발전 시설에서 석탄을 연소하면 바닥 및 비산회와 같은 고형 폐기물과 대기로 배출되는 배가스가 생성됩니다. 많은 공장에서는 연도가스 탈황(FGD) 시스템을 사용하여 연도가스에서 SOx 배출을 제거해야 합니다. 미국에서 사용되는 세 가지 주요 FGD 기술은 습식 세정(시설의 85%), 건식 세정(12%), 건식 흡착제 주입(3%)입니다. 습식 세정기는 일반적으로 80%를 제거하는 건식 세정기에 비해 SOx를 90% 이상 제거합니다. 이 기사에서는 습식으로 발생하는 폐수를 처리하는 최첨단 기술을 소개합니다.FGD 시스템.
습식 FGD 기본 사항
습식 FGD 기술은 일반적으로 슬러리 반응기 섹션과 고형물 탈수 섹션을 가지고 있습니다. 반응기 섹션의 포장 및 트레이 타워, 벤투리 스크러버, 스프레이 스크러버를 포함하여 다양한 유형의 흡수 장치가 사용되었습니다. 흡수제는 석회, 수산화나트륨 또는 석회석의 알칼리성 슬러리를 사용하여 산성 가스를 중화합니다. 여러 가지 경제적인 이유로 최신 스크러버에서는 석회석 슬러리를 사용하는 경향이 있습니다.
흡수체의 환원조건에서 석회석이 SOx와 반응하면 SO2(SOx의 주성분)가 아황산염으로 전환되어 아황산칼슘이 풍부한 슬러리가 생성됩니다. 이전의 FGD 시스템(자연 산화 또는 억제된 산화 시스템으로 지칭됨)은 아황산칼슘 부산물을 생성했습니다. 최신FGD 시스템아황산칼슘 슬러리가 황산칼슘(석고)으로 전환되는 산화 반응기를 사용하고; 이는 석회석 강제 산화(LSFO) FGD 시스템이라고 합니다.
일반적인 최신 LSFO FGD 시스템은 베이스에 일체형 산화 반응기가 있는 스프레이 타워 흡수 장치(그림 1) 또는 제트 버블러 시스템을 사용합니다. 각각의 가스는 무산소 조건에서 석회석 슬러리에 흡수됩니다. 그런 다음 슬러리는 호기성 반응기 또는 반응 구역으로 이동하여 아황산염이 황산염으로 전환되고 석고가 침전됩니다. 산화 반응기의 수압 체류 시간은 약 20분입니다.
1. 스프레이 컬럼 석회석 강제 산화(LSFO) FGD 시스템. LSFO 세정기에서 슬러리는 반응기로 전달되며, 여기에 공기가 추가되어 아황산염을 황산염으로 강제 산화시킵니다. 이러한 산화는 셀레나이트를 셀렌산염으로 전환시켜 나중에 처리에 어려움을 초래하는 것으로 보입니다. 출처 : CH2M HILL
이러한 시스템은 일반적으로 14%~18%의 부유 물질을 사용하여 작동합니다. 부유 고형물은 미세하고 거친 석고 고형물, 비산회, 석회석과 함께 유입된 불활성 물질로 구성됩니다. 고형물이 상한에 도달하면 슬러리가 퍼지됩니다. 대부분의 LSFO FGD 시스템은 기계적 고형물 분리 및 탈수 시스템을 사용하여 퍼지수에서 석고와 기타 고형물을 분리합니다(그림 2).
2. FGD 퍼지 석고 탈수 시스템. 전형적인 석고 탈수 시스템에서 퍼지의 입자는 거친 부분과 미세한 부분으로 분류되거나 분리됩니다. 미세한 입자는 하이드로클론의 오버플로에서 분리되어 진공 벨트 탈수 시스템을 통해 낮은 수분 함량으로 탈수될 수 있는 대형 석고 결정(판매용)으로 대부분 구성된 언더플로우를 생성합니다. 출처 : CH2M HILL
일부 FGD 시스템은 고형물 분류 및 탈수를 위해 중력 농축기 또는 침전지를 사용하고 일부는 원심 분리기 또는 회전식 진공 드럼 탈수 시스템을 사용하지만 대부분의 새로운 시스템은 하이드로클론 및 진공 벨트를 사용합니다. 일부는 탈수 시스템에서 고형물 제거를 증가시키기 위해 두 개의 하이드로클론을 직렬로 사용할 수 있습니다. 하이드로클론 오버플로의 일부는 폐수 흐름을 줄이기 위해 FGD 시스템으로 반환될 수 있습니다.
퍼지는 FGD 시스템 구성 재료의 내식성에 의해 부과된 한계로 인해 FGD 슬러리에 염화물이 축적된 경우에도 시작될 수 있습니다.
FGD 폐수 특성
석탄 및 석회석 구성, 세정기 유형, 사용된 석고 탈수 시스템 등 많은 변수가 FGD 폐수 구성에 영향을 미칩니다. 석탄은 비소, 수은, 셀레늄, 붕소, 카드뮴, 아연 등의 휘발성 금속뿐만 아니라 염화물, 불화물, 황산염과 같은 산성 가스를 생성합니다. 석회석은 FGD 폐수에 철과 알루미늄(점토 광물에서 유래)을 제공합니다. 석회석은 일반적으로 습식 볼밀에서 분쇄되며, 볼의 침식과 부식으로 인해 석회석 슬러리에 철이 생성됩니다. 점토는 불활성 미세분을 생성하는 경향이 있는데, 이는 폐수가 세정기에서 퍼지되는 이유 중 하나입니다.
보낸 사람: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. 토마스 샌디, PE; 및 실라스 W. 기븐스(PE).
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게시 시간: 2018년 8월 4일