Silicio karbido FGD antgalis desulfuravimui elektrinėje

Dūmtakių dujų desulfuravimo (FGD) absorbciniai purkštukai
Sieros oksidų, paprastai vadinamų SOx, pašalinimas iš išmetamųjų dujų naudojant šarminį reagentą, pavyzdžiui, drėgną kalkakmenio suspensiją.

Kai degimo procesuose naudojamas iškastinis kuras katilams, krosnims ar kitai įrangai maitinti, išmetamosiose dujose gali išsiskirti SO2 arba SO3. Šie sieros oksidai lengvai reaguoja su kitais elementais ir sudaro kenksmingus junginius, tokius kaip sieros rūgštis, kurie gali neigiamai paveikti žmonių sveikatą ir aplinką. Dėl šio galimo poveikio šio junginio kontrolė dūmų dujose yra esminė anglimi kūrenamų elektrinių ir kitų pramoninių įrenginių dalis.

Dėl erozijos, užsikimšimo ir nuosėdų kaupimosi problemų viena patikimiausių šių išmetamųjų teršalų kontrolės sistemų yra atvirojo bokšto šlapio dūmų dujų desulfuravimo (FGD) procesas, naudojant klintis, hidratuotas kalkes, jūros vandenį ar kitą šarminį tirpalą. Purškimo antgaliai gali efektyviai ir patikimai paskirstyti šias suspensijas į absorbcijos bokštus. Sukurdami vienodus tinkamo dydžio lašelių raštus, šie antgaliai gali efektyviai sukurti paviršiaus plotą, reikalingą tinkamai absorbcijai, tuo pačiu sumažinant šveitimo tirpalo patekimą į dūmų dujas.

FGD absorberio antgalio pasirinkimas:
Svarbūs veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti:

Šveitimo terpės tankis ir klampumas
Reikalingas lašelių dydis
Tinkamas lašelių dydis yra būtinas norint užtikrinti tinkamą absorbcijos greitį
Purkštuko medžiaga
Kadangi dūmų dujos dažnai yra ėsdinančios, o šveitimo skystis dažnai yra suspensija su dideliu kietųjų dalelių kiekiu ir abrazyvinėmis savybėmis, svarbu pasirinkti tinkamą korozijai ir dilimui atsparią medžiagą.
Atsparumas purkštukų užsikimšimui
Kadangi šveitimo skystis dažnai yra suspensija su dideliu kietųjų dalelių kiekiu, svarbu pasirinkti antgalį atsižvelgiant į atsparumą užsikimšimui.
Purkštuko purškimo schema ir išdėstymas
Siekiant užtikrinti tinkamą absorbciją, svarbu visiškai padengti dujų srautą be apvedimo ir pakankamai ilgai jį išlaikyti.
Purkštuko jungties dydis ir tipas
Reikalingi šveitimo skysčio srautai
Galimas slėgio kritimas (∆P) per antgalį
∆P = tiekiamas slėgis purkštuko įleidimo angoje – proceso slėgis už purkštuko ribų
Mūsų patyrę inžinieriai gali padėti nustatyti, kuris antgalis atitiks jūsų projekto detalių reikalavimus.
Įprasti FGD absorberio antgalių naudojimo būdai ir pramonės šakos:
Anglies ir kito iškastinio kuro elektrinės
Naftos perdirbimo gamyklos
Komunalinių atliekų deginimo įrenginiai
Cemento krosnys
Metalo lydyklos

SiC medžiagos duomenų lapas

Kalkių / klinčių trūkumai

Kaip parodyta 1 paveiksle, dūmų desulfuravimo sistemos, kuriose naudojamas kalkių/klinčių priverstinis oksidavimas (LSFO), apima tris pagrindines posistemes:

• Reagentų paruošimas, tvarkymas ir laikymas
• Absorbcinis indas
• Atliekų ir šalutinių produktų tvarkymas

Reagento paruošimas susideda iš susmulkinto kalkakmenio (CaCO3) transportavimo iš saugojimo siloso į maišomą tiekimo baką. Gautas kalkakmenio mišinys kartu su katilo dūmų dujomis ir oksiduojančiu oru pumpuojamas į absorberio indą. Purškimo antgaliai tiekia smulkius reagento lašelius, kurie teka priešpriešine srove įeinančioms dūmų dujoms. Dūmų dujose esantis SO2 reaguoja su kalciu turtingu reagentu ir sudaro kalcio sulfitą (CaSO3) ir CO2. Į absorberį įleidžiamas oras skatina CaSO3 oksidaciją į CaSO4 (dihidrato formą).

Pagrindinės LSFO reakcijos yra šios:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Oksiduotas skystis kaupiasi absorberio apačioje ir vėliau kartu su šviežiu reagentu yra grąžinamas į purškimo antgalių kolektorių. Dalis recirkuliuoto srauto ištraukiama į atliekų/šalutinių produktų tvarkymo sistemą, kurią paprastai sudaro hidrociklonai, būgniniai arba juostiniai filtrai ir maišomas nuotekų/skysčio rezervuaras. Nuotekos iš rezervuaro grąžinamos į kalkakmenio reagento tiekimo rezervuarą arba į hidrocikloną, kur perteklius pašalinamas kaip nuotekos.

