Szilícium-karbid FGD fúvóka kéntelenítéshez erőműben

Füstgáz kéntelenítő (FGD) abszorber fúvókák
A kén-oxidok (közönségesen SOx-ként emlegetett) eltávolítása kipufogógázokból lúgos reagenssel, például nedves mészkőszuszpenzióval.

Amikor a fosszilis tüzelőanyagokat égetési folyamatokban kazánok, kemencék vagy egyéb berendezések működtetésére használják fel, előfordulhat, hogy a kipufogógáz részeként SO2 vagy SO3 szabadul fel. Ezek a kén-oxidok könnyen reagálnak más elemekkel, és káros vegyületeket, például kénsavat képeznek, és potenciálisan negatívan befolyásolhatják az emberi egészséget és a környezetet. Ezen lehetséges hatások miatt ennek a vegyületnek a szabályozása a füstgázokban elengedhetetlen része a széntüzelésű erőműveknek és más ipari alkalmazásoknak.

Az erózió, az eltömődés és a felhalmozódás miatt az egyik legmegbízhatóbb rendszer ezen kibocsátások szabályozására a nyílt tornyos nedves füstgáz-kéntelenítési (FGD) eljárás mészkő, mészhidrát, tengervíz vagy más lúgos oldat felhasználásával. A permetező fúvókák képesek hatékonyan és megbízhatóan elosztani ezeket az iszapot az abszorpciós tornyokban. A megfelelő méretű cseppek egységes mintázatának létrehozásával ezek a fúvókák képesek hatékonyan létrehozni a megfelelő abszorpcióhoz szükséges felületet, miközben minimálisra csökkentik a mosóoldat füstgázba kerülését.

FGD abszorber fúvóka kiválasztása:
Fontos tényezők, amelyeket figyelembe kell venni:

A súrolóközeg sűrűsége és viszkozitása
Szükséges cseppméret
A megfelelő cseppméret elengedhetetlen a megfelelő felszívódási sebesség biztosításához
Fúvóka anyaga
Mivel a füstgáz gyakran korrozív, a mosófolyadék pedig gyakran magas szilárdanyag-tartalmú és koptató tulajdonságú iszap, fontos a megfelelő korrózió- és kopásálló anyag kiválasztása.
A fúvóka eltömődésének ellenállása
Mivel a súrolófolyadék gyakran nagy szilárdanyag-tartalmú iszap, fontos a fúvóka eltömődés-ellenállásának figyelembe vétele.
A fúvóka permetezési mintája és elhelyezése
A megfelelő abszorpció biztosításához fontos a gázáram teljes lefedése bypass nélkül és elegendő tartózkodási idő
A fúvóka csatlakozási mérete és típusa
A súrolófolyadék szükséges áramlási sebessége
Rendelkezésre álló nyomásesés (∆P) a fúvókán keresztül
∆P = tápnyomás a fúvóka bemeneténél – folyamatnyomás a fúvókán kívül
Tapasztalt mérnökeink segítenek meghatározni, hogy melyik fúvóka fog megfelelően teljesíteni az Ön tervezési részleteivel
Az FGD abszorber fúvókák általános felhasználási területei és iparágai:
Szén és egyéb fosszilis tüzelésű erőművek
Kőolajfinomítók
Települési hulladékégetők
Cementkemencék
Fémkohók

SiC anyag adatlap

A mész/mészkő hátrányai

Amint az 1. ábrán látható, a mész/mészkő kényszeroxidációt (LSFO) alkalmazó FGD rendszerek három fő alrendszert foglalnak magukban:

• Reagensek előkészítése, kezelése és tárolása
• Abszorber edény
• Hulladék és melléktermékek kezelése

A reagens előkészítése a mészkő zúzott (CaCO3) tároló silóból a kevert betápláló tartályba történő szállításából áll. A keletkező mészkőzagyot ezután a kazán füstgázával és az oxidáló levegővel együtt az abszorber edénybe szivattyúzzák. A permetező fúvókák finom reagenscseppeket bocsátanak ki, amelyek aztán ellenáramban áramlanak a bejövő füstgázzal. A füstgázban lévő SO2 reakcióba lép a kalciumban gazdag reagenssel, és kalcium-szulfitot (CaSO3) és CO2-t képez. Az abszorberbe bevezetett levegő elősegíti a CaSO3 oxidációját CaSO4-vé (dihidrát forma).

Az alapvető LSFO-reakciók a következők:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Az oxidált iszap az abszorber alján összegyűlik, majd a friss reagenssel együtt visszakerül a permetezőfúvókák gyűjtőfejeibe. Az újrahasznosított áram egy része a hulladék/melléktermék kezelő rendszerbe kerül, amely jellemzően hidrociklonokból, dob- vagy szalagszűrőkből és egy kevert szennyvíz/lúgtároló tartályból áll. A tárolótartályból származó szennyvizet visszavezetik a mészkő reagens betápláló tartályba vagy egy hidrociklonba, ahol a túlfolyó anyagot szennyvízként eltávolítják.

