სილიციუმის კარბიდის FGD საქშენი გოგირდის შემცველობისგან ელექტროსადგურში

ნამწვი აირის გოგირდის მოცილების (FGD) შთამნთქმელი საქშენები
გოგირდის ოქსიდების, რომელსაც ჩვეულებრივ SOx-ს უწოდებენ, მოცილება გამონაბოლქვი აირებისგან ტუტე რეაგენტის, მაგალითად, სველი კირქვის ნალექის გამოყენებით.

როდესაც წიაღისეული საწვავი გამოიყენება წვის პროცესებში ქვაბების, ღუმელების ან სხვა აღჭურვილობის გასაშვებად, მათ აქვთ პოტენციალი, გამონაბოლქვი აირის ნაწილად გამოყონ SO2 ან SO3. ეს გოგირდის ოქსიდები ადვილად რეაგირებენ სხვა ელემენტებთან და წარმოქმნიან მავნე ნაერთს, როგორიცაა გოგირდმჟავა, და აქვთ პოტენციალი, უარყოფითად იმოქმედონ ადამიანის ჯანმრთელობასა და გარემოზე. ამ პოტენციური ეფექტების გამო, ამ ნაერთის კონტროლი ნახშირის აირებში ქვანახშირის ელექტროსადგურებისა და სხვა სამრეწველო დანიშნულებით მუშაობის აუცილებელი ნაწილია.

ეროზიის, ბლოკირებისა და დაგროვების პრობლემების გამო, ამ ემისიების კონტროლის ერთ-ერთი ყველაზე საიმედო სისტემაა ღია კოშკის სველი საკვამურის აირების გოგირდის დესუფურიზაციის (FGD) პროცესი, რომელიც იყენებს კირქვას, ჰიდრატირებულ კირს, ზღვის წყალს ან სხვა ტუტე ხსნარს. შესასხურებელ საქშენებს შეუძლიათ ეფექტურად და საიმედოდ გაანაწილონ ეს სუსპენზიები შთამნთქმელ კოშკებში. შესაბამისი ზომის წვეთების ერთგვაროვანი ნიმუშების შექმნით, ეს საქშენები ეფექტურად ქმნიან სათანადო შთანთქმისთვის საჭირო ზედაპირს, ამავდროულად მინიმუმამდე ამცირებენ საწმენდი ხსნარის საკვამურ აირში შეღწევას.

FGD შთამნთქმელი საქშენის შერჩევა:
გასათვალისწინებელი მნიშვნელოვანი ფაქტორები:

გამწმენდი მედიის სიმკვრივე და სიბლანტე
საჭირო წვეთის ზომა
სწორი წვეთის ზომა აუცილებელია სათანადო შეწოვის სიჩქარის უზრუნველსაყოფად
საქშენის მასალა
რადგან კვამლის აირი ხშირად კოროზიულია, ხოლო საწმენდი სითხე ხშირად წარმოადგენს მაღალი მყარი ნივთიერებების შემცველობისა და აბრაზიული თვისებების მქონე ნალექს, მნიშვნელოვანია შესაბამისი კოროზიისა და ცვეთამედეგი მასალის შერჩევა.
საქშენის გაჭედვის წინააღმდეგობა
რადგან საწმენდი სითხე ხშირად წარმოადგენს მაღალი მყარი ნივთიერებების შემცველობის ნალექს, მნიშვნელოვანია საქშენის შერჩევა გაჭედვისადმი მდგრადობის გათვალისწინებით.
საქშენის შესხურების სქემა და განლაგება
სათანადო შეწოვის უზრუნველსაყოფად მნიშვნელოვანია გაზის ნაკადის სრული დაფარვა გვერდის ავლით და საკმარისი დაყოვნების დრო.
საქშენის შეერთების ზომა და ტიპი
საჭირო საწმენდი სითხის ნაკადის სიჩქარე
ხელმისაწვდომი წნევის ვარდნა (ΔP) საქშენის გასწვრივ
∆P = მიწოდების წნევა საქშენის შესასვლელთან – პროცესის წნევა საქშენის გარეთ
ჩვენი გამოცდილი ინჟინრები დაგეხმარებიან განსაზღვროთ, თუ რომელი საქშენი იმუშავებს თქვენი დიზაინის დეტალების შესაბამისად.
FGD შთამნთქმელი საქშენების საერთო გამოყენება და ინდუსტრიები:
ქვანახშირისა და სხვა წიაღისეული საწვავის ელექტროსადგურები
ნავთობგადამამუშავებელი ქარხნები
მუნიციპალური ნარჩენების ინსინერატორები
ცემენტის ღუმელები
ლითონის დნობის ქარხნები

