estas emisións é un proceso de desulfurización de gas de combustión húmida (FGD) de torre aberta (FGD) usando unha solución calcaria, cal hidratada, auga de mar ou outra solución alcalina. As boquillas de pulverización son capaces de distribuír de forma eficaz e fiable estas ligas en torres de absorción. Ao crear patróns uniformes de pingas de tamaño adecuado, estas boquillas son capaces de crear eficazmente a superficie necesaria para unha absorción adecuada ao tempo que se minimiza a atracción da solución de fregamento no gas de combustión.

Seleccionando unha boquilla absorbente de FGD:
Factores importantes a considerar:

Densidade de medios e viscosidade
Tamaño das pingas requiridas
O tamaño correcto das pingas é esencial para garantir as taxas de absorción adecuadas
Material de boquilla
Dado que o gas de combustión adoita ser corrosivo e o fluído de fregado é frecuentemente unha suspensión con contido de sólidos elevados e propiedades abrasivas, seleccionar a corrosión adecuada e o material resistente ao desgaste é importante
Resistencia á obra de boquilla
Dado que o fluído de fregado é frecuentemente unha suspensión con alto contido en sólidos, é importante a selección da boquilla con respecto á resistencia á obra
Patrón e colocación de spray de boquilla
Para asegurar unha absorción adecuada é importante a cobertura completa do fluxo de gas sen ningún paso e o tempo de residencia suficiente
Tamaño e tipo de conexión de boquilla
Caudal de fluxo de fregado requirido
Caída de presión dispoñible (∆P) a través da boquilla
∆P = Presión de subministración na boquilla Inlet - Presión do proceso fóra da boquilla
Os nosos enxeñeiros experimentados poden axudar a determinar que boquilla funcionará segundo os seus detalles de deseño
A boquilla de absorción común de FGD usa e industrias:
Carbón e outras centrais de combustible fósil
Refinerías de petróleo
Incineradoras de residuos municipais
Cement Cement
Cabisis metálicos

Folla de datos de material SIC

Inconvenientes con cal/pedra calcaria

Como se mostra na figura 1, os sistemas FGD que empregan cal/pedra calcaria oxidación forzada (LSFO) inclúen tres sub-sistemas principais:

• Preparación, manipulación e almacenamento de reactivos
• Buque absorbente
• Manexo de residuos e subprodutos

A preparación do reactivo consiste en transmitir calcarias esmagadas (Caco3) dun silo de almacenamento a un tanque de alimentación axitado. A purga de pedra calcaria resultante é bombeada ao buque absorbente xunto co gas de combustión da caldeira e o aire oxidante. As boquillas de pulverización ofrecen pingas finas de reactivo que logo flúen contracorrente ao gas de combustión entrante. O SO2 no gas de combustión reacciona co reactivo rico en calcio para formar sulfito de calcio (CASO3) e CO2. O aire introducido no absorbente promove a oxidación de CASO3 a CASO4 (forma de dihidrato).

As reaccións básicas de LSFO son:

Caco3 + SO2 → CASO3 + CO2 · 2H2O

A suspensión oxidada recóllese na parte inferior do absorbente e é posteriormente reciclada xunto con reactivo fresco de volta ás cabeceiras de boquilla de pulverización. Unha parte do fluxo de reciclaxe retirouse ao sistema de manipulación de residuos/subprodutos, que normalmente consiste en hidrociclones, filtros de tambor ou cinto e un tanque de retención de augas residuais/licores axitado. As augas residuais do tanque de explotación reciclanse de volta ao tanque de alimentación de reactivos de pedra calcaria ou a un hidrociclón onde se elimina o desbordamento como efluente.

Típico calcaria/pedra calcaria forzada Oxidatina mollada Esquema de proceso

Os sistemas LSFO húmidos normalmente poden conseguir eficiencias de eliminación de SO2 do 95-97 por cento. Non obstante, é difícil alcanzar niveis por encima do 97,5 por cento para cumprir os requisitos de control das emisións, especialmente para as plantas que usan brasas de alto xofre. Pódense engadir catalizadores de magnesio ou a pedra calcaria pódese calcar a maior reactividade (CAO), pero estas modificacións implican equipos vexetais adicionais e os custos de traballo e potencia asociados. Por exemplo, o calcinamento á cal require a instalación dun forno de cal separado. Ademais, a cal é facilmente precipitada e isto aumenta o potencial de formación de depósitos a escala no fregador.

