Ծխնելույզի գազերի ծծմբազերծման համակարգեր և ծծակներ

Էլեկտրաէներգիայի արտադրության կայաններում ածխի այրումը առաջացնում է պինդ թափոններ, ինչպիսիք են հատակային և թռչող մոխիրը, ինչպես նաև ծխնելույզային գազը, որը արտանետվում է մթնոլորտ: Շատ կայաններ պարտավոր են ծխնելույզային գազից հեռացնել SOx արտանետումները՝ օգտագործելով ծխնելույզային գազի ծծմբազերծման (FGD) համակարգեր: ԱՄՆ-ում օգտագործվող FGD-ի երեք առաջատար տեխնոլոգիաներն են՝ թաց մաքրումը (տեղադրումների 85%-ը), չոր մաքրումը (12%) և չոր սորբենտի ներարկումը (3%): Թաց մաքրիչները սովորաբար հեռացնում են SOx-ի ավելի քան 90%-ը՝ համեմատած չոր մաքրիչների հետ, որոնք հեռացնում են 80%-ը: Այս հոդվածը ներկայացնում է թաց ջրերի առաջացման հետևանքով առաջացած կեղտաջրերի մաքրման ժամանակակից տեխնոլոգիաներ:FGD համակարգեր.

Թաց FGD հիմունքներ

Թաց FGD տեխնոլոգիաները ունեն ընդհանուր առանձնահատկություններ՝ շաղախի ռեակտորի հատված և պինդ նյութերի ջրազրկման հատված: Ռեակտորի հատվածում օգտագործվել են տարբեր տեսակի կլանիչներ, այդ թվում՝ փաթեթավորված և սկուտեղային աշտարակներ, վենտուրի սկրուբերներ և ցողիչ սկրուբերներ: Կլանիչները չեզոքացնում են թթվային գազերը կրի, նատրիումի հիդրօքսիդի կամ կրաքարի ալկալային շաղախով: Մի շարք տնտեսական պատճառներով, ավելի նոր սկրուբերները հակված են օգտագործել կրաքարային շաղախ:

Երբ կրաքարը փոխազդում է SOx-ի հետ կլանիչի վերականգնողական պայմաններում, SO2-ը (SOx-ի հիմնական բաղադրիչը) վերածվում է սուլֆիտի, և առաջանում է կալցիումի սուլֆիտով հարուստ խառնուրդ: Ավելի վաղ FGD համակարգերը (որոնք կոչվում էին բնական օքսիդացում կամ արգելակված օքսիդացման համակարգեր) առաջացնում էին կալցիումի սուլֆիտի ենթամթերք: Ավելի նորերըFGD համակարգերօգտագործում են օքսիդացման ռեակտոր, որտեղ կալցիումի սուլֆիտային խառնուրդը վերածվում է կալցիումի սուլֆատի (գիպս)։ Սրանք կոչվում են կրաքարային հարկադիր օքսիդացման (LSFO) FGD համակարգեր։

Ժամանակակից LSFO FGD համակարգերը օգտագործում են կամ ցողիչ աշտարակի կլանիչ՝ հիմքում ինտեգրված օքսիդացման ռեակտորով (Նկար 1), կամ ռեակտիվ փուչիկների համակարգ: Յուրաքանչյուրում գազը կլանվում է կրաքարային խառնուրդի մեջ՝ անօքսիկ պայմաններում. խառնուրդը այնուհետև անցնում է աէրոբ ռեակտոր կամ ռեակցիայի գոտի, որտեղ սուլֆիտը վերածվում է սուլֆատի, և գիպսը նստվածք է տալիս: Օքսիդացման ռեակտորում հիդրավլիկ պահման ժամանակը մոտ 20 րոպե է:

1. Կրաքարի ցողման սյունակային հարկադիր օքսիդացման (LSFO) FGD համակարգ: LSFO սկրուբերում խառնուրդը անցնում է ռեակտոր, որտեղ ավելացվում է օդ՝ սուլֆիտի սուլֆատի օքսիդացումը հարկադրելու համար: Այս օքսիդացումը, կարծես, սելենիտը վերածում է սելենիտի, ինչը հանգեցնում է հետագա մշակման դժվարությունների: Աղբյուր՝ CH2M HILL