Tipikus mész/mészkő kényszerített oxidatin nedves súrolási folyamat vázlata

A nedves LSFO rendszerek jellemzően 95-97 százalékos SO2-eltávolítási hatékonyságot tudnak elérni. A 97,5 százalék feletti szintek elérése a kibocsátás-szabályozási követelmények teljesítéséhez azonban nehéz, különösen a magas kéntartalmú szenet használó erőművek esetében. Magnézium-katalizátorok adhatók hozzá, vagy a mészkő kalcinálható nagyobb reakcióképességű mészvé (CaO), de az ilyen módosítások további üzemi berendezéseket, valamint a kapcsolódó munkaerő- és energiaköltségeket vonnak maguk után. Például a meszessé égetéshez külön mészkemencét kell beépíteni. Ezenkívül a mész könnyen kicsapódik, és ez növeli a vízkőlerakódás lehetőségét a mosóban.

A mészkemencével történő kalcinálás költsége csökkenthető, ha a mészkövet közvetlenül a kazánkemencébe fecskendezik. Ebben a megközelítésben a kazánban keletkező meszet a füstgázzal együtt a gázmosóba szállítják. A lehetséges problémák közé tartozik a kazán eltömődése, a hőátadás zavara és a mész inaktiválása a kazán túlégése miatt. Ezenkívül a mész csökkenti az olvadt hamu előremenő hőmérsékletét a széntüzelésű kazánokban, ami szilárd lerakódásokat eredményez, amelyek egyébként nem fordulnának elő.

Az LSFO-folyamatból származó folyékony hulladékot jellemzően a stabilizáló tavakba irányítják az erőmű más helyeiről származó folyékony hulladékkal együtt. A nedves FGD folyékony szennyvize telíthető szulfit- és szulfátvegyületekkel, és a környezeti megfontolások jellemzően korlátozzák folyókba, patakokba vagy más vízfolyásokba való kibocsátását. Ezenkívül a szennyvíz/lúg visszaforgatása a mosóba oldott nátrium-, kálium-, kalcium-, magnézium- vagy kloridsók felhalmozódásához vezethet. Ezek a részecskék végül kikristályosodhatnak, hacsak nem biztosítanak elegendő kiáramlást ahhoz, hogy az oldott só koncentrációját a telítettség alatt tartsák. További probléma a szilárd hulladékok lassú ülepedési sebessége, ami miatt nagy, nagy térfogatú stabilizáló tavakra van szükség. Jellemző körülmények között a stabilizáló tó ülepedt rétege több hónapos tárolás után is 50 százalék vagy több folyadékfázisot tartalmazhat.

Az abszorber recycling zagyból kinyert kalcium-szulfát nagy mennyiségű el nem reagált mészkövet és kalcium-szulfit hamut tartalmazhat. Ezek a szennyeződések megakadályozhatják, hogy a kalcium-szulfátot szintetikus gipszként adják el fallemez-, vakolat- és cementgyártáshoz. Az el nem reagált mészkő a szintetikus gipsz domináns szennyeződése, és a természetes (bányászott) gipszben is gyakori szennyeződés. Míg maga a mészkő nem befolyásolja a fallemez-végtermékek tulajdonságait, koptató tulajdonságai kopási problémákat okoznak a feldolgozó berendezésekben. A kalcium-szulfit nemkívánatos szennyeződés minden gipszben, mivel finom szemcsemérete vízkőképződési és egyéb feldolgozási problémákat okoz, mint például a sütemény mosása és víztelenítése.

Ha az LSFO-eljárás során keletkező szilárd anyagok szintetikus gipszként nem forgalmazhatók, az jelentős hulladékkezelési problémát jelent. Egy 1000 MW-os, 1 százalék kénes széntüzelésű kazánnál a gipsz mennyisége hozzávetőlegesen 550 tonna (rövid)/nap. Ugyanazon üzemben, amely 2 százalékos kéntartalmú szenet éget, a gipsztermelés körülbelül 1100 tonnára nő naponta. Napi 1000 tonnával a pernyetermeléshez hozzáadva a szilárd hulladék teljes mennyisége körülbelül 1550 tonna/nap az 1 százalékos kéntartalmú szén esetében és 2100 tonna/nap a 2 százalékos kéntartalmú esetében.

EADS előnyei

Az LSFO súrolás bevált technológiai alternatívája a mészkövet ammóniával helyettesíti a SO2 eltávolítására szolgáló reagensként. Az LSFO rendszerben a szilárd reagens őrlési, tárolási, kezelési és szállítási komponenseit egyszerű tárolótartályok helyettesítik vizes vagy vízmentes ammónia tárolására. A 2. ábra a JET Inc. által biztosított EADS rendszer áramlási vázlatát mutatja.