O custo da calcinación cun forno de cal pódese reducir inxectando directamente a pedra calcaria no forno da caldeira. Neste enfoque, a cal xerada na caldeira lévase co gas de combustión no fregador. Entre os posibles problemas inclúense o enlace da caldeira, a interferencia coa transferencia de calor e a inactivación de cal debido á subida da caldeira. Ademais, a cal reduce a temperatura do fluxo de cinzas fundidas nas caldeiras a carbón, obtendo depósitos sólidos que doutro xeito non se producirían.

Os residuos líquidos do proceso LSFO están normalmente dirixidos a estanques de estabilización xunto con residuos líquidos doutros lugares da central eléctrica. O efluente líquido FGD húmido pode saturarse de compostos de sulfito e sulfato e consideracións ambientais normalmente limitar a súa liberación a ríos, fluxos ou outros cursos de auga. Ademais, a reciclaxe de augas residuais/licores de volta ao fregador pode levar á acumulación de sales de sodio, potasio, calcio, magnesio ou cloruro disoltos. Estas especies poden acabar por cristalizar a menos que se proporcione suficientes sangras para manter as concentracións de sal disoltas por baixo da saturación. Un problema adicional é a lenta taxa de asentamento de sólidos de residuos, o que resulta na necesidade de grandes estanques de estabilización de alto volume. En condicións típicas, a capa asentada nun estanque de estabilización pode conter un 50 por cento ou máis fase líquida incluso despois de varios meses de almacenamento.

O sulfato de calcio recuperado do reciclaxe do absorbente pode ser rico en calcaria non reaccionada e cinzas de sulfito de calcio. Estes contaminantes poden evitar que o sulfato de calcio sexa vendido como xeso sintético para o seu uso en pizarra, xeso e produción de cemento. A pedra calcaria non reaccionada é a impureza predominante atopada no xeso sintético e tamén é unha impureza común no xeso natural (minado). Aínda que a calcaria en si non interfire coas propiedades dos produtos finais de Wallboard, as súas propiedades abrasivas presentan problemas de desgaste para os equipos de procesamento. O sulfito de calcio é unha impureza non desexada en calquera xeso, xa que o seu tamaño de partícula fina supón problemas de escala e outros problemas de procesamento como o lavado de pastel e o desgraza.

Se os sólidos xerados no proceso de LSFO non son comercialmente comercializables como xeso sintético, isto supón un importante problema de eliminación de residuos. Para unha caldeira de 1000 MW que dispara un 1 por cento de carbón de xofre, a cantidade de xeso é de aproximadamente 550 toneladas (curto)/día. Para a mesma planta que dispara un 2 por cento de carbón de xofre, a produción de xeso aumenta ata aproximadamente 1100 toneladas/día. Engadindo unhas 1000 toneladas/día para a produción de cinzas de mosca, isto trae a tonelaxe total de residuos sólidos a aproximadamente 1550 toneladas/día para o caso do carbón de xofre do 1 por cento e 2100 toneladas/día para o caso do 2 por cento de xofre.

Vantaxes EADS

Unha alternativa tecnolóxica comprobada ao fregado de LSFO substitúe a pedra calcaria por amoníaco como reactivo para a eliminación de SO2. Os compoñentes de fresado, almacenamento, manipulación e transporte de reactivos sólidos nun sistema LSFO son substituídos por tanques de almacenamento sinxelos para amoníaco acuoso ou anhidro. A figura 2 mostra un esquema de fluxo para o sistema EADS proporcionado por Jet Inc.

