Silīcija karbīda FGD sprausla desulfurizācijai spēkstacijā

Dūmgāzes desulfurizācijas (FGD) absorbētās sprauslas
Sēra oksīdu noņemšana, ko parasti dēvē par SOX, no izplūdes gāzēm, izmantojot sārmu reaģentu, piemēram, mitru kaļķakmens vircu.

Kad sadegšanas procesos tiek izmantots fosilais kurināmais, lai darbinātu katlu, krāsnu vai citu aprīkojumu, tām ir potenciāls atbrīvot SO2 vai SO3 kā daļu no izplūdes gāzes. Šie sēra oksīdi viegli reaģē ar citiem elementiem, veidojot kaitīgu savienojumu, piemēram, sērskābi, un tiem ir potenciāls negatīvi ietekmēt cilvēku veselību un vidi. Šo iespējamo efektu dēļ šī savienojuma kontrole dūmgāzēs ir būtiska ogļu kurināmo elektrostaciju un citu rūpniecisko pielietojumu sastāvdaļa.

Erozijas, aizbāžu un uzkrāšanas problēmu dēļ viena no visdrošākajām sistēmām, kas kontrolē šo emisiju, ir atvērta torņa mitrā dūmgāzu desulfurizācijas (FGD) process, izmantojot kaļķakmeni, hidratētu kaļķi, jūras ūdeni vai citu sārmainu šķīdumu. Smidzināšanas sprauslas spēj efektīvi un ticami sadalīt šīs vircas absorbcijas torņos. Izveidojot vienveidīgus pareiza izmēra pilienu modeļus, šīs sprauslas spēj efektīvi izveidot virsmas laukumu, kas nepieciešams pareizai absorbcijai, vienlaikus samazinot tīrīšanas šķīduma ievadīšanu dūmgāzē.

FGD absorbētāja sprauslas izvēle:
Svarīgi faktori, kas jāņem vērā:

Mediju blīvuma un viskozitātes tīrīšana
Nepieciešamais piliena lielums
Lai nodrošinātu pareizu absorbcijas ātrumu, ir svarīgi pareizais piliena lielums
Sprauslas materiāls
Tā kā dūmvada gāze bieži ir kodīga un šķidruma šķidrums bieži ir virca ar augstu cietvielu saturu un abrazīvām īpašībām, atbilstoša korozijas un nodiluma materiāla izvēle ir svarīga
Sprauslas aizsērēšanas pretestība
Tā kā tīrīšanas šķidrums bieži ir virca ar augstu cietvielu saturu, svarīga ir sprauslas atlase attiecībā uz aizsērēšanas pretestību
Sprauslas smidzināšanas shēma un izvietojums
Lai nodrošinātu pareizu absorbciju, ir svarīgi pilnīgs gāzes plūsmas pārklājums bez apvedceļa un pietiekams uzturēšanās laiks
Sprauslas savienojuma lielums un tips
Nepieciešamie šķidruma plūsmas ātrumi
Pieejamais spiediena kritums (∆P) visā sprauslā
∆P = piegādes spiediens sprauslas ieplūdes vietā - procesa spiediens ārpus sprauslas
Mūsu pieredzējušie inženieri var palīdzēt noteikt, kura sprausla darbosies pēc nepieciešamības ar jūsu dizaina informāciju
Parastais FGD absorbētāja sprauslu lietojums un nozares:
Ogles un citas fosilā kurināmā elektrostacijas
Naftas pārstrādes rūpnīcas
Pašvaldības atkritumu sadedzināšanas krāsnis
Cementa krāsns
Metāla kausēšanas

Sic materiālu datu lapa

Trūkumi ar kaļķi/kaļķakmeni

Kā parādīts 1. attēlā, FGD sistēmās, kurās izmanto kaļķu/kaļķakmens piespiedu oksidāciju (LSFO), ietilpst trīs galvenās apakšsistēmas:

• Reaģenta sagatavošana, apstrāde un uzglabāšana
• Absorbētais trauks
• Atkritumu un blakusproduktu apstrāde

Reaģenta sagatavošana sastāv no sasmalcināta kaļķakmens (CACO3) nodošanas no uzglabāšanas silo uz uzbudinātu padeves tvertni. Iegūto kaļķakmens vircu pēc tam sūknē absorbētāja traukā kopā ar katlu dūmgāzi un oksidējošo gaisu. Smidzināšanas sprauslas piegādā smalkus reaģenta pilienus, kas pēc tam plūst pretrunā ar ienākošo dūmgāzi. SO2 dūmgāzē reaģē ar reaģentu ar kalciju, veidojot kalcija sulfītu (CASO3) un CO2. Aizsardzībā ieviestais gaiss veicina Caso3 oksidāciju līdz Caso4 (dihidrāta forma).

LSFO pamata reakcijas ir:

Caco3 + SO2 → Caso3 + CO2 · 2H2O

Oksidētā virca savāc absorbētāja apakšā un pēc tam tiek pārstrādāta kopā ar svaigu reaģentu atpakaļ uz smidzināšanas sprauslas galvenēm. Daļu pārstrādes plūsmas tiek izņemta atkritumu/blakusproduktu apstrādes sistēmā, kas parasti sastāv no hidrocikloniem, bungu vai jostas filtriem, un uzbudināta notekūdeņu/šķidruma turēšanas tvertne. Notekūdeņi no turēšanas tvertnes tiek pārstrādāti atpakaļ uz kaļķakmens reaģenta barības tvertni vai hidrociklonu, kur pārplūde tiek noņemta kā notekūdeņi.

Tipiska kaļķa/kaļķakmens piespiedu oksidatīna mitrās tīrīšanas procesa shēma

Mitrās LSFO sistēmas parasti var sasniegt SO2 noņemšanas efektivitāti 95–97 procentos. Tomēr sasniedzot līmeni virs 97,5 procentiem, lai izpildītu emisiju kontroles prasības, tomēr ir grūti, īpaši augiem, kas izmanto ogles ar augstu sulu. Var pievienot magnija katalizatorus vai kaļķakmeni var kalcinēt līdz augstākai reaktivitātes kaļošanai (CAO), bet šādas modifikācijas ietver papildu iekārtu aprīkojumu un ar to saistītās darbaspēka un enerģijas izmaksas. Piemēram, kaļķu kalcēšanai ir nepieciešams uzstādīt atsevišķu kaļķu krāsni. Arī kaļķi tiek viegli izgulsnēti, un tas palielina mēroga nogulsnes veidošