発電所の脱硫のための炭化シリコンFGDノズル

煙道ガス脱硫（FGD）アブソーバーノズル
湿った石灰岩のスラリーなどのアルカリ試薬を使用した排気ガスから、一般にSOXと呼ばれる硫黄酸化物の除去。

化石燃料が燃焼プロセスで利用されてボイラー、炉、またはその他の機器を走らせると、排気ガスの一部としてSO2またはSO3を放出する可能性があります。これらの硫黄酸化物は他の元素と容易に反応して、硫酸などの有害な化合物を形成し、人間の健康と環境に悪影響を与える可能性があります。これらの潜在的な影響により、煙道ガスにおけるこの化合物の制御は、石炭火力発電所やその他の産業用途の重要な部分です。

侵食、プラグ、および蓄積の懸念により、これらの排出を制御する最も信頼できるシステムの1つは、石灰岩、水和石灰、海水、または他のアルカリ溶液を使用したオープンタワーウェット煙道ガス脱硫（FGD）プロセスです。スプレーノズルは、これらのスラリーを吸収塔に効果的かつ確実に分配することができます。適切にサイズの液滴の均一なパターンを作成することにより、これらのノズルは、煙道ガスへのスクラビングソリューションの同点を最小限に抑えながら、適切な吸収に必要な表面積を効果的に作成できます。

FGD吸収性ノズルの選択：
考慮すべき重要な要素：

培地の密度と粘度をスクラビングします
必要な液滴サイズ
適切な吸収速度を確保するためには、正しい液滴サイズが不可欠です
ノズル素材
煙道ガスはしばしば腐食性であり、スクラビング液はしばしば高固体含有量と研磨特性を備えたスラリーであるため、適切な腐食と耐摩耗性の材料を選択することが重要です
ノズル詰まり抵抗
スクラビング液はしばしば高固体含有量を備えたスラリーであるため、詰まり抵抗に関するノズルの選択が重要です
ノズルスプレーパターンと配置
適切な吸収を確保するために、バイパスなしで十分な滞留時間を持つガスストリームの完全なカバレッジが重要です
ノズル接続サイズとタイプ
必要なスクラブ流体流量
ノズル全体で利用可能な圧力降下（∆P）
∆P =ノズルインレットでの供給圧力 - ノズル外のプロセス圧力
私たちの経験豊富なエンジニアは、デザインの詳細で必要に応じて実行するノズルを決定するのに役立ちます
一般的なFGD吸収性ノズルの使用と産業：
石炭およびその他の化石燃料発電所
石油精製所
都市廃棄物焼却炉
セメントキルン
金属製錬所

SICマテリアルデータシート

石灰/石灰岩の欠点

図1に示すように、石灰/石灰岩の強制酸化（LSFO）を使用するFGDシステムには、3つの主要なサブシステムが含まれています。

• 試薬の準備、取り扱い、保管
• 吸収容器
• 廃棄物と副産物の取り扱い

試薬の調製は、貯蔵サイロから攪拌飼料タンクに砕いた石灰岩（CACO3）を伝えることで構成されています。結果として得られる石灰岩のスラリーは、ボイラーの煙道ガスと酸化空気とともに、吸収容器に汲み上げられます。スプレーノズルは、試薬の細かい液滴を供給し、その後、入ってくる煙道ガスに相当する流れを流します。煙道ガスのSO2は、カルシウムが豊富な試薬と反応して、亜硫酸カルシウム（Caso3）とCO2を形成します。吸収体に導入された空気は、CASO3のCASO4（二水和物型）への酸化を促進します。

基本的なLSFO反応は次のとおりです。

CACO3 + SO2→CASO3 + CO2・2H2O

酸化スラリーは吸収体の底に収集され、その後、新鮮な試薬とともにスプレーノズルヘッダーに戻ってリサイクルされます。リサイクルストリームの一部は、通常、ハイドロサイクロン、ドラムまたはベルトフィルター、および攪拌廃水/酒類保持タンクで構成される廃棄物/副産物処理システムに撤回されます。保持タンクからの廃水は、石灰岩試薬飼料タンクまたはオーバーフローが排水として除去されるヒドロシクロンにリサイクルされます。

典型的な石灰/石灰岩は、オキシダチンウェットスクラビングプロセス回路図を強制しました

ウェットLSFOシステムは通常、95〜97％のSO2除去効率を達成できます。ただし、特に高硫黄石炭を使用している植物では、排出量制御要件を満たすために97.5％を超えるレベルに達することは困難です。マグネシウム触媒を添加するか、石灰岩をより高い反応性石灰（CAO）に焼成することができますが、そのような修正には追加の植物装備と関連する労働力と電力コストが含まれます。たとえば、石灰の石灰化には、別のライムキルンを設置する必要があります。また、石灰は容易に沈殿し、これによりスクラバーのスケール堆積物の形成の可能性が高まります。

石灰kiを使用した石灰化のコストは、石灰岩をボイラー炉に直接注入することで削減できます。このアプローチでは、ボイラーで生成された石灰は、煙道ガスをスクラバーに運びます。考えられる問題には、ボイラーのファウリング、熱伝達への干渉、ボイラーのオーバー燃焼による石灰の不活性化が含まれます。さらに、石灰は石炭火力ボイラーの溶融灰の流れ温度を低下させ、そうでなければ発生しない固体堆積物をもたらします。

