Izgaranje ugljena u postrojenjima za proizvodnju električne energije proizvodi kruti otpad, poput talnog i letećeg pepela i dimnih plinova koji se emitiraju u atmosferu. Mnoga postrojenja moraju ukloniti emisije SOx iz dimnih plinova pomoću sustava za odsumporavanje dimnih plinova (FGD). Tri vodeće FGD tehnologije koje se koriste u SAD-u su mokro čišćenje (85% instalacija), suho čišćenje (12%) i ubrizgavanje suhog sorbenta (3%). Mokri pročistači obično uklanjaju više od 90% SOx, u usporedbi sa suhim pročistačima koji uklanjaju 80%. Ovaj članak predstavlja najsuvremenije tehnologije za pročišćavanje otpadnih voda koje nastaju vlažnimFGD sustavi.
Osnove mokrog FGD-a
Mokrim FGD tehnologijama zajednička je sekcija reaktora gnojnice i sekcija za odvodnjavanje krutih tvari. Korišteni su različiti tipovi apsorbera, uključujući tornjeve s pakovanjem i tanjurima, venturijeve pročišćivače i raspršivače u reaktorskoj sekciji. Apsorberi neutraliziraju kisele plinove alkalnim muljem od vapna, natrijevog hidroksida ili vapnenca. Zbog brojnih ekonomskih razloga, noviji uređaji za čišćenje obično koriste vapnenački mulj.
Kada vapnenac reagira sa SOx u redukcijskim uvjetima apsorbera, SO 2 (glavna komponenta SOx) se pretvara u sulfit, a proizvodi se kaša bogata kalcijevim sulfitom. Raniji FGD sustavi (koji se nazivaju sustavi prirodne oksidacije ili inhibirani oksidacijski sustavi) proizvodili su nusprodukt kalcijevog sulfita. NovijeFGD sustavikoristiti oksidacijski reaktor u kojem se kaša kalcijevog sulfita pretvara u kalcijev sulfat (gips); oni se nazivaju FGD sustavi s prisilnom oksidacijom vapnenca (LSFO).
Tipični moderni LSFO FGD sustavi koriste ili apsorpcijski toranj za raspršivanje s integriranim oksidacijskim reaktorom u podnožju (Slika 1) ili sustav mlaznih mjehurića. U svakoj se plin apsorbira u vapnenačkoj kaši pod anoksičnim uvjetima; kaša zatim prolazi u aerobni reaktor ili reakcijsku zonu, gdje se sulfit pretvara u sulfat, a gips se taloži. Vrijeme hidrauličkog zadržavanja u reaktoru za oksidaciju je oko 20 minuta.
1. Sustav FGD s vapnencem prisilne oksidacije (LSFO) u stupcu za prskanje. U LSFO skruberu kaša prolazi u reaktor, gdje se dodaje zrak kako bi se pospješila oksidacija sulfita u sulfat. Čini se da ova oksidacija pretvara selenit u selenat, što rezultira kasnijim poteškoćama u liječenju. Izvor: CH2M HILL
Ovi sustavi obično rade s suspendiranim krutim tvarima od 14% do 18%. Suspendirane krutine sastoje se od finih i grubih krutina gipsa, letećeg pepela i inertnog materijala unesenog s vapnencem. Kada krutine dosegnu gornju granicu, kaša se čisti. Većina LSFO FGD sustava koristi sustave mehaničkog odvajanja krutih tvari i odvodnjavanja za odvajanje gipsa i drugih krutih tvari iz vode za pročišćavanje (Slika 2).
2. FGD sustav za odvodnjavanje gipsa za pročišćavanje. U tipičnom sustavu za odvodnjavanje gipsa čestice u pročišćavanju se klasificiraju ili odvajaju na grube i fine frakcije. Fine čestice se odvajaju u preljevu iz hidroklona kako bi se proizveo donji tok koji se uglavnom sastoji od velikih kristala gipsa (za potencijalnu prodaju) koji se mogu odvoditi do niskog sadržaja vlage pomoću sustava za odvodnjavanje vakuumskom trakom. Izvor: CH2M HILL
Neki FGD sustavi koriste gravitacijske zgušnjivače ili taložne bazene za klasifikaciju krutih tvari i odvodnjavanje, a neki koriste centrifuge ili sustave za odvodnjavanje s rotacijskim vakuumskim bubnjem, ali većina novih sustava koristi hidroklonove i vakuumske trake. Neki mogu koristiti dva hidroklona u seriji za povećanje uklanjanja krutih tvari u sustavu za odvodnjavanje. Dio preljeva hidroklona može se vratiti u FGD sustav kako bi se smanjio protok otpadne vode.
Pročišćavanje se također može započeti kada dođe do nakupljanja klorida u FGD suspenziji, što je potrebno zbog ograničenja nametnutih otpornošću na koroziju konstrukcijskih materijala FGD sustava.
Karakteristike FGD otpadne vode
Mnoge varijable utječu na sastav FGD otpadne vode, kao što je sastav ugljena i vapnenca, vrsta skrubera i korišteni sustav za odvodnjavanje gipsa. Ugljen stvara kisele plinove - kao što su kloridi, fluoridi i sulfati - kao i hlapljive metale, uključujući arsen, živu, selen, bor, kadmij i cink. Vapnenac pridonosi željezu i aluminiju (od minerala gline) FGD otpadnoj vodi. Vapnenac se obično usitnjava u mlinu s mokrim loptama, a erozija i korozija kuglica doprinose željezu vapnenačkoj kaši. Glina ima tendenciju pridonijeti inertnim česticama, što je jedan od razloga zašto se otpadna voda čisti iz uređaja za čišćenje.
Od: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; i Silas W. Givens, PE.
Email:[e-mail zaštićen]
Vrijeme objave: 4. kolovoza 2018