Silicijev karbid FGD mlaznica za odsumporavanje u elektranama

Apsorberske mlaznice za odsumporavanje dimnih plinova (FGD).
Uklanjanje sumpornih oksida, koji se obično nazivaju SOx, iz ispušnih plinova pomoću alkalnog reagensa, kao što je mokra kaša od vapnenca.

Kada se fosilna goriva koriste u procesima izgaranja za pokretanje kotlova, peći ili druge opreme, mogu ispuštati SO2 ili SO3 kao dio ispušnog plina. Ovi sumporni oksidi lako reagiraju s drugim elementima stvarajući štetne spojeve kao što je sumporna kiselina i mogu negativno utjecati na ljudsko zdravlje i okoliš. Zbog ovih potencijalnih učinaka, kontrola ovog spoja u dimnim plinovima bitan je dio elektrana na ugljen i drugih industrijskih primjena.

Zbog zabrinutosti oko erozije, začepljenja i nakupljanja, jedan od najpouzdanijih sustava za kontrolu ovih emisija je mokri proces odsumporavanja dimnih plinova s ​​otvorenim tornjem (FGD) pomoću vapnenca, hidratiziranog vapna, morske vode ili druge alkalne otopine. Mlaznice za raspršivanje mogu učinkovito i pouzdano distribuirati ove kaše u apsorpcijske tornjeve. Stvaranjem ujednačenih uzoraka kapljica odgovarajuće veličine, ove mlaznice mogu učinkovito stvoriti površinu potrebnu za pravilnu apsorpciju dok minimaliziraju unošenje otopine za čišćenje u dimni plin.

Odabir FGD upijajuće mlaznice:
Važni čimbenici koje treba uzeti u obzir:

Gustoća i viskoznost medija za ribanje
Potrebna veličina kapljice
Ispravna veličina kapljica ključna je za osiguravanje odgovarajuće stope apsorpcije
Materijal mlaznice
Budući da je dimni plin često korozivan, a tekućina za čišćenje često je kaša s visokim sadržajem krutih tvari i abrazivnim svojstvima, važan je odabir odgovarajućeg materijala otpornog na koroziju i habanje
Otpornost na začepljenje mlaznice
Budući da je tekućina za pranje često kaša s visokim sadržajem krutih tvari, odabir mlaznice s obzirom na otpornost na začepljenje je važan
Uzorak i položaj raspršivača mlaznice
Kako bi se osigurala odgovarajuća apsorpcija, važna je potpuna pokrivenost struje plina bez premosnice i dovoljno vremena zadržavanja
Veličina i vrsta priključka mlaznice
Potrebne brzine protoka tekućine za pranje
Raspoloživi pad tlaka (∆P) na mlaznici
∆P = dovodni tlak na ulazu u mlaznicu – procesni tlak izvan mlaznice
Naši iskusni inženjeri mogu pomoći u određivanju koja će mlaznica raditi u skladu s vašim detaljima dizajna
Uobičajene upotrebe i industrije upijajuće mlaznice FGD:
Elektrane na ugljen i ostala fosilna goriva
Rafinerije nafte
Spalionice komunalnog otpada
Peći za cement
Topionice metala

Tehnički list SiC materijala

Nedostaci vapna/vapnenca

Kao što je prikazano na slici 1, FGD sustavi koji koriste prisilnu oksidaciju vapna/vapnenca (LSFO) uključuju tri glavna podsustava:

• Priprema reagensa, rukovanje i skladištenje
• Posuda za upijanje
• Rukovanje otpadom i nusproizvodima

Priprema reagensa sastoji se od prijenosa zdrobljenog vapnenca (CaCO3) iz silosa za skladištenje u spremnik za miješanje. Rezultirajuća kaša od vapnenca se zatim pumpa u posudu apsorbera zajedno s dimnim plinom kotla i oksidirajućim zrakom. Mlaznice za raspršivanje ispuštaju fine kapljice reagensa koje zatim teku u suprotnom smjeru s dolaznim dimnim plinom. SO2 u dimnom plinu reagira s reagensom bogatim kalcijem i stvara kalcijev sulfit (CaSO3) i CO2. Zrak uveden u apsorber potiče oksidaciju CaSO3 u CaSO4 (dihidratni oblik).

Osnovne LSFO reakcije su:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Oksidirana suspenzija skuplja se na dnu apsorbera i potom se reciklira zajedno sa svježim reagensom natrag u zaglavlje mlaznica za raspršivanje. Dio toka recikliranja povlači se u sustav za rukovanje otpadom/nusproizvodom, koji se obično sastoji od hidrociklona, ​​bubanj ili trakastih filtara i uzburkanog spremnika za otpadnu vodu/tečnost. Otpadna voda iz spremnika reciklira se natrag u spremnik za punjenje reagensa vapnenca ili u hidrociklon gdje se preljev uklanja kao efluent.