LSFOプロセスからの液体廃棄物は、通常、発電所の他の場所からの液体廃棄物とともに安定化池に向けられています。湿ったFGD液体排水は、硫酸塩と硫酸塩化合物で飽和し、環境の考慮事項は通常、川、小川、またはその他の水路への放出を制限します。また、廃水/酒をスクラバーに戻すと、溶存ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、または塩化物塩の蓄積につながる可能性があります。これらの種は、溶解した塩濃度を飽和以下に保つのに十分な出血が提供されない限り、最終的に結晶化できます。追加の問題は、廃棄物固形物の沈殿速度が遅いことです。その結果、大量の大量の安定化池が必要になります。典型的な条件では、安定化池の沈降層には、数か月の貯蔵後も50％以上の液相を含めることができます。

吸収体のリサイクルスラリーから回収された硫酸カルシウムは、未反応の石灰岩と硫酸カルシウム灰で高い可能性があります。これらの汚染物質は、硫酸カルシウムがウォールボード、石膏、およびセメント生産で使用するために合成石膏として販売されるのを防ぐことができます。未反応の石灰岩は、合成石膏に見られる主要な不純物であり、自然（採掘された）石膏の一般的な不純物でもあります。石灰岩自体はウォールボードの最終製品の特性を妨げませんが、その研磨特性は、加工装置の摩耗の問題をもたらします。亜硫酸カルシウムは、微粒子サイズがスケーリングの問題やケーキの洗浄や脱水などの他の処理の問題をもたらすため、どの石膏では不要な不純物です。

LSFOプロセスで生成された固形物が合成石膏として商業的に販売できない場合、これはかなりの廃棄物処理の問題をもたらします。硫黄炭を発射する1000 MWボイラーの場合、石膏の量は約550トン（短い）/日です。 2％の硫黄石炭を発射する同じ植物の場合、石膏生産は1日あたり約1100トンに増加します。フライアッシュ生産に1日あたり約1000トン/日を追加すると、硫黄石炭ケース1％で総固形廃棄物トン数は1日あたり約1550トン、2％硫黄ケースでは1日2100トンになります。

EADSの利点

LSFOスクラビングに代わる実績のある技術は、SO2除去の試薬として石灰岩をアンモニアに置き換えます。 LSFOシステムの固体試薬フライス、保管、取り扱い、輸送コンポーネントは、水性または無水アンモニアの単純な保管タンクに置き換えられます。図2は、Jet Inc.が提供するEADSシステムのフロー概略図を示しています。

アンモニア、煙道ガス、酸化空気、プロセス水は、複数のレベルのスプレーノズルを含む吸収体に入ります。ノズルは、アンモニア含有試薬の細かい液滴を生成し、次の反応に従って入ってくる煙道ガスとの密接な接触を確保します。

（1）SO2 + 2NH3 + H2O→（NH4）2SO3

（2）（NH4）2SO3 +½O2→（NH4）2SO4

煙道ガス河川のSO2は、血管の上半分のアンモニアと反応して、硫酸アンモニウムを生成します。吸収容器の底は、硫酸アンモニウムを硫酸アンモニウムに酸化する酸化タンクとして機能します。得られた硫酸アンモニウム溶液は、吸収体の複数のレベルでスプレーノズルヘッダーに戻します。吸収体の上部を出るスクラブされた煙道ガスの前に、それは抑制された液滴を合体させ、微粒子を捕獲するデリスターを通過します。

SO2とのアンモニア反応と硫酸塩酸化は、高い試薬利用率を達成します。消費されたアンモニア1ポンドごとに4ポンドの硫酸アンモニウムが生成されます。

LSFOプロセスと同様に、試薬/製品のリサイクルストリームの一部を撤回して、商業副産物を生成することができます。 EADSシステムでは、離陸産物溶液は、乾燥と包装の前に硫酸アンモニウム生成物を濃縮するためのヒドロシクロンと遠心分離機で構成される固体回復システムに汲み上げられます。すべての液体（ヒドロシクロンオーバーフローと遠心性中心岩）は、スラリータンクに戻り、吸収性硫酸アンモニウムリサイクルストリームに再導入されます。

• EADSシステムは、より高いSO2除去効率（> 99％）を提供するため、石炭火力発電所は、より安価でより高い硫黄炭をより柔軟に融合させます。
• LSFOシステムは、除去されたSO2のトンごとに0.7トンのCO2を作成しますが、EADSプロセスではCO2は生成されません。
• 石灰と石灰岩は、SO2除去のためにアンモニアと比較して反応性が低いため、高い循環速度を達成するには、より高いプロセスの水消費量とポンプエネルギーが必要です。これにより、LSFOシステムの運用コストが高くなります。
• EADSシステムの資本コストは、LSFOシステムを構築するためのものに似ています。上記のように、EADSシステムには硫酸アンモニウム副産物処理および包装機器が必要ですが、LSFOに関連する試薬の調製施設は、粉砕、取り扱い、輸送には必要ありません。

EADSの最も特徴的な利点は、液体廃棄物と固体廃棄物の両方を排除することです。 EADSテクノロジーはゼロ液体分解プロセスです。つまり、廃水処理は必要ありません。固体硫酸アンモニウム副産物は容易に販売可能です。硫酸アンモニアは、世界で最も利用されている肥料および肥料成分であり、2030年まで世界的な市場の成長が予想されます。さらに、硫酸アンモニウムの製造には遠心分離機、乾燥機、コンベア、包装機器が必要です。これらのアイテムは非専用で商業的に利用可能です。経済および市場の状況に応じて、硫酸アンモニウム肥料は、アンモニアベースの煙道ガス脱硫のコストを相殺し、かなりの利益をもたらす可能性があります。

効率的なアンモニア脱硫プロセス回路図

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