Tipinė kalkių/klinčių priverstinio oksidavimo šlapiojo šveitimo proceso schema

Drėgnos LSFO sistemos paprastai gali pasiekti 95–97 proc. SO2 šalinimo efektyvumą. Tačiau pasiekti didesnį nei 97,5 proc. lygį, kad būtų įvykdyti išmetamųjų teršalų kontrolės reikalavimai, yra sunku, ypač gamyklose, kuriose naudojamos daug sieros turinčios anglys. Galima pridėti magnio katalizatorių arba kalkakmenį galima kalcinuoti į didesnio reaktyvumo kalkes (CaO), tačiau tokiems modifikavimams reikia papildomos gamyklos įrangos ir susijusių darbo bei energijos sąnaudų. Pavyzdžiui, kalcinavimui į kalkes reikia įrengti atskirą kalkių krosnį. Be to, kalkės lengvai nusėda, o tai padidina nuosėdų susidarymo skruberyje tikimybę.

Kalcinavimo kalkių krosnyje sąnaudas galima sumažinti tiesiogiai įpurškiant kalkakmenį į katilo krosnį. Taikant šį metodą, katile susidariusios kalkės su dūmų dujomis patenka į skruberį. Galimos problemos yra katilo užsiteršimas, šilumos perdavimo sutrikimai ir kalkių inaktyvacija dėl perdegimo katile. Be to, kalkės sumažina išsilydžiusių pelenų srauto temperatūrą anglimi kūrenamuose katiluose, todėl susidaro kietos nuosėdos, kurios kitaip nesusidarytų.

Skystos LSFO proceso atliekos paprastai nukreipiamos į stabilizavimo tvenkinius kartu su skystomis atliekomis iš kitų elektrinės vietų. Drėgnos FGD skystos nuotekos gali būti prisotintos sulfitų ir sulfatų junginių, o aplinkosaugos sumetimai paprastai riboja jų išleidimą į upes, upelius ar kitus vandens telkinius. Be to, nuotekų/skysčio recirkuliacija atgal į skruberį gali sukelti ištirpusių natrio, kalio, kalcio, magnio ar chloridų druskų kaupimąsi. Šios medžiagos galiausiai gali kristalizuotis, nebent būtų užtikrintas pakankamas nuotekų nusodinimas, kad ištirpusių druskų koncentracija būtų mažesnė nei prisotinimo. Papildoma problema yra lėtas atliekų kietųjų dalelių nusėdimo greitis, todėl reikia didelių, didelio tūrio stabilizavimo tvenkinių. Įprastomis sąlygomis nusodintas sluoksnis stabilizavimo tvenkinyje gali turėti 50 procentų ar daugiau skystosios fazės net ir po kelių mėnesių saugojimo.

Iš absorberio recirkuliacijos suspensijos išgautas kalcio sulfatas gali turėti daug nesureagavusio kalkakmenio ir kalcio sulfito pelenų. Šie teršalai gali neleisti kalcio sulfatui būti parduodamam kaip sintetiniam gipsui, naudojamam sienų plokščių, tinko ir cemento gamyboje. Nesureagavęs kalkakmenis yra vyraujanti priemaiša, randama sintetiniame gipse, taip pat ji yra dažna priemaiša natūraliame (iškastame) gipse. Nors pats kalkakmenis netrikdo sienų plokščių galutinių gaminių savybių, jo abrazyvinės savybės sukelia nusidėvėjimo problemų apdorojimo įrangai. Kalcio sulfitas yra nepageidaujama priemaiša bet kuriame gipse, nes jo smulkus dalelių dydis kelia nuospaudų ir kitų apdorojimo problemų, tokių kaip pyrago plovimas ir vandens pašalinimas.

Jei LSFO procese susidarančios kietosios medžiagos nėra komerciškai parduodamos kaip sintetinis gipsas, tai kelia didelę atliekų šalinimo problemą. 1000 MW katilui, kūrenamam 1 procento sieros anglį, gipso kiekis yra maždaug 550 tonų (trumpas) per dieną. Tame pačiame elektriniame, kūrenančiame 2 procentų sieros anglį, gipso gamyba padidėja iki maždaug 1100 tonų per dieną. Pridėjus apie 1000 tonų per dieną lakiųjų pelenų gamybai, bendras kietųjų atliekų kiekis padidėja iki maždaug 1550 tonų per dieną 1 procento sieros anglies atveju ir 2100 tonų per dieną 2 procentų sieros atveju.

EADS privalumai

Patikrinta LSFO šveitimo technologija, kurioje SO2 šalinimui naudojamas amoniakas pakeičia kalkakmenį. Kietojo reagento malimo, laikymo, tvarkymo ir transportavimo komponentai LSFO sistemoje pakeičiami paprastomis vandeninio arba bevandenio amoniako laikymo talpyklomis. 2 paveiksle parodyta JET Inc. pateiktos EADS sistemos srauto schema.