Tipična shema mokrog čišćenja od vapna/vapnenca s prisilnim oksidiranjem

Mokri LSFO sustavi obično mogu postići učinkovitost uklanjanja SO2 od 95-97 posto. Međutim, teško je postići razine iznad 97,5 posto kako bi se zadovoljili zahtjevi za kontrolom emisija, posebno za postrojenja koja koriste ugljen s visokim sadržajem sumpora. Mogu se dodati magnezijski katalizatori ili se vapnenac može kalcinirati u vapno veće reaktivnosti (CaO), ali takve izmjene uključuju dodatnu opremu postrojenja i povezane troškove rada i energije. Na primjer, kalciniranje u vapno zahtijeva ugradnju zasebne peći za vapno. Također, vapno se lako taloži i to povećava mogućnost stvaranja naslaga kamenca u pročišćivaču.

Troškovi kalcinacije u peći za pečenje vapna mogu se smanjiti izravnim ubrizgavanjem vapnenca u ložište kotla. U ovom pristupu, vapno stvoreno u kotlu prenosi se s dimnim plinom u pročišćivač. Mogući problemi uključuju zaprljanje kotla, smetnje u prijenosu topline i inaktivaciju kamenca zbog prekomjernog izgaranja u kotlu. Štoviše, vapno smanjuje temperaturu protoka rastaljenog pepela u kotlovima na ugljen, što rezultira čvrstim naslagama koje se inače ne bi pojavile.

Tekući otpad iz LSFO procesa obično se usmjerava u stabilizacijske bazene zajedno s tekućim otpadom iz drugih dijelova elektrane. Mokri FGD tekući efluent može biti zasićen sulfitnim i sulfatnim spojevima, a okolišna razmatranja obično ograničavaju njegovo ispuštanje u rijeke, potoke ili druge vodotoke. Također, recikliranje otpadne vode/tečnosti natrag u uređaj za čišćenje može dovesti do nakupljanja otopljenih soli natrija, kalija, kalcija, magnezija ili klorida. Te se vrste na kraju mogu kristalizirati osim ako se ne osigura dovoljno ispuštanja da se koncentracije otopljene soli održe ispod zasićenja. Dodatni problem je sporo taloženje krutog otpada, što rezultira potrebom za velikim stabilizacijskim bazenima velikog volumena. U tipičnim uvjetima, taloženi sloj u stabilizacijskom bazenu može sadržavati 50 posto ili više tekuće faze čak i nakon nekoliko mjeseci skladištenja.

Kalcijev sulfat dobiven iz mulja za recikliranje apsorbera može sadržavati visok sadržaj neizreagiranog vapnenca i pepela kalcijevog sulfita. Ovi kontaminanti mogu spriječiti prodaju kalcijevog sulfata kao sintetičkog gipsa za upotrebu u proizvodnji zidnih ploča, gipsa i cementa. Nereagirani vapnenac je dominantna nečistoća koja se nalazi u sintetskom gipsu, a također je uobičajena nečistoća u prirodnom (iskopanom) gipsu. Iako vapnenac sam po sebi ne utječe na svojstva završnih proizvoda zidnih ploča, njegova abrazivna svojstva predstavljaju problem trošenja opreme za obradu. Kalcijev sulfit je neželjena nečistoća u bilo kojem gipsu jer njegova fina veličina čestica stvara probleme s kamencem i druge probleme u obradi, kao što je pranje kolača i odvodnjavanje.

Ako krute tvari koje nastaju u LSFO procesu nisu tržišne kao sintetski gips, to predstavlja znatan problem odlaganja otpada. Za kotao od 1000 MW koji koristi 1 posto sumpornog ugljena, količina gipsa je približno 550 tona (kratko)/dan. Za isto postrojenje koje koristi 2 posto sumpornog ugljena, proizvodnja gipsa se povećava na približno 1100 tona/dan. Dodajući nekih 1000 tona/dan za proizvodnju letećeg pepela, to dovodi ukupnu tonažu krutog otpada na oko 1550 tona/dan za slučaj 1 posto sumpornog ugljena i 2100 tona/dan za slučaj 2 posto sumpora.

Prednosti EADS-a

Dokazana tehnološka alternativa LSFO ribanju zamjenjuje vapnenac amonijakom kao reagensom za uklanjanje SO2. Komponente mljevenja, skladištenja, rukovanja i transporta krutih reagensa u LSFO sustavu zamijenjene su jednostavnim spremnicima za skladištenje vodenog ili bezvodnog amonijaka. Slika 2 prikazuje shemu toka za EADS sustav koji osigurava JET Inc.

