फ्लू गैस डिसल्फराइजेशन सिस्टम और नोजल

बिजली उत्पादन संयंत्रों में कोयले के दहन से ठोस अपशिष्ट, जैसे कि तली और फ्लाई ऐश, और फ़्लू गैस उत्पन्न होती है जो वायुमंडल में उत्सर्जित होती है। कई संयंत्रों को फ़्लू गैस डिसल्फ़राइज़ेशन (FGD) प्रणालियों का उपयोग करके फ़्लू गैस से SOx उत्सर्जन को हटाना आवश्यक है। अमेरिका में उपयोग की जाने वाली तीन प्रमुख FGD तकनीकें हैं: वेट स्क्रबिंग (85% प्रतिष्ठानों में), ड्राई स्क्रबिंग (12%), और ड्राई सॉर्बेंट इंजेक्शन (3%)। वेट स्क्रबर आमतौर पर 90% से अधिक SOx हटाते हैं, जबकि ड्राई स्क्रबर 80% हटाते हैं। यह लेख गीले पानी से उत्पन्न अपशिष्ट जल के उपचार हेतु अत्याधुनिक तकनीकों को प्रस्तुत करता है।एफजीडी सिस्टम.

गीले FGD की मूल बातें

वेट एफजीडी तकनीकों में एक स्लरी रिएक्टर सेक्शन और एक सॉलिड डिवाटरिंग सेक्शन समान रूप से शामिल हैं। रिएक्टर सेक्शन में विभिन्न प्रकार के अवशोषकों का उपयोग किया गया है, जिनमें पैक्ड और ट्रे टावर, वेंचुरी स्क्रबर और स्प्रे स्क्रबर शामिल हैं। अवशोषक चूने, सोडियम हाइड्रॉक्साइड या चूना पत्थर के क्षारीय घोल से अम्लीय गैसों को निष्क्रिय करते हैं। कई आर्थिक कारणों से, नए स्क्रबर चूना पत्थर के घोल का उपयोग करते हैं।

जब चूना पत्थर अवशोषक की अपचायक स्थितियों में SOx के साथ अभिक्रिया करता है, तो SO2 (SOx का प्रमुख घटक) सल्फाइट में परिवर्तित हो जाता है, और कैल्शियम सल्फाइट से भरपूर एक घोल बनता है। पहले की FGD प्रणालियाँ (जिन्हें प्राकृतिक ऑक्सीकरण या निरोधित ऑक्सीकरण प्रणालियाँ कहा जाता है) कैल्शियम सल्फाइट का एक उप-उत्पाद उत्पन्न करती थीं। नएएफजीडी सिस्टमएक ऑक्सीकरण रिएक्टर का उपयोग किया जाता है जिसमें कैल्शियम सल्फाइट घोल को कैल्शियम सल्फेट (जिप्सम) में परिवर्तित किया जाता है; इन्हें चूना पत्थर मजबूर ऑक्सीकरण (एलएसएफओ) एफजीडी सिस्टम के रूप में जाना जाता है।

विशिष्ट आधुनिक एलएसएफओ एफजीडी प्रणालियाँ या तो एक स्प्रे टावर अवशोषक का उपयोग करती हैं जिसके आधार में एक अभिन्न ऑक्सीकरण रिएक्टर होता है (चित्र 1) या एक जेट बब्लर प्रणाली। प्रत्येक में, गैस को एनोक्सिक परिस्थितियों में चूना पत्थर के घोल में अवशोषित किया जाता है; फिर घोल एक वायवीय रिएक्टर या प्रतिक्रिया क्षेत्र में जाता है, जहाँ सल्फाइट सल्फेट में परिवर्तित हो जाता है, और जिप्सम अवक्षेपित हो जाता है। ऑक्सीकरण रिएक्टर में हाइड्रोलिक अवरोधन समय लगभग 20 मिनट है।

1. स्प्रे कॉलम लाइमस्टोन फ़ोर्स्ड ऑक्सीडेशन (LSFO) FGD प्रणाली। LSFO स्क्रबर में, घोल एक रिएक्टर में जाता है, जहाँ सल्फाइट को सल्फेट में ऑक्सीकरण करने के लिए हवा डाली जाती है। यह ऑक्सीकरण सेलेनाइट को सेलेनेट में परिवर्तित कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप बाद में उपचार में कठिनाइयाँ आती हैं। स्रोत: CH2M HILL