Amoniakas, dūmų dujos, oksiduojantis oras ir technologinis vanduo patenka į absorberį, kuriame yra keli purškimo antgalių lygiai. Antgaliai sukuria smulkius amoniako turinčio reagento lašelius, kad būtų užtikrintas glaudus reagento sąlytis su įeinančiomis dūmų dujomis pagal šias reakcijas:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH₄)₂SO₃ + ½O₂ → (NH₄)₂SO₄

Dūmtakių dujų sraute esantis SO2 reaguoja su amoniaku viršutinėje indo pusėje ir susidaro amonio sulfitas. Absorbcijos indo dugnas tarnauja kaip oksidacijos bakas, kuriame oras oksiduoja amonio sulfitą į amonio sulfatą. Gautas amonio sulfato tirpalas pumpuojamas atgal į purškimo antgalių kolektorių keliais absorberio lygiais. Prieš išvalytoms dūmtakių dujoms išeinant iš absorberio viršaus, jos praeina pro dulkių surinktuvą, kuris sujungia visus patekusius skysčio lašelius ir sulaiko smulkias daleles.

Amoniako reakcija su SO2 ir sulfito oksidacija į sulfatą pasiekia aukštą reagentų panaudojimo rodiklį. Kiekvienam sunaudotam svarui amoniako susidaro keturi svarai amonio sulfato.

Kaip ir LSFO procese, dalis reagento/produkto recirkuliacinio srauto gali būti ištraukta, kad būtų pagamintas komercinis šalutinis produktas. EADS sistemoje pašalinto produkto tirpalas pumpuojamas į kietųjų dalelių regeneravimo sistemą, kurią sudaro hidrociklonas ir centrifuga, kad būtų sukoncentruotas amonio sulfato produktas prieš džiovinimą ir pakavimą. Visi skysčiai (hidrociklono perpildymas ir centrifugos koncentratas) nukreipiami atgal į suspensijos baką, o po to vėl įleidžiami į absorberio amonio sulfato recirkuliacinį srautą.

• EADS sistemos užtikrina didesnį SO2 šalinimo efektyvumą (> 99 %), o tai suteikia anglimi kūrenamoms elektrinėms daugiau lankstumo maišyti pigesnes, didesnės sieros turinčias anglis.
• Nors LSFO sistemos sukuria 0,7 tonos CO2 kiekvienai pašalintai SO2 tonai, EADS procesas CO2 neišskiria.
• Kadangi kalkės ir klintis yra mažiau reaktyvūs, palyginti su amoniaku, šalinant SO2, norint pasiekti didelį cirkuliacijos greitį, reikia daugiau sunaudoti technologinio vandens ir siurbimo energijos. Dėl to padidėja LSFO sistemų eksploatavimo išlaidos.
• EADS sistemų kapitalo sąnaudos yra panašios į LSFO sistemos statybos sąnaudas. Kaip minėta pirmiau, nors EADS sistemai reikalinga amonio sulfato šalutinių produktų perdirbimo ir pakavimo įranga, malimui, tvarkymui ir transportavimui nereikia reagentų paruošimo įrenginių, susijusių su LSFO.

Ryškiausias EADS privalumas yra skystų ir kietų atliekų pašalinimas. EADS technologija yra nulinio skysčių išleidimo procesas, o tai reiškia, kad nereikia valyti nuotekų. Kietas amonio sulfato šalutinis produktas yra lengvai parduodamas; amonio sulfatas yra labiausiai naudojamos trąšos ir trąšų komponentas pasaulyje, o pasaulinės rinkos augimas tikimasi iki 2030 m. Be to, nors amonio sulfato gamybai reikalinga centrifuga, džiovintuvas, konvejeris ir pakavimo įranga, šie įrenginiai nėra patentuoti ir yra komerciškai prieinami. Priklausomai nuo ekonominių ir rinkos sąlygų, amonio sulfato trąšos gali kompensuoti amoniako pagrindu atliekamo dūmų dujų desulfuravimo išlaidas ir potencialiai duoti didelį pelną.

Efektyvaus amoniako desulfuravimo proceso schema

„Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd“ yra viena didžiausių silicio karbido keramikos naujų medžiagų sprendimų teikėjų Kinijoje. Techninė SiC keramika: Moh kietumas yra 9 (naujojo Moh kietumas – 13), pasižymi puikiu atsparumu erozijai ir korozijai, puikiu atsparumu dilimui ir antioksidaciniu poveikiu. SiC gaminio tarnavimo laikas yra 4–5 kartus ilgesnis nei 92 % aliuminio oksido medžiagos. RBSiC MOR yra 5–7 kartus ilgesnis nei SNBSC, todėl jį galima naudoti sudėtingesnėms formoms. Kainos nustatymo procesas yra greitas, pristatymas atitinka pažadėtą ​​tvarką, o kokybė neprilygstama. Mes visada atkakliai siekiame savo tikslų ir atiduojame savo širdį visuomenei.