SiC მასალის მონაცემთა ფურცელი

კირის/კირქვის ნაკლოვანებები

როგორც ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში, კირის/კირქვის იძულებითი დაჟანგვის (LSFO) გამოყენებით FGD სისტემები მოიცავს სამ ძირითად ქვესისტემას:

• რეაგენტის მომზადება, დამუშავება და შენახვა
• შთამნთქმელი ჭურჭელი
• ნარჩენებისა და სუბპროდუქტების დამუშავება

რეაგენტის მომზადება გულისხმობს დაქუცმაცებული კირქვის (CaCO3) შესანახი სილოსიდან შერეულ მკვებავ ავზში გადატანას. შედეგად მიღებული კირქვის ნალექი ქვაბის კვამლის აირთან და დამჟანგავ ჰაერთან ერთად შთამნთქმელ ჭურჭელში იტუმბება. შესასხურებელი საქშენები რეაგენტის წვრილ წვეთებს აწვდიან, რომლებიც შემდეგ შემომავალი კვამლის აირის საწინააღმდეგო მიმართულებით მიედინება. კვამლის აირში არსებული SO2 რეაგირებს კალციუმით მდიდარ რეაგენტთან კალციუმის სულფიტის (CaSO3) და CO2-ის წარმოქმნით. შთამნთქმელში შეყვანილი ჰაერი ხელს უწყობს CaSO3-ის დაჟანგვას CaSO4-მდე (დიჰიდრატის ფორმა).

LSFO-ს ძირითადი რეაქციებია:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

დაჟანგული ნალექი გროვდება შთამნთქმელის ძირში და შემდგომში ახალ რეაგენტთან ერთად ხელახლა გადამუშავდება შესასხურებელი საქშენების კოლექტორებში. გადამუშავებული ნაკადის ნაწილი გადადის ნარჩენების/თანაპროდუქტების დამუშავების სისტემაში, რომელიც, როგორც წესი, შედგება ჰიდროციკლონებისგან, ბარაბნის ან ქამრის ფილტრებისა და შერყეული ჩამდინარე წყლების/სპირტის შემნახველი ავზისგან. შემნახველი ავზიდან ჩამდინარე წყლები ხელახლა გადამუშავდება კირქვის რეაგენტის მიმწოდებელ ავზში ან ჰიდროციკლონში, სადაც გადმოდინებული წყალი იხსნება ჩამდინარე წყლების სახით.

კირის/კირქვის ფორსირებული ოქსიდატინის სველი გაწმენდის პროცესის ტიპიური სქემა

სველი LSFO სისტემებით, როგორც წესი, შესაძლებელია SO2-ის მოცილების 95-97 პროცენტიანი ეფექტურობის მიღწევა. თუმცა, ემისიების კონტროლის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად 97.5 პროცენტზე მეტი დონის მიღწევა რთულია, განსაკუთრებით გოგირდის მაღალი შემცველობის ნახშირის გამოყენებით მომუშავე ქარხნებისთვის. შესაძლებელია მაგნიუმის კატალიზატორების დამატება ან კირქვის გამოწვა უფრო რეაქტიულობის კირად (CaO) მიღება, თუმცა ასეთი მოდიფიკაციები მოითხოვს დამატებით ქარხნულ აღჭურვილობას და მასთან დაკავშირებულ შრომისა და ენერგიის ხარჯებს. მაგალითად, კირად გამოწვა მოითხოვს ცალკე კირის ღუმელის დამონტაჟებას. ასევე, კირი ადვილად ილექება და ეს ზრდის სკრაბერში ნალექის წარმოქმნის პოტენციალს.

კირის ღუმელში გამოწვავის ღირებულების შემცირება შესაძლებელია ქვაბის ღუმელში კირქვის პირდაპირი შეყვანით. ამ მიდგომისას, ქვაბში წარმოქმნილი კირი ნამწვი აირის მეშვეობით სკრაბერში გადადის. შესაძლო პრობლემებს შორისაა ქვაბის დაბინძურება, სითბოს გადაცემის ხელის შეშლა და კირის ინაქტივაცია ქვაბში ზედმეტი წვის გამო. გარდა ამისა, კირი ამცირებს გამდნარი ნაცრის ნაკადის ტემპერატურას ნახშირზე მომუშავე ქვაბებში, რაც იწვევს მყარი ნალექების წარმოქმნას, რომლებიც სხვა შემთხვევაში არ წარმოიქმნება.

LSFO პროცესიდან მიღებული თხევადი ნარჩენები, როგორც წესი, ელექტროსადგურის სხვა ნაწილებიდან მომდინარე თხევად ნარჩენებთან ერთად სტაბილიზაციის აუზებში იგზავნება. სველი FGD თხევადი ჩამდინარე წყლები შეიძლება გაჯერებული იყოს სულფიტისა და სულფატის ნაერთებით და გარემოსდაცვითი მოსაზრებები, როგორც წესი, ზღუდავს მის გამოყოფას მდინარეებში, ნაკადულებში ან სხვა წყლის ნაკადებში. ასევე, ჩამდინარე წყლების/სითხის სკრაბერში დაბრუნებამ შეიძლება გამოიწვიოს გახსნილი ნატრიუმის, კალიუმის, კალციუმის, მაგნიუმის ან ქლორიდის მარილების დაგროვება. ეს სახეობები საბოლოოდ შეიძლება კრისტალიზებული იყოს, თუ არ მოხდება საკმარისი გამონადენი, რათა გახსნილი მარილების კონცენტრაცია გაჯერების დონეს ქვემოთ შენარჩუნდეს. დამატებითი პრობლემაა ნარჩენების მყარი ნივთიერებების ნელი დალექვის სიჩქარე, რაც იწვევს დიდი, მაღალი მოცულობის სტაბილიზაციის აუზების საჭიროებას. ტიპურ პირობებში, სტაბილიზაციის აუზში დალექილი ფენა შეიძლება შეიცავდეს 50 პროცენტს ან მეტ თხევად ფაზას, რამდენიმე თვის შენახვის შემდეგაც კი.

შთამნთქმელი გადამუშავებული ნალექიდან ამოღებული კალციუმის სულფატი შეიძლება შეიცავდეს რეაქციაში არმყოფ კირქვას და კალციუმის სულფიტის ნაცარს. ამ დამაბინძურებლებს შეუძლიათ ხელი შეუშალონ კალციუმის სულფატის გაყიდვას სინთეზური თაბაშირის სახით, რომელიც გამოიყენება კედლის ფილებში, თაბაშირში და ცემენტის წარმოებაში. რეაქციაში არმყოფი კირქვა არის სინთეზურ თაბაშირში არსებული დომინანტური მინარევი და ის ასევე გავრცელებული მინარევია ბუნებრივ (მოპოვებულ) თაბაშირში. მიუხედავად იმისა, რომ კირქვა თავად არ ერევა კედლის ფილებში საბოლოო პროდუქტების თვისებებს, მისი აბრაზიული თვისებები ქმნის ცვეთის პრობლემებს გადამამუშავებელი აღჭურვილობისთვის. კალციუმის სულფიტი არის არასასურველი მინარევი ნებისმიერ თაბაშირში, რადგან მისი წვრილი ნაწილაკების ზომა იწვევს აქერცვლის პრობლემებს და სხვა დამუშავების პრობლემებს, როგორიცაა ნამცხვრის გარეცხვა და წყლის გამოშრობა.

თუ LSFO პროცესში წარმოქმნილი მყარი ნივთიერებები კომერციულად არ იყიდება სინთეზური თაბაშირის სახით, ეს ნარჩენების განადგურების მნიშვნელოვან პრობლემას ქმნის. 1000 მეგავატიანი ქვაბისთვის, რომელიც 1 პროცენტიან გოგირდოვან ნახშირს იყენებს, თაბაშირის რაოდენობა დაახლოებით 550 ტონაა (დეფიციტური) დღეში. იგივე ქარხნისთვის, რომელიც 2 პროცენტიან გოგირდოვან ნახშირს იყენებს, თაბაშირის წარმოება დაახლოებით 1100 ტონამდე იზრდება დღეში. ფერფლის წარმოებისთვის დაახლოებით 1000 ტონის დამატებით, მყარი ნარჩენების საერთო რაოდენობა 1 პროცენტიანი გოგირდოვანი ნახშირის შემთხვევაში დაახლოებით 1550 ტონამდე, ხოლო 2 პროცენტიანი გოგირდოვანი ნახშირის შემთხვევაში - 2100 ტონამდე დღეში.

EADS-ის უპირატესობები

LSFO-ს წმენდის დადასტურებული ტექნოლოგიური ალტერნატივა კირქვას SO2-ის მოსაშორებლად რეაგენტად ამიაკით ცვლის. LSFO სისტემაში მყარი რეაგენტის დაფქვის, შენახვის, დამუშავებისა და ტრანსპორტირების კომპონენტები ჩანაცვლებულია წყლიანი ან უწყლო ამიაკისთვის განკუთვნილი მარტივი შესანახი ავზებით. სურათი 2 გვიჩვენებს JET Inc.-ის მიერ მოწოდებული EADS სისტემის ნაკადის სქემას.

ამიაკი, კვამლის აირი, დამჟანგავი ჰაერი და ტექნოლოგიური წყალი შედის შთამნთქმელში, რომელიც შეიცავს შესასხურებელი საქშენების რამდენიმე დონეს. საქშენები წარმოქმნიან ამიაკის შემცველი რეაგენტის წვრილ წვეთებს, რათა უზრუნველყონ რეაგენტის მჭიდრო კონტაქტი შემომავალ კვამლის აირთან შემდეგი რეაქციების შესაბამისად:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

ნამწვი აირის ნაკადში არსებული SO2 რეაგირებს ამიაკთან ჭურჭლის ზედა ნახევარში ამონიუმის სულფიტის წარმოსაქმნელად. შთამნთქმელი ჭურჭლის ფსკერი ემსახურება დაჟანგვის ავზს, სადაც ჰაერი ამონიუმის სულფიტს ამონიუმის სულფატად ჟანგავს. შედეგად მიღებული ამონიუმის სულფატის ხსნარი შთამნთქმელში რამდენიმე დონეზე ბრუნდება შესასხურებელი საქშენების კოლექტორებში. შთამნთქმელის ზედა ნაწილიდან გაწმენდილი ნამწვი აირის გამოსვლამდე, ის გადის დემისტერში, რომელიც აერთიანებს ნებისმიერ შეკავებულ სითხის წვეთებს და იჭერს წვრილ ნაწილაკებს.

ამიაკის რეაქცია SO2-თან და სულფიტის სულფატად დაჟანგვა რეაგენტის მაღალ გამოყენების მაჩვენებელს აღწევს. მოხმარებული ამიაკის ყოველ ფუნტზე ოთხი ფუნტი ამონიუმის სულფატი წარმოიქმნება.

LSFO პროცესის მსგავსად, რეაგენტის/პროდუქტის გადამუშავების ნაკადის ნაწილის ამოღება შესაძლებელია კომერციული თანმდევი პროდუქტის წარმოსაქმნელად. EADS სისტემაში, აღებული პროდუქტის ხსნარი იტუმბება მყარი ნივთიერებების აღდგენის სისტემაში, რომელიც შედგება ჰიდროციკლონისა და ცენტრიფუგისგან, რათა ამონიუმის სულფატის პროდუქტი კონცენტრირებული იყოს გაშრობამდე და შეფუთვამდე. ყველა სითხე (ჰიდროციკლონის გადმოდინება და ცენტრიფუგის ცენტრი) იგზავნება უკან სუსპენზიის ავზში და შემდეგ ხელახლა შეჰყავთ შთამნთქმელი ამონიუმის სულფატის გადამუშავების ნაკადში.

• EADS სისტემები უზრუნველყოფენ SO2-ის მოცილების უფრო მაღალ ეფექტურობას (>99%), რაც ნახშირზე მომუშავე ელექტროსადგურებს უფრო მეტ მოქნილობას აძლევს უფრო იაფი, გოგირდის მაღალი შემცველობის ნახშირების შესარევად.
• მიუხედავად იმისა, რომ LSFO სისტემები ამოღებული SO2-ის ყოველ ტონაზე 0.7 ტონა CO2-ს წარმოქმნიან, EADS პროცესი CO2-ს არ წარმოქმნის.
• რადგან SO2-ის მოსაშორებლად კირი და კირქვა ნაკლებად რეაქტიულია ამიაკთან შედარებით, მაღალი ცირკულაციის სიჩქარის მისაღწევად საჭიროა უფრო მაღალი ტექნოლოგიური წყლის მოხმარება და ტუმბოს ენერგია. ეს იწვევს LSFO სისტემების უფრო მაღალ საოპერაციო ხარჯებს.
• EADS სისტემების კაპიტალური ხარჯები LSFO სისტემის აგების კაპიტალური ხარჯების მსგავსია. როგორც ზემოთ აღინიშნა, მიუხედავად იმისა, რომ EADS სისტემას სჭირდება ამონიუმის სულფატის სუბპროდუქტების დამუშავებისა და შეფუთვის აღჭურვილობა, LSFO-სთან დაკავშირებული რეაგენტების მომზადების საშუალებები არ არის საჭირო დაფქვის, დამუშავებისა და ტრანსპორტირებისთვის.

EADS-ის ყველაზე გამორჩეული უპირატესობა როგორც თხევადი, ასევე მყარი ნარჩენების აღმოფხვრაა. EADS ტექნოლოგია არის ნულოვანი სითხის გამოყოფის პროცესი, რაც ნიშნავს, რომ ჩამდინარე წყლების დამუშავება არ არის საჭირო. მყარი ამონიუმის სულფატის ქვეპროდუქტი ადვილად იყიდება ბაზარზე; ამიაკის სულფატი მსოფლიოში ყველაზე ხშირად გამოყენებული სასუქი და სასუქის კომპონენტია, რომლის მსოფლიო ბაზრის ზრდა 2030 წლამდეა მოსალოდნელი. გარდა ამისა, მიუხედავად იმისა, რომ ამონიუმის სულფატის წარმოებას სჭირდება ცენტრიფუგა, საშრობი, კონვეიერი და შესაფუთი მოწყობილობა, ეს ნივთები არასაკუთრებაა და კომერციულად ხელმისაწვდომია. ეკონომიკური და საბაზრო პირობებიდან გამომდინარე, ამონიუმის სულფატის სასუქს შეუძლია კომპენსირება გაუწიოს ამიაკზე დაფუძნებული ნამწვი აირის გოგირდისგან განთავისუფლების ხარჯებს და პოტენციურად უზრუნველყოს მნიშვნელოვანი მოგება.

ამიაკის გოგირდის ეფექტური მოცილების პროცესის სქემა

„შანდონგ ჟონგპენგის სპეციალური კერამიკის კომპანია“ ჩინეთში სილიციუმის კარბიდის კერამიკის ახალი მასალების ერთ-ერთი უდიდესი მწარმოებელია. SiC ტექნიკური კერამიკა: მოჰის სიმტკიცეა 9 (ახალი მოჰის სიმტკიცეა 13), ეროზიისა და კოროზიისადმი შესანიშნავი მდგრადობით, შესანიშნავი ცვეთა-მდგრადობით და ანტიოქსიდანტური თვისებებით. SiC პროდუქტის მომსახურების ვადა 4-5-ჯერ აღემატება 92%-იანი ალუმინის მასალის ხანგრძლივობას. RBSiC-ის MOR 5-7-ჯერ აღემატება SNBSC-ის MOR-ს, მისი გამოყენება შესაძლებელია უფრო რთული ფორმებისთვის. ფასების შეთავაზების პროცესი სწრაფია, მიწოდება დაპირებისამებრ და ხარისხი შეუდარებელია. ჩვენ ყოველთვის ვცდილობთ მივაღწიოთ ჩვენს მიზნებს და გულს ვუბრუნებთ საზოგადოებას.