A szén energiatermelő létesítményekben történő elégetése során szilárd hulladék, például fenék- és pernye, valamint füstgázok keletkeznek, amelyek a légkörbe kerülnek. Sok üzemnek el kell távolítania az SOx-kibocsátást a füstgázból füstgáz-kéntelenítő (FGD) rendszerekkel. Az Egyesült Államokban használt három vezető FGD technológia a nedves súrolás (a berendezések 85%-a), a száraz súrolás (12%) és a száraz szorbens injekció (3%). A nedves mosók általában az SOx több mint 90%-át távolítják el, míg a száraz gázmosók 80%-át távolítják el. Ez a cikk a legmodernebb technológiákat mutatja be a nedvesség által termelt szennyvíz kezeléséreFGD rendszerek.
Nedves FGD alapjai
A nedves FGD-technológiákban közös egy zagyreaktor rész és egy szilárdanyag-víztelenítő rész. Különféle típusú abszorbereket használtak, beleértve a csomagolt és tálcás tornyokat, a Venturi gázmosókat és a permetező gázmosókat a reaktorrészben. Az abszorberek a savas gázokat mész, nátrium-hidroxid vagy mészkő lúgos szuszpenziójával semlegesítik. Számos gazdasági ok miatt az újabb gázmosók általában mészkőzagyot használnak.
Amikor a mészkő reagál az SOx-szal az abszorber redukáló körülményei között, az SO 2 (az SOx fő komponense) szulfittá alakul, és kalcium-szulfitban gazdag zagy keletkezik. A korábbi FGD rendszerek (ezeket természetes oxidációs vagy gátolt oxidációs rendszereknek nevezték) kalcium-szulfit mellékterméket termeltek. ÚjabbFGD rendszerekoxidációs reaktort alkalmazunk, amelyben a kalcium-szulfit szuszpenziót kalcium-szulfáttá (gipszgé) alakítjuk; ezeket mészkő kényszeroxidációs (LSFO) FGD-rendszereknek nevezik.
A tipikus modern LSFO FGD rendszerek vagy egy permetezőtorony-abszorbert használnak az alapba integrált oxidációs reaktorral (1. ábra), vagy egy sugárbuborékoló rendszert. Mindegyikben a gáz abszorbeálódik egy mészkő szuszpenzióban anoxikus körülmények között; a szuszpenzió ezután egy aerob reaktorba vagy reakciózónába kerül, ahol a szulfit szulfáttá alakul, és a gipsz kicsapódik. A hidraulikus visszatartási idő az oxidációs reaktorban körülbelül 20 perc.
1. Permetező oszlopos mészkő kényszeroxidációs (LSFO) FGD rendszer. Egy LSFO gázmosóban a szuszpenzió egy reaktorba kerül, ahol levegőt adnak hozzá, hogy a szulfitot szulfáttá oxidálják. Ez az oxidáció a szelenit szelenáttá alakítja, ami későbbi kezelési nehézségeket okoz. Forrás: CH2M HILL
Ezek a rendszerek jellemzően 14-18%-os lebegőanyag-tartalommal működnek. A lebegő szilárd anyagok finom és durva gipszanyagból, pernyéből és a mészkővel bevitt inert anyagból állnak. Amikor a szilárd anyagok elérik a felső határt, a szuszpenziót kiöblítjük. A legtöbb LSFO FGD rendszer mechanikus szilárdanyag-leválasztó és víztelenítő rendszereket használ a gipszet és más szilárd anyagok elválasztására az öblítővízből (2. ábra).
2. FGD öblítő gipsz víztelenítő rendszer. Egy tipikus gipsz víztelenítő rendszerben az öblítésben lévő részecskéket durva és finom frakciókra osztják, illetve szétválasztják. A finom részecskéket leválasztják a hidroklón túlfolyójában, és olyan alulfolyót hoznak létre, amely többnyire nagy gipszkristályokból áll (potenciálisan eladásra), amelyek vákuumszalagos víztelenítő rendszerrel alacsony nedvességtartalomig vízteleníthetők. Forrás: CH2M HILL
Egyes FGD rendszerek gravitációs sűrítőket vagy ülepítő tavakat használnak a szilárd anyagok osztályozására és víztelenítésére, mások pedig centrifugákat vagy forgó vákuumdobos víztelenítő rendszereket, de a legtöbb új rendszer hidroklónokat és vákuumszalagokat használ. Egyesek két hidroklónt használnak egymás után, hogy fokozzák a szilárd anyagok eltávolítását a víztelenítő rendszerben. A hidroklón túlfolyó egy része visszavezethető az FGD rendszerbe a szennyvízáramlás csökkentése érdekében.
Az öblítés akkor is elindítható, ha kloridok halmozódnak fel az FGD-iszapban, amit az FGD-rendszer építőanyagainak korrózióállósága miatti korlátok teszik szükségessé.
FGD szennyvíz jellemzői
Számos változó befolyásolja az FGD szennyvíz összetételét, például a szén és mészkő összetételét, a gázmosó típusát és a használt gipsz-víztelenítő rendszert. A szén savas gázokat – például kloridokat, fluoridokat és szulfátokat –, valamint illékony fémeket, köztük arzént, higanyt, szelént, bórt, kadmiumot és cinket bocsát ki. A mészkő vasat és alumíniumot (agyagásványokból) juttat az FGD szennyvízbe. A mészkövet általában nedves golyósmalomban porítják, és a golyók eróziója és korróziója vasat ad a mészkőzagyhoz. Az agyagok általában hozzájárulnak az inert finomszemcsékhez, ami az egyik oka annak, hogy a szennyvizet kiürítik a mosóból.
Feladó: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; és Silas W. Givens, PE.
Email:[e-mail védett]
Feladás időpontja: 2018-04-04