מערכות ופיזור גז פליטה

שריפת הפחם במתקני ייצור חשמל מייצרת פסולת מוצקה, כמו אפר תחתית ואפר מעופף, וגז פליט שנפלט לאטמוספירה. מפעלים רבים נדרשים להסיר פליטות SOx מגז הפליטה באמצעות מערכות הסרת גזי פליטה (FGD). שלוש טכנולוגיות ה-FGD המובילות בשימוש בארה"ב הן קרצוף רטוב (85% מהמתקנים), קרצוף יבש (12%) והזרקת סופג יבש (3%). מקרצפים רטובים מסירים בדרך כלל יותר מ-90% מה-SOx, לעומת מקרצפים יבשים, שמסירים 80%. מאמר זה מציג טכנולוגיות חדישות לטיפול בשפכים הנוצרים מרטיבותמערכות FGD.

יסודות FGD רטובים

לטכנולוגיות FGD רטובות יש משותף לחלק של כור סלורי וחלק של פיזור מוצקים. נעשה שימוש בסוגים שונים של בולמים, כולל מגדלי ארוזים ומגש, מקרצפים ונטוריים ומקרצפים בהתזה בחלקת הכור. הבולמים מנטרלים את הגזים החומציים בעזרת תמיסה בסיסית של סיד, נתרן הידרוקסיד או אבן גיר. מכמה סיבות כלכליות, מקרצפים חדשים יותר נוטים להשתמש בדיסת אבן גיר.

כאשר אבן גיר מגיבה עם SOx בתנאים המפחיתים של הסופג, SO 2 (המרכיב העיקרי של SOx) הופך לסולפיט, ונוצר תרחיץ עשיר בסידן סולפיט. מערכות FGD קודמות (המכונה חמצון טבעי או מערכות חמצון מעוכבות) יצרו תוצר לוואי של סידן סולפיט. חדש יותרמערכות FGDלהעסיק כור חמצון שבו תמיסת סידן סולפיט מומרת לסידן סולפט (גבס); אלה מכונים מערכות FGD של אבן גיר מאולצת (LSFO).

מערכות LSFO FGD מודרניות אופייניות משתמשות בבולם מגדל ריסוס עם כור חמצון אינטגרלי בבסיס (איור 1) או מערכת בועות סילון. בכל אחת מהן נספג הגז בתמיסת אבן גיר בתנאים אנוקסיים; לאחר מכן, הרחצה עוברת לכור אירובי או לאזור תגובה, שם סולפיט הופך לסולפט, ומשקעי גבס. זמן המעצר הידראולי בכור החמצון הוא כ-20 דקות.

1. תרסיס מערכת FGD של אבן גיר מאולצת (LSFO). בסורר LSFO תרחיץ עובר לכור, שם מוסיפים אוויר כדי לאלץ חמצון של סולפיט לסולפט. נראה שחמצון זה הופך סלניט לסלנאט, וכתוצאה מכך קשיי טיפול מאוחרים יותר. מקור: CH2M HILL

מערכות אלו פועלות בדרך כלל עם מוצקים מרחפים של 14% עד 18%. מוצקים מרחפים מורכבים ממוצקי גבס עדינים וגסים, אפר זבוב וחומר אינרטי המוכנס עם אבן הגיר. כאשר המוצקים מגיעים לגבול עליון, הרחצה מטוהרת. רוב מערכות LSFO FGD משתמשות במערכות מכניות להפרדת מוצקים והסרת מים כדי להפריד גבס ומוצקים אחרים ממי הטיהור (איור 2).

2. מערכת פיזור גבס לניקוי FGD. במערכת פיזור גבס טיפוסית חלקיקים בטיהור מסווגים, או מופרדים, לשברים גסים ועדינים. חלקיקים עדינים מופרדים בגלישה מההידרוקלון כדי לייצר תת-שטף המורכב ברובו מגבישי גבס גדולים (למכירה פוטנציאלית) הניתנים לסילוק מים לתכולת לחות נמוכה עם מערכת פיזור חגורת ואקום. מקור: CH2M HILL

חלק ממערכות ה-FGD משתמשות במעבי כבידה או בריכות שיקוע לסיווג מוצקים ופיזור, וחלקן משתמשות בצנטריפוגות או במערכות פיזור תוף ואקום סיבוביות, אך רוב המערכות החדשות משתמשות בהידרוקלונים ובחגורות ואקום. חלקם עשויים להשתמש בשני הידרוקלונים בסדרה כדי להגביר את סילוק המוצקים במערכת ההתייבשות. ניתן להחזיר חלק מהצפת ההידרוקלון למערכת FGD כדי להפחית את זרימת מי השפכים.

טיהור עשוי להתבצע גם כאשר יש הצטברות של כלורידים בסילון FGD, הכרחי על ידי מגבלות המוטלות על ידי עמידות בפני קורוזיה של חומרי הבנייה של מערכת FGD.

FGD מאפייני שפכים

משתנים רבים משפיעים על הרכב שפכי FGD, כגון הרכב פחם ואבן גיר, סוג הסקראב ומערכת פיזור הגבס המשמשת. פחם תורם גזים חומציים - כמו כלורידים, פלואורידים וסולפט - כמו גם מתכות נדיפות, כולל ארסן, כספית, סלניום, בורון, קדמיום ואבץ. אבן הגיר תורמת ברזל ואלומיניום (ממינרלי חימר) לשפכי FGD. אבן גיר מרוסקת בדרך כלל בטחנת כדורים רטובה, והשחיקה והקורוזיה של הכדורים תורמים ברזל לסילוף אבן הגיר. חרסיות נוטות לתרום את הקנסות האינרטיים, וזו אחת הסיבות לכך ששפכים מטוהרים מהקרצוף.

מאת: תומס א. היגינס, דוקטורט, PE; A. Thomas Sandy, PE; ו- Silas W. Givens, PE.

אֶלֶקטרוֹנִי:[מוגן באימייל]