발전소에서 석탄을 연소시키면 바닥재와 비산재 같은 고형 폐기물과 대기로 배출되는 배기가스가 발생합니다. 많은 발전소에서는 배기가스 탈황(FGD) 시스템을 사용하여 배기가스에서 SOx를 제거해야 합니다. 미국에서 주로 사용되는 FGD 기술은 습식 스크러버(설치의 85%), 건식 스크러버(12%), 건식 흡착제 주입(3%)의 세 가지입니다. 습식 스크러버는 일반적으로 SOx를 90% 이상 제거하는 반면, 건식 스크러버는 80%를 제거합니다. 본 논문에서는 습식 스크러버에서 발생하는 폐수 처리를 위한 최첨단 기술을 소개합니다.FGD 시스템.
습식 FGD 기본 사항
습식 탈황(FGD) 기술은 슬러리 반응기 부분과 고형물 탈수 부분을 공통적으로 가지고 있습니다. 반응기 부분에는 충전탑, 트레이탑, 벤투리 스크러버, 분무 스크러버 등 다양한 종류의 흡수기가 사용됩니다. 흡수기는 석회, 수산화나트륨 또는 석회석으로 이루어진 알칼리성 슬러리를 이용하여 산성 가스를 중화합니다. 여러 가지 경제적인 이유로 최근 개발된 스크러버들은 석회석 슬러리를 사용하는 경향이 있습니다.
석회석이 흡수탑의 환원 조건에서 SOx와 반응하면 SO₂(SOx의 주요 성분)가 아황산염으로 전환되고 아황산칼슘이 풍부한 슬러리가 생성됩니다. 초기 FGD 시스템(자연 산화 또는 억제 산화 시스템이라고 함)은 아황산칼슘 부산물을 생성했습니다. 최신 FGD 시스템은...FGD 시스템산화 반응기를 사용하여 아황산칼슘 슬러리를 황산칼슘(석고)으로 전환합니다. 이러한 시스템을 석회석 강제 산화(LSFO) FGD 시스템이라고 합니다.
일반적인 최신 LSFO FGD 시스템은 하단에 산화 반응기가 통합된 분무탑 흡수기(그림 1) 또는 제트 버블러 시스템을 사용합니다. 두 시스템 모두에서 가스는 무산소 조건에서 석회석 슬러리에 흡수됩니다. 그런 다음 슬러리는 호기성 반응기 또는 반응 구역으로 이동하여 아황산염이 황산염으로 전환되고 석고가 침전됩니다. 산화 반응기에서의 수력 체류 시간은 약 20분입니다.
1. 분무식 석회석 강제 산화(LSFO) 탈황 시스템. LSFO 스크러버에서 슬러리는 반응기로 이동하며, 여기서 공기가 첨가되어 아황산염이 황산염으로 강제 산화됩니다. 이 산화 과정에서 아셀렌산염이 셀렌산염으로 변환되어 후속 처리에 어려움을 초래하는 것으로 보입니다. 출처: CH2M HILL
이러한 시스템은 일반적으로 14%~18%의 부유 고형물로 작동합니다. 부유 고형물은 미세 및 조립 석고 고형물, 비산재, 그리고 석회석과 함께 투입된 불활성 물질로 구성됩니다. 고형물 함량이 상한선에 도달하면 슬러리를 배출합니다. 대부분의 LSFO FGD 시스템은 기계적 고형물 분리 및 탈수 시스템을 사용하여 석고 및 기타 고형물을 배출수에서 분리합니다(그림 2).
2. FGD 퍼지 석고 탈수 시스템. 일반적인 석고 탈수 시스템에서 퍼지 과정 중 발생하는 입자는 조립자와 미립자로 분류됩니다. 미립자는 하이드로클론에서 나오는 오버플로우에서 분리되어, 대부분 큰 석고 결정(판매용)으로 구성된 언더플로우가 생성됩니다. 이 언더플로우는 진공 벨트 탈수 시스템을 이용하여 낮은 수분 함량으로 탈수할 수 있습니다. 출처: CH2M HILL
일부 FGD 시스템은 고형물 분류 및 탈수를 위해 중력 농축기 또는 침전조를 사용하고, 일부는 원심분리기 또는 회전식 진공 드럼 탈수 시스템을 사용하지만, 대부분의 최신 시스템은 하이드로클론과 진공 벨트를 사용합니다. 탈수 시스템에서 고형물 제거율을 높이기 위해 두 개의 하이드로클론을 직렬로 연결하는 경우도 있습니다. 하이드로클론에서 넘치는 물의 일부는 폐수 유량을 줄이기 위해 FGD 시스템으로 되돌려 보낼 수 있습니다.
탈황 설비 슬러리에 염화물이 축적될 경우에도 퍼징이 시작될 수 있으며, 이는 탈황 설비 시스템 구성 자재의 내식성 한계로 인해 필요하게 됩니다.
FGD 폐수의 특성
탈황 폐수의 조성은 석탄 및 석회석의 구성, 스크러버의 종류, 사용되는 석고 탈수 시스템 등 여러 변수에 의해 영향을 받습니다. 석탄은 염화물, 불화물, 황산염과 같은 산성 가스뿐만 아니라 비소, 수은, 셀레늄, 붕소, 카드뮴, 아연 등의 휘발성 금속을 배출합니다. 석회석은 (점토 광물에서 유래한) 철과 알루미늄을 탈황 폐수에 함유시킵니다. 석회석은 일반적으로 습식 볼 밀에서 분쇄되는데, 볼의 침식 및 부식으로 인해 석회석 슬러리에 철이 추가됩니다. 점토는 불활성 미세 입자를 배출하는 경향이 있으며, 이는 폐수가 스크러버에서 배출되는 이유 중 하나입니다.
보낸 사람: Thomas E. Higgins 박사, PE; A. Thomas Sandy, PE; 및 Silas W. Givens, PE.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
게시 시간: 2018년 8월 4일