発電施設での石炭の燃焼により、底灰や飛灰などの固形廃棄物や、大気中に排出される煙道ガスが生成されます。多くのプラントでは、排煙脱硫 (FGD) システムを使用して排ガスから SOx 排出を除去する必要があります。米国で使用されている 3 つの主要な FGD 技術は、湿式スクラビング (設備の 85%)、乾式スクラビング (12%)、および乾式吸着剤注入 (3%) です。湿式スクラバーは通常、SOx の 90% 以上を除去しますが、乾式スクラバーは 80% を除去します。この記事では、湿式排水によって発生する廃水を処理するための最先端の技術を紹介します。FGDシステム.
ウェット FGD の基本
湿式 FGD 技術には、スラリー反応器セクションと固体脱水セクションが共通しています。反応器セクションでは、充填塔および棚塔、ベンチュリ スクラバー、スプレー スクラバーなど、さまざまなタイプの吸収装置が使用されています。吸収装置は、石灰、水酸化ナトリウム、または石灰石のアルカリ性スラリーで酸性ガスを中和します。多くの経済的理由から、新しいスクラバーは石灰石スラリーを使用する傾向があります。
吸収装置の還元条件で石灰石が SOx と反応すると、SO 2 (SOx の主成分) が亜硫酸塩に変換され、亜硫酸カルシウムが豊富なスラリーが生成されます。以前の FGD システム (自然酸化システムまたは抑制酸化システムと呼ばれる) では、副産物として亜硫酸カルシウムが生成されました。新しいFGDシステム亜硫酸カルシウムスラリーを硫酸カルシウム（石膏）に変換する酸化反応器を使用する。これらは、石灰石強制酸化 (LSFO) FGD システムと呼ばれます。
典型的な最新の LSFO FGD システムは、ベースに一体型酸化反応器を備えたスプレー タワー吸収装置 (図 1) またはジェット バブラー システムのいずれかを使用します。それぞれのガスは、無酸素条件下で石灰石スラリーに吸収されます。次に、スラリーは好気性反応器または反応ゾーンに送られ、そこで亜硫酸塩が硫酸塩に変換され、石膏が沈殿します。酸化反応器内の水圧滞留時間は約 20 分です。
1. スプレーカラム石灰石強制酸化 (LSFO) FGD システム。 LSFO スクラバーでは、スラリーは反応器に送られ、そこで空気が添加されて亜硫酸塩が強制的に硫酸塩に酸化されます。この酸化により亜セレン酸塩がセレン酸塩に変換され、後の処理が困難になると考えられます。出典: CH2M ヒル
これらのシステムは通常、14% ～ 18% の懸濁物質で動作します。浮遊固体は、細かい石膏固体と粗い石膏固体、フライアッシュ、および石灰石と一緒に導入された不活性物質で構成されます。固形分が上限に達すると、スラリーがパージされます。ほとんどの LSFO FGD システムは、機械的な固体分離および脱水システムを使用して、パージ水から石膏およびその他の固体を分離します (図 2)。
2. FGD パージ石膏脱水システム。典型的な石膏脱水システムでは、パージ中の粒子は粗い部分と細かい部分に分類または分離されます。ハイドロクロンからのオーバーフローで微粒子が分離され、主に大きな石膏結晶 (販売の可能性あり) からなるアンダーフローが生成されます。このアンダーフローは、真空ベルト脱水システムで低含水量まで脱水できます。出典: CH2M ヒル
FGD システムの中には、固体の分類と脱水に重力濃縮装置や沈降池を使用するものや、遠心分離機や回転真空ドラム脱水システムを使用するものもありますが、新しいシステムのほとんどはハイドロクローンと真空ベルトを使用します。脱水システムでの固形分の除去を高めるために、2 つのハイドロクローンを連続して使用する場合もあります。ハイドロクロンのオーバーフローの一部は、廃水の流れを減らすために FGD システムに戻される場合があります。
パージは、FGD システムの構造材料の耐食性によって課される制限により必要となる、FGD スラリー内に塩化物が蓄積した場合にも開始される場合があります。
FGD排水の特性
石炭と石灰石の組成、スクラバーの種類、使用される石膏脱水システムなど、多くの変数が FGD 廃水の組成に影響します。石炭は、ヒ素、水銀、セレン、ホウ素、カドミウム、亜鉛などの揮発性金属だけでなく、塩化物、フッ化物、硫酸塩などの酸性ガスを発生させます。石灰石は、FGD 廃水に鉄とアルミニウム (粘土鉱物から) をもたらします。石灰石は通常、湿式ボールミルで粉砕され、ボールの浸食と腐食によって石灰石スラリーに鉄が生成されます。粘土は不活性微粒子を生成する傾向があり、これがスクラバーから廃水がパージされる理由の 1 つです。
出典: トーマス E. ヒギンズ博士、PE; A. トーマス・サンディ、PE;およびサイラス・W・ギブンズ、PE。
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投稿日時: 2018 年 8 月 4 日