Nosel FGD silikon karbida untuk desulfurisasi di pembangkit listrik

Nozel penyerap gas buang gas (FGD)
Penghapusan sulfur oksida, biasanya disebut sebagai Sox, dari gas buang menggunakan reagen alkali, seperti bubur batu kapur basah.

Ketika bahan bakar fosil digunakan dalam proses pembakaran untuk menjalankan boiler, tungku, atau peralatan lain, mereka memiliki potensi untuk melepaskan SO2 atau SO3 atau bagian dari gas buang. Oksida sulfur ini bereaksi dengan mudah dengan unsur -unsur lain untuk membentuk senyawa berbahaya seperti asam sulfat dan memiliki potensi untuk secara negatif mempengaruhi kesehatan manusia dan lingkungan. Karena efek potensial ini, kontrol senyawa ini dalam gas buang adalah bagian penting dari pembangkit listrik tenaga batubara dan aplikasi industri lainnya.

Karena kekhawatiran erosi, penyumbatan, dan penumpukan, salah satu sistem yang paling dapat diandalkan untuk mengendalikan emisi ini adalah proses desulfurisasi gas bakar basah menara terbuka (FGD) menggunakan batu kapur, kapur terhidrasi, air laut, atau larutan alkali lainnya. Nozel semprot dapat secara efektif dan andal mendistribusikan bubur ini ke menara penyerapan. Dengan membuat pola seragam tetesan berukuran tepat, nozel ini mampu secara efektif menciptakan area permukaan yang diperlukan untuk penyerapan yang tepat sambil meminimalkan entrainment larutan penggosok ke dalam gas buang.

Memilih FGD Absorber Nozzle:
Faktor penting yang perlu dipertimbangkan:

Menggosok kepadatan dan viskositas media
Ukuran tetesan yang diperlukan
Ukuran tetesan yang benar sangat penting untuk memastikan tingkat penyerapan yang tepat
Bahan nosel
Karena gas buang sering korosif dan cairan penggosok sering kali merupakan bubur dengan kandungan padatan tinggi dan sifat abrasif, memilih korosi yang sesuai dan bahan tahan aus adalah penting
Resistensi canggih nozzle
Karena cairan penggosok seringkali merupakan bubur dengan kandungan padatan tinggi, pemilihan nosel sehubungan dengan ketahanan menyumbat adalah penting
Pola dan penempatan semprotan nozzle
Untuk memastikan cakupan lengkap penyerapan yang tepat dari aliran gas tanpa bypass dan waktu tinggal yang cukup adalah penting
Ukuran dan jenis koneksi nozzle
Laju aliran fluida menggosok yang diperlukan
Penurunan tekanan yang tersedia (∆P) melintasi nosel
∆P = tekanan pasokan di inlet nosel - tekanan proses di luar nozzle
Insinyur kami yang berpengalaman dapat membantu menentukan nozzle mana yang akan dilakukan sesuai kebutuhan dengan detail desain Anda
Penggunaan dan Industri Nosel Penyerap FGD Umum:
Pembangkit listrik tenaga bahan bakar batubara dan fosil lainnya
Kilang minyak bumi
Insinerator Limbah Kota
Kiln semen
Smelter logam

Lembar data material sic

Kelemahan dengan kapur/batu kapur

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, sistem FGD yang menggunakan oksidasi paksa kapur/batu kapur (LSFO) mencakup tiga sub-sistem utama:

• Persiapan reagen, penanganan dan penyimpanan
• Kapal penyerap
• Limbah dan penanganan produk sampingan

Persiapan reagen terdiri dari penyampaian batu kapur yang dihancurkan (CaCO3) dari silo penyimpanan ke tangki umpan yang gelisah. Bubur batu kapur yang dihasilkan kemudian dipompa ke kapal penyerap bersama dengan gas boot boiler dan udara pengoksidasi. Nozel semprot memberikan tetesan reagen halus yang kemudian mengalir berlawanan dengan gas buang yang masuk. SO2 dalam gas buang bereaksi dengan reagen kaya kalsium untuk membentuk kalsium sulfit (CASO3) dan CO2. Udara yang dimasukkan ke dalam penyerap mempromosikan oksidasi CasO3 menjadi CASO4 (bentuk dihidrat).