Amonijak, dimni plin, oksidacijski zrak i procesna voda ulaze u apsorber koji sadrži više razina mlaznica za prskanje. Mlaznice stvaraju fine kapljice reagensa koji sadrži amonijak kako bi se osigurao bliski kontakt reagensa s ulaznim dimnim plinom prema sljedećim reakcijama:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

SO2 u struji dimnih plinova reagira s amonijakom u gornjoj polovici posude i proizvodi amonijev sulfit. Dno apsorberske posude služi kao oksidacijski spremnik gdje zrak oksidira amonijev sulfit u amonijev sulfat. Rezultirajuća otopina amonijevog sulfata pumpa se natrag u zaglavlje mlaznica za raspršivanje na više razina u apsorberu. Prije nego što pročišćeni dimni plin izađe s vrha apsorbera, prolazi kroz odmagljivač koji spaja sve uvučene kapljice tekućine i hvata fine čestice.

Reakcijom amonijaka sa SO2 i oksidacijom sulfita u sulfat postiže se visoka stopa iskorištenja reagensa. Za svaku funtu utrošenog amonijaka proizvede se četiri funte amonijevog sulfata.

Kao i kod LSFO procesa, dio toka recikliranja reagensa/proizvoda može se povući za proizvodnju komercijalnog nusproizvoda. U EADS sustavu, otopina proizvoda za polijetanje pumpa se u sustav za oporavak krutih tvari koji se sastoji od hidrociklona i centrifuge za koncentriranje proizvoda amonijevog sulfata prije sušenja i pakiranja. Sve tekućine (preljev hidrociklona i centrifuga centrifuge) se usmjeravaju natrag u spremnik gnojnice, a zatim se ponovno uvode u reciklažni tok apsorbera amonijevog sulfata.

• EADS sustavi pružaju veću učinkovitost uklanjanja SO2 (>99%), što elektranama na ugljen daje veću fleksibilnost za miješanje jeftinijih ugljena s visokim sadržajem sumpora.
• Dok LSFO sustavi stvaraju 0,7 tona CO2 za svaku tonu uklonjenog SO2, EADS proces ne proizvodi CO2.
• Budući da su vapno i vapnenac manje reaktivni u usporedbi s amonijakom za uklanjanje SO2, potrebna je veća potrošnja procesne vode i energije pumpanja za postizanje visokih stopa cirkulacije. To rezultira višim operativnim troškovima za LSFO sustave.
• Kapitalni troškovi za EADS sustave slični su onima za izgradnju LSFO sustava. Kao što je gore navedeno, iako EADS sustav zahtijeva opremu za obradu nusproizvoda amonijevog sulfata i opremu za pakiranje, oprema za pripremu reagensa povezana s LSFO nije potrebna za mljevenje, rukovanje i transport.

Najizrazitija prednost EADS-a je eliminacija i tekućeg i krutog otpada. EADS tehnologija je proces bez ispuštanja tekućine, što znači da nije potrebno pročišćavanje otpadnih voda. Kruti nusprodukt amonijevog sulfata se lako prodaje; amonijak sulfat je najkorištenije gnojivo i komponenta gnojiva na svijetu, s rastom svjetskog tržišta koji se očekuje do 2030. Osim toga, dok proizvodnja amonijaka sulfata zahtijeva centrifugu, sušilicu, transporter i opremu za pakiranje, ti predmeti nisu zaštićeni i komercijalni dostupan. Ovisno o ekonomskim i tržišnim uvjetima, gnojivo amonijevim sulfatom može nadoknaditi troškove odsumporavanja dimnih plinova na bazi amonijaka i potencijalno osigurati znatnu dobit.

Shema učinkovitog procesa odsumporavanja amonijakom

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd jedno je od najvećih rješenja za nove materijale od silicij-karbid keramike u Kini. SiC tehnička keramika: Mohova tvrdoća je 9 (New Mohova tvrdoća je 13), s izvrsnom otpornošću na eroziju i koroziju, izvrsnom otpornošću na abraziju – otpornost i antioksidaciju. Životni vijek SiC proizvoda je 4 do 5 puta duži od materijala od 92% glinice. MOR RBSiC je 5 do 7 puta veći od SNBSC, može se koristiti za složenije oblike. Proces ponude je brz, isporuka je kao što je obećano, a kvaliteta je nenadmašna. Uvijek ustrajemo u izazovima naših ciljeva i vraćamo srce društvu.