ये प्रणालियाँ आमतौर पर 14% से 18% तक निलंबित ठोस पदार्थों के साथ काम करती हैं। निलंबित ठोस पदार्थों में महीन और मोटे जिप्सम ठोस, फ्लाई ऐश और चूना पत्थर के साथ मिलाए गए निष्क्रिय पदार्थ शामिल होते हैं। जब ठोस पदार्थ एक ऊपरी सीमा तक पहुँच जाते हैं, तो घोल को शुद्ध किया जाता है। अधिकांश LSFO FGD प्रणालियाँ जिप्सम और अन्य ठोस पदार्थों को शुद्ध जल से अलग करने के लिए यांत्रिक ठोस पृथक्करण और जल-निष्कासन प्रणालियों का उपयोग करती हैं (चित्र 2)।

2. एफजीडी पर्ज जिप्सम डीवाटरिंग सिस्टम। एक विशिष्ट जिप्सम डीवाटरिंग सिस्टम में, पर्ज में कणों को मोटे और बारीक अंशों में वर्गीकृत या अलग किया जाता है। हाइड्रोक्लोन से अतिप्रवाह में बारीक कणों को अलग किया जाता है जिससे एक अंडरफ्लो बनता है जिसमें अधिकांशतः बड़े जिप्सम क्रिस्टल (संभावित बिक्री के लिए) होते हैं जिन्हें वैक्यूम बेल्ट डीवाटरिंग सिस्टम द्वारा कम नमी तक डीवाटर किया जा सकता है। स्रोत: CH2M HILL

कुछ FGD प्रणालियाँ ठोस पदार्थों के वर्गीकरण और जल-निकासी के लिए ग्रेविटी थिकनर्स या सेटलिंग पॉन्ड्स का उपयोग करती हैं, और कुछ सेंट्रीफ्यूज या रोटरी वैक्यूम ड्रम जल-निकासी प्रणालियों का उपयोग करती हैं, लेकिन अधिकांश नई प्रणालियाँ हाइड्रोक्लोन और वैक्यूम बेल्ट का उपयोग करती हैं। कुछ प्रणालियाँ जल-निकासी प्रणाली में ठोस पदार्थों के निष्कासन को बढ़ाने के लिए श्रृंखला में दो हाइड्रोक्लोन का उपयोग कर सकती हैं। अपशिष्ट जल प्रवाह को कम करने के लिए हाइड्रोक्लोन के अतिप्रवाह का एक भाग FGD प्रणाली में वापस किया जा सकता है।

शुद्धिकरण तब भी शुरू किया जा सकता है जब FGD घोल में क्लोराइड का निर्माण हो जाता है, जो FGD प्रणाली की निर्माण सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध द्वारा लगाई गई सीमाओं के कारण आवश्यक हो जाता है।

एफजीडी अपशिष्ट जल विशेषताएँ

एफजीडी अपशिष्ट जल की संरचना को कई कारक प्रभावित करते हैं, जैसे कोयला और चूना पत्थर की संरचना, स्क्रबर का प्रकार और प्रयुक्त जिप्सम-जल-शोधन प्रणाली। कोयला अम्लीय गैसों - जैसे क्लोराइड, फ्लोराइड और सल्फेट - के साथ-साथ वाष्पशील धातुओं, जैसे आर्सेनिक, पारा, सेलेनियम, बोरॉन, कैडमियम और जस्ता - का भी योगदान देता है। चूना पत्थर एफजीडी अपशिष्ट जल में लोहा और एल्युमीनियम (मिट्टी के खनिजों से) का योगदान देता है। चूना पत्थर को आमतौर पर गीली बॉल मिल में चूर्णित किया जाता है, और बॉल्स के क्षरण और संक्षारण से चूना पत्थर के घोल में लोहा जुड़ जाता है। मिट्टी निष्क्रिय कणों का योगदान देती है, यही एक कारण है कि स्क्रबर से अपशिष्ट जल को शुद्ध किया जाता है।

स्रोत: थॉमस ई. हिगिंस, पीएचडी, पीई; ए. थॉमस सैंडी, पीई; और सिलास डब्ल्यू. गिवेंस, पीई।

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