Reaksi LSFO dasar adalah:

CACO3 + SO2 → CASO3 + CO2 · 2H2O

Bubur teroksidasi dikumpulkan di bagian bawah penyerap dan kemudian didaur ulang bersama dengan reagen segar kembali ke header nozzle semprot. Sebagian dari aliran daur ulang ditarik ke sistem penanganan limbah/produk sampingan, yang biasanya terdiri dari hidrosiklon, filter drum atau sabuk, dan tangki penahan air limbah/minuman keras yang gelisah. Air limbah dari tangki penampung didaur ulang kembali ke tangki umpan reagen batu kapur atau ke hidrosiklon di mana overflow dihilangkan sebagai limbah.

Khusus kapur/batu kapur yang dipaksa oksidatin scrubbing proses skematis

Sistem LSFO basah biasanya dapat mencapai efisiensi penghapusan SO2 sebesar 95-97 persen. Mencapai level di atas 97,5 persen untuk memenuhi persyaratan kontrol emisi, bagaimanapun, sulit, terutama untuk tanaman yang menggunakan batubara sulfur tinggi. Katalis magnesium dapat ditambahkan atau batu kapur dapat dikalsinasi ke kapur reaktivitas yang lebih tinggi (CAO), tetapi modifikasi tersebut melibatkan peralatan pabrik tambahan dan biaya tenaga kerja dan daya yang terkait. Misalnya, menghitung kapur membutuhkan pemasangan kiln kapur terpisah. Juga, kapur siap diendapkan dan ini meningkatkan potensi pembentukan deposit skala dalam scrubber.

Biaya kalsinasi dengan kiln kapur dapat dikurangi dengan langsung menyuntikkan batu kapur ke dalam tungku boiler. Dalam pendekatan ini, kapur yang dihasilkan di boiler dibawa dengan gas buang ke dalam scrubber. Kemungkinan masalah termasuk fouling boiler, gangguan dengan perpindahan panas, dan inaktivasi kapur karena overburning di boiler. Selain itu, kapur mengurangi suhu aliran abu cair dalam boiler berbahan bakar batubara, menghasilkan endapan padat yang seharusnya tidak terjadi.

Limbah cair dari proses LSFO biasanya diarahkan ke kolam stabilisasi bersama dengan limbah cair dari tempat lain di pembangkit listrik. Limbah cairan FGD basah dapat jenuh dengan senyawa sulfit dan sulfat dan pertimbangan lingkungan biasanya membatasi pelepasannya pada sungai, aliran atau aliran air lainnya. Juga, daur ulang air limbah/minuman keras kembali ke scrubber dapat menyebabkan penumpukan natrium terlarut, kalium, kalsium, magnesium atau garam klorida. Spesies ini pada akhirnya dapat mengkristal kecuali pendarahan yang cukup disediakan untuk menjaga konsentrasi garam terlarut di bawah saturasi. Masalah tambahan adalah tingkat penyelesaian limbah yang lambat, yang menghasilkan kebutuhan akan kolam stabilisasi volume tinggi yang besar. Dalam kondisi khas, lapisan yang diselesaikan di kolam stabilisasi dapat mengandung fase cair 50 persen atau lebih bahkan setelah beberapa bulan penyimpanan.

Kalsium sulfat yang dipulihkan dari bubur daur ulang penyerap dapat tinggi pada batu kapur yang tidak bereaksi dan abu sulfit kalsium. Kontaminan ini dapat mencegah kalsium sulfat dijual sebagai gipsum sintetis untuk digunakan di papan dinding, plester, dan produksi semen. Batu kapur yang tidak bereaksi adalah pengotor utama yang ditemukan dalam gipsum sintetis dan juga merupakan pengotor umum dalam gipsum alami (ditambang). Sementara batu kapur itu sendiri tidak mengganggu sifat -sifat produk ujung dinding, sifat abrasifnya menghadirkan masalah keausan untuk pemrosesan peralatan. Kalsium sulfit adalah pengotor yang tidak diinginkan di gipsum apa pun karena ukuran partikel halus menimbulkan masalah penskalaan dan masalah pemrosesan lainnya seperti pencucian kue dan pengeringan.

Jika padatan yang dihasilkan dalam proses LSFO tidak dipasarkan secara komersial sebagai gipsum sintetis, ini menimbulkan masalah pembuangan limbah yang cukup besar. Untuk boiler 1000 MW menembakkan 1 persen batubara belerang, jumlah gipsum sekitar 550 ton (pendek)/hari. Untuk pabrik yang sama menembakkan 2 persen batubara belerang, produksi gipsum meningkat menjadi sekitar 1.100 ton/hari. Menambahkan sekitar 1000 ton/hari untuk produksi abu terbang, ini membawa total tonase limbah padat menjadi sekitar 1550 ton/hari untuk kasus batubara belerang 1 persen dan 2100 ton/hari untuk kasus sulfur 2 persen.

