Pembakaran batu bara di fasilitas pembangkit listrik menghasilkan limbah padat, seperti abu dasar dan abu terbang, serta gas buang yang dilepaskan ke atmosfer. Banyak pabrik diharuskan menghilangkan emisi SOx dari gas buang menggunakan sistem desulfurisasi gas buang (FGD). Tiga teknologi FGD terkemuka yang digunakan di AS adalah wet scrubbing (85% dari instalasi), dry scrubbing (12%), dan dry sorbent injection (3%). Wet scrubber biasanya menghilangkan lebih dari 90% SOx, dibandingkan dengan dry scrubber, yang menghilangkan 80%. Artikel ini menyajikan teknologi canggih untuk mengolah air limbah yang dihasilkan oleh wet scrubbing (85% dari instalasi), dry scrubbing (12%), dan dry sorbent injection (3%).Sistem FGD.
Dasar-dasar FGD Basah
Teknologi FGD basah memiliki kesamaan, yaitu bagian reaktor bubur dan bagian pengeringan padatan. Berbagai jenis penyerap telah digunakan, termasuk menara padat dan baki, scrubber venturi, dan scrubber semprot di bagian reaktor. Penyerap menetralkan gas asam dengan bubur alkali kapur, natrium hidroksida, atau batu kapur. Karena sejumlah alasan ekonomi, scrubber yang lebih baru cenderung menggunakan bubur batu kapur.
Bila batu kapur bereaksi dengan SOx dalam kondisi reduksi penyerap, SO2 (komponen utama SOx) diubah menjadi sulfit, dan dihasilkan bubur yang kaya akan kalsium sulfit. Sistem FGD sebelumnya (disebut sebagai sistem oksidasi alami atau sistem oksidasi terhambat) menghasilkan produk sampingan kalsium sulfit.Sistem FGDmenggunakan reaktor oksidasi di mana bubur kalsium sulfit diubah menjadi kalsium sulfat (gipsum); ini disebut sebagai sistem FGD oksidasi paksa batu kapur (LSFO).
Sistem FGD LSFO modern yang umum menggunakan penyerap menara semprot dengan reaktor oksidasi integral di bagian dasar (Gambar 1) atau sistem gelembung jet. Pada masing-masing sistem, gas diserap dalam bubur batu kapur dalam kondisi anoksik; bubur tersebut kemudian masuk ke reaktor aerobik atau zona reaksi, tempat sulfit diubah menjadi sulfat, dan gipsum mengendap. Waktu penahanan hidraulik dalam reaktor oksidasi sekitar 20 menit.
1. Sistem FGD oksidasi paksa batu kapur kolom semprot (LSFO). Dalam scrubber LSFO, bubur masuk ke reaktor, di mana udara ditambahkan untuk memaksa oksidasi sulfit menjadi sulfat. Oksidasi ini tampaknya mengubah selenit menjadi selenat, yang mengakibatkan kesulitan dalam pengolahan selanjutnya. Sumber: CH2M HILL
Sistem ini biasanya beroperasi dengan padatan tersuspensi sebesar 14% hingga 18%. Padatan tersuspensi terdiri dari padatan gipsum halus dan kasar, abu terbang, dan material inert yang dimasukkan bersama batu kapur. Ketika padatan mencapai batas atas, bubur dibuang. Sebagian besar sistem FGD LSFO menggunakan sistem pemisahan padatan mekanis dan pengeringan untuk memisahkan gipsum dan padatan lainnya dari air pembersih (Gambar 2).
2. Sistem pengeringan gipsum pembersih FGD. Dalam sistem pengeringan gipsum yang umum, partikel dalam pembersih diklasifikasikan, atau dipisahkan, menjadi fraksi kasar dan halus. Partikel halus dipisahkan dalam luapan dari hidroklon untuk menghasilkan aliran bawah yang sebagian besar terdiri dari kristal gipsum besar (untuk dijual) yang dapat dikeringkan hingga kadar air rendah dengan sistem pengeringan sabuk vakum. Sumber: CH2M HILL
Beberapa sistem FGD menggunakan pengental gravitasi atau kolam pengendapan untuk klasifikasi padatan dan pengeringan, dan beberapa menggunakan sentrifus atau sistem pengeringan drum vakum putar, tetapi sebagian besar sistem baru menggunakan hidroklon dan sabuk vakum. Beberapa mungkin menggunakan dua hidroklon secara seri untuk meningkatkan penghilangan padatan dalam sistem pengeringan. Sebagian luapan hidroklon dapat dikembalikan ke sistem FGD untuk mengurangi aliran air limbah.
Pembersihan juga dapat dimulai saat terjadi penumpukan klorida dalam bubur FGD, yang diperlukan oleh batasan yang diberlakukan oleh ketahanan korosi bahan konstruksi sistem FGD.
FGD Karakteristik Air Limbah
Banyak variabel yang memengaruhi komposisi air limbah FGD, seperti komposisi batu bara dan batu kapur, jenis scrubber, dan sistem pengeringan gipsum yang digunakan. Batu bara menghasilkan gas asam — seperti klorida, fluorida, dan sulfat — serta logam volatil, termasuk arsenik, merkuri, selenium, boron, kadmium, dan seng. Batu kapur menghasilkan zat besi dan aluminium (dari mineral lempung) ke dalam air limbah FGD. Batu kapur biasanya dihaluskan dalam penggiling bola basah, dan erosi serta korosi bola-bola menghasilkan zat besi ke dalam bubur batu kapur. Lempung cenderung menghasilkan butiran halus yang lembam, yang merupakan salah satu alasan air limbah dibersihkan dari scrubber.
Dari: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; dan Silas W. Givens, PE.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Waktu posting: 04-Agu-2018