Այս համակարգերը սովորաբար գործում են 14%-ից 18% կախված պինդ նյութերի պարունակությամբ։ Կախովի պինդ նյութերը բաղկացած են մանր և խոշոր գիպսային պինդ նյութերից, թռչող մոխիրից և կրաքարի հետ ներմուծված իներտ նյութից։ Երբ պինդ նյութերը հասնում են վերին սահմանին, շլամը մաքրվում է։ LSFO FGD համակարգերի մեծ մասը օգտագործում է մեխանիկական պինդ նյութերի բաժանման և ջրազրկման համակարգեր՝ գիպսը և այլ պինդ նյութերը մաքրման ջրից առանձնացնելու համար (Նկար 2):

2. Գիպսի ջրազրկման համակարգ՝ FGD մաքրման միջոցով: Գիպսի ջրազրկման տիպիկ համակարգում մաքրման մեջ մասնիկները դասակարգվում կամ բաժանվում են խոշոր և մանր ֆրակցիաների: Մանր մասնիկները բաժանվում են հիդրոկլոնից հոսքի մեջ՝ առաջացնելով ստորին հոսք, որը հիմնականում բաղկացած է գիպսի խոշոր բյուրեղներից (հնարավոր վաճառքի համար), որոնք կարող են ջրազրկվել մինչև ցածր խոնավության պարունակություն՝ վակուումային գոտիով ջրազրկման համակարգի միջոցով: Աղբյուր՝ CH2M HILL

Որոշ FGD համակարգեր օգտագործում են գրավիտացիոն խտացուցիչներ կամ նստվածքային լճակներ՝ պինդ նյութերի դասակարգման և ջրազրկման համար, իսկ որոշները՝ ցենտրիֆուգներ կամ պտտվող վակուումային թմբուկային ջրազրկման համակարգեր, սակայն նոր համակարգերի մեծ մասն օգտագործում է հիդրոկլոններ և վակուումային գոտիներ: Որոշները կարող են օգտագործել երկու հիդրոկլոններ հաջորդաբար՝ ջրազրկման համակարգում պինդ նյութերի հեռացումը մեծացնելու համար: Հիդրոկլոնի արտահոսքի մի մասը կարող է վերադարձվել FGD համակարգ՝ կեղտաջրերի հոսքը նվազեցնելու համար:

Մաքրումը կարող է սկսվել նաև այն դեպքում, երբ ֆագոլային գազերի լուծույթում կուտակվում են քլորիդներ, ինչը պայմանավորված է ֆագոլային գազերի համակարգի շինանյութերի կոռոզիոն դիմադրության սահմանափակումներով։

FGD կեղտաջրերի բնութագրերը

ՖԳԴ կեղտաջրերի կազմին ազդում են բազմաթիվ փոփոխականներ, ինչպիսիք են ածխի և կրաքարի կազմը, սկրուբերի տեսակը և օգտագործվող գիպս-ջրազրկման համակարգը: Ածուխը նպաստում է թթվային գազերի՝ ինչպիսիք են քլորիդները, ֆտորիդները և սուլֆատը, ինչպես նաև ցնդող մետաղների, այդ թվում՝ մկնդեղին, սնդիկին, սելենին, բորին, կադմիումին և ցինկին, պարունակությանը: Կրաքարը ՖԳԴ կեղտաջրերին նպաստում է երկաթի և ալյումինի (կավե հանքանյութերից): Կրաքարը սովորաբար մանրացվում է թաց գնդիկավոր աղացով, և գնդիկների էրոզիան և կոռոզիան երկաթ են ավելացնում կրաքարային խառնուրդին: Կավերը հակված են իներտ մանր ջրերի ստեղծմանը, ինչը կեղտաջրերի հեռացման պատճառներից մեկն է սկրուբերից:

Հեղինակներ՝ Թոմաս Է. Հիգինս, փիլիսոփայության դոկտոր, կենսաբանության դոկտոր, Ա. Թոմաս Սենդի, կենսաբանության դոկտոր, և Սայլաս Վ. Գիվենս, կենսաբանության դոկտոր։

Email: caroline@rbsic-sisic.com