Keuntungan Eads

Alternatif teknologi yang terbukti untuk menggosok LSFO menggantikan batu kapur dengan amonia sebagai reagen untuk penghapusan SO2. Komponen penggilingan, penyimpanan, penanganan, dan transportasi reagen padat dalam sistem LSFO digantikan oleh tangki penyimpanan sederhana untuk amonia berair atau anhidrat. Gambar 2 menunjukkan skema aliran untuk sistem EADS yang disediakan oleh Jet Inc.

Amonia, gas buang, mengoksidasi udara dan proses air memasuki penyerap yang mengandung banyak tingkat nozel semprotan. Nozel menghasilkan tetesan halus reagen yang mengandung amonia untuk memastikan kontak reagen yang intim dengan gas buang yang masuk sesuai dengan reaksi berikut:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4) 2SO3

(2) (NH4) 2SO3 + ½O2 → (NH4) 2SO4

SO2 dalam aliran gas buang bereaksi dengan amonia di bagian atas kapal untuk menghasilkan amonium sulfit. Bagian bawah kapal penyerap berfungsi sebagai tangki oksidasi di mana udara mengoksidasi amonium sulfit menjadi amonium sulfat. Larutan amonium sulfat yang dihasilkan dipompa kembali ke header nozzle semprot di berbagai tingkatan di penyerap. Sebelum gas buang yang digosok keluar dari bagian atas penyerap, ia melewati demister yang menyatu dengan tetesan cairan yang diperkenalkan dan menangkap partikel halus.

Reaksi amonia dengan SO2 dan oksidasi sulfit menjadi sulfat mencapai tingkat pemanfaatan reagen yang tinggi. Empat pon amonium sulfat diproduksi untuk setiap pon amonia yang dikonsumsi.

Seperti halnya proses LSFO, sebagian dari aliran daur ulang reagen/produk dapat ditarik untuk menghasilkan produk sampingan komersial. Dalam sistem EADS, solusi produk lepas landas dipompa ke sistem pemulihan padatan yang terdiri dari hidrokiklon dan centrifuge untuk memusatkan produk amonium sulfat sebelum pengeringan dan pengemasan. Semua cairan (overflow hidrosiklon dan centrifuge centrate) diarahkan kembali ke tangki bubur dan kemudian diperkenalkan kembali ke dalam aliran daur ulang amonium sulfat penyerap.

• Sistem EADS memberikan efisiensi penghapusan SO2 yang lebih tinggi (> 99%), yang memberikan pembangkit listrik tenaga batu bara lebih fleksibel untuk mencampur batubara belerang yang lebih murah dan lebih tinggi.
• Sedangkan sistem LSFO membuat 0,7 ton CO2 untuk setiap ton SO2 dihapus, proses EADS tidak menghasilkan CO2.
• Karena kapur dan batu kapur kurang reaktif dibandingkan dengan amonia untuk menghilangkan SO2, konsumsi air proses yang lebih tinggi dan energi pemompaan diperlukan untuk mencapai laju sirkulasi yang tinggi. Ini menghasilkan biaya operasi yang lebih tinggi untuk sistem LSFO.
• Biaya modal untuk sistem EADS mirip dengan yang membangun sistem LSFO. Seperti disebutkan di atas, sementara sistem EADS membutuhkan peralatan produk sampingan dan pengemasan amonium sulfat, fasilitas persiapan reagen yang terkait dengan LSFO tidak diperlukan untuk penggilingan, penanganan, dan transportasi.

Keuntungan paling khas dari EAD adalah penghapusan limbah cair dan padat. Teknologi EADS adalah proses nol-cair-discharge, yang berarti tidak diperlukan pengolahan air limbah. Produk sampingan amonium sulfat padat mudah dipasarkan; Amonia sulfat adalah komponen pupuk dan pupuk yang paling banyak digunakan di dunia, dengan pertumbuhan pasar di seluruh dunia yang diharapkan hingga tahun 2030. Selain itu, sementara pembuatan amonium sulfat membutuhkan centrifuge, pengering, alat pembawa, dan peralatan pengemasan, barang-barang ini tidak bersifat kepentingan dan tersedia secara komersial. Bergantung pada kondisi ekonomi dan pasar, pupuk amonium sulfat dapat mengimbangi biaya untuk desulfurisasi gas buang berbasis amonia dan berpotensi memberikan laba yang substansial.

Skema proses desulfurisasi amonia yang efisien