O amoníaco, o gas de combustión, o aire oxidante e o proceso de auga entran nun absorbente que conteña múltiples niveis de boquillas de pulverización. As boquillas xeran pingas finas de reactivo que contén amoníaco para garantir o contacto íntimo do reactivo co gas de entrada entrante segundo as seguintes reaccións:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4) 2SO3

(2) (NH4) 2SO3 + ½O2 → (NH4) 2SO4

O SO2 do fluxo de gas de combustión reacciona con amoníaco na metade superior do buque para producir sulfito de amonio. O fondo do buque absorbente serve como tanque de oxidación onde o aire oxida o sulfito de amonio ao sulfato de amonio. A solución de sulfato de amonio resultante é bomba de volta ás cabeceiras de boquilla de pulverización a varios niveis no absorbente. Antes de que o gas fregado que saia da parte superior do absorbente, pasa por un demistero que coaliza calquera pingas líquidas atrapadas e captura partículas finas.

A reacción de amoníaco con SO2 e a oxidación de sulfito ao sulfato consegue unha alta taxa de uso de reactivos. Prodúcense catro quilos de sulfato de amonio por cada quilo de amoníaco consumido.

Do mesmo xeito que co proceso LSFO, pódese retirar unha parte do fluxo de reciclaxe de reactivo/produto para producir un subproduto comercial. No sistema EADS, a solución do produto de despegue é bombeada a un sistema de recuperación de sólidos que consiste nun hidrociclón e centrífuga para concentrar o produto de sulfato de amonio antes do secado e o envase. Todos os líquidos (desbordamento de hidrociclona e centrato de centrífuga) están dirixidos de volta a un tanque de suspensión e logo reintroducidos no fluxo de reciclaxe de sulfato de amonio absorbente.

• Os sistemas EADS proporcionan unha maior eficiencia de eliminación de SO2 (> 99%), o que proporciona ás centrais eléctricas a carbón máis flexibilidade para mesturar brasas máis baratas e máis altas de xofre.
• Mentres que os sistemas LSFO crean 0,7 toneladas de CO2 para cada tonelada de SO2 eliminadas, o proceso EADS non produce CO2.
• Debido a que a cal e a pedra calcaria son menos reactivas en comparación co amoníaco para a eliminación de SO2, é necesario un consumo de auga de maior proceso e unha enerxía de bombeo para alcanzar altas taxas de circulación. Isto dá como resultado maiores custos operativos para os sistemas LSFO.
• Os custos de capital para os sistemas EADS son similares aos da construción dun sistema LSFO. Como se indicou anteriormente, mentres que o sistema EADS require equipos de procesamento e envasado de subprodutos de sulfato de amonio, as instalacións de preparación de reactivos asociados a LSFO non son necesarias para o fresado, o manexo e o transporte.

A vantaxe máis distintiva das EADs é a eliminación de residuos líquidos e sólidos. A tecnoloxía EADS é un proceso de descarga cero-líquido, o que significa que non se precisa tratamento de augas residuais. O subproduto sólido de sulfato de amonio é facilmente comercializable; O sulfato de amoníaco é o compoñente de fertilizantes e fertilizantes máis utilizado no mundo, co crecemento do mercado mundial esperado ata o 2030. Ademais, mentres que a fabricación de sulfato de amonio require un equipo de centrifuga, secador, transportador e envase, estes elementos non son proprietarios e comercialmente. Dependendo das condicións económicas e do mercado, o fertilizante de sulfato de amonio pode compensar os custos para a desulfurización de gases de amoníaco e potencialmente proporcionar un beneficio substancial.

Esquema de proceso de desulfurización de amoníaco eficiente

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd é unha das maiores solucións materiais de cerámica de carburo de silicio en China. SIC CERÁMICA TÉCNICA: a dureza de Moh é 9 (a dureza do novo Moh é 13), cunha excelente resistencia á erosión e á corrosión, unha excelente abrasión: resistencia e anti-oxidación. A vida útil do produto SIC é de 4 a 5 veces máis que o 92% de material de alúmina. O mor de RBSIC é de 5 a 7 veces o de SNBSC, pódese usar para formas máis complexas. O proceso de cotización é rápido, a entrega é tan prometida e a calidade é inigualable. Sempre persistimos en desafiar os nosos obxectivos e devolver os nosos corazóns á sociedade.