Az ammónia, a füstgáz, az oxidáló levegő és a technológiai víz egy többszintű permetezőfúvókát tartalmazó abszorberbe kerül. A fúvókák finom ammóniatartalmú reagenscseppeket hoznak létre, hogy biztosítsák a reagens bensőséges érintkezését a bejövő füstgázzal az alábbi reakciók szerint:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

A füstgázáramban lévő SO2 reakcióba lép az edény felső felében lévő ammóniával, és ammónium-szulfitot képez. Az abszorbertartály alja oxidációs tartályként szolgál, ahol a levegő az ammónium-szulfitot ammónium-szulfáttá oxidálja. Az így kapott ammónium-szulfát oldatot az abszorberben több szinten visszaszivattyúzzák a permetezőfúvókák gyűjtőfejeibe. Mielőtt a mosott füstgáz kilépne az abszorber tetejéről, áthalad egy páramentesítőn, amely egyesíti a magával ragadó folyadékcseppeket, és felfogja a finom részecskéket.

Az ammónia SO2-val való reakciója és a szulfit szulfáttá történő oxidációja magas reagens felhasználási sebességet ér el. Minden elfogyasztott ammóniára négy font ammónium-szulfát keletkezik.

Az LSFO-eljáráshoz hasonlóan a reagens/termék újrahasznosított áram egy része kivonható kereskedelmi melléktermék előállításához. Az EADS rendszerben a felszálló termék oldatát egy hidrociklonból és centrifugából álló szilárdanyag-visszanyerő rendszerbe szivattyúzzák, hogy szárítás és csomagolás előtt koncentrálják az ammónium-szulfát terméket. Minden folyadékot (hidrociklon túlfolyó és centrifuga centrátum) visszavezetnek egy zagytartályba, majd visszavezetik az abszorber ammónium-szulfát recirkulációs áramába.

• Az EADS rendszerek magasabb SO2 eltávolítási hatékonyságot biztosítanak (>99%), ami nagyobb rugalmasságot biztosít a széntüzelésű erőműveknek az olcsóbb, magasabb kéntartalmú szenet keverésére.
• Míg az LSFO rendszerek minden eltávolított tonna SO2 után 0,7 tonna CO2-t termelnek, az EADS folyamat nem termel CO2-t.
• Mivel a mész és a mészkő kevésbé reakcióképes az ammóniához képest az SO2 eltávolítására, nagyobb technológiai vízfogyasztásra és szivattyúzási energiára van szükség a magas cirkulációs sebesség eléréséhez. Ez magasabb működési költségeket eredményez az LSFO rendszerek számára.
• Az EADS rendszerek tőkeköltségei hasonlóak az LSFO rendszer felépítéséhez. Ahogy fentebb megjegyeztük, míg az EADS rendszerhez ammónium-szulfát melléktermék-feldolgozó és -csomagoló berendezések szükségesek, az LSFO-hoz kapcsolódó reagens-előkészítő berendezések nem szükségesek az őrléshez, kezeléshez és szállításhoz.

Az EADS legmeghatározóbb előnye a folyékony és szilárd hulladékok eltávolítása. Az EADS technológia egy zéró folyadék-kisülési folyamat, ami azt jelenti, hogy nincs szükség szennyvízkezelésre. A szilárd ammónium-szulfát melléktermék könnyen értékesíthető; Az ammónia-szulfát a legtöbbet használt műtrágya és műtrágyakomponens a világon, a világpiac növekedése 2030-ig várható. Ezen túlmenően, míg az ammónium-szulfát gyártása centrifugát, szárítót, szállítószalagot és csomagolóberendezést igényel, ezek a termékek nem védettek és kereskedelmi forgalomban kaphatók. elérhető. A gazdasági és piaci feltételektől függően az ammónium-szulfát műtrágya ellensúlyozhatja az ammónia alapú füstgáz kéntelenítésének költségeit, és potenciálisan jelentős nyereséget eredményezhet.

Hatékony ammónia kéntelenítési folyamat vázlata

A Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd. az egyik legnagyobb szilícium-karbid kerámia új anyagmegoldás Kínában. SiC műszaki kerámia: Moh keménysége 9 (New Moh keménysége 13), kiváló erózió- és korrózióállóság, kiváló kopásállóság és antioxidáció. A SiC termék élettartama 4-5-ször hosszabb, mint a 92%-os alumínium-oxidé. Az RBSiC MOR-értéke 5-7-szerese az SNBSC-nek, így összetettebb formákhoz is használható. Az árajánlat folyamata gyors, a szállítás az ígéretnek megfelelő, a minőség pedig felülmúlhatatlan. Mindig kitartunk amellett, hogy kihívjuk a céljainkat, és visszaadjuk szívünket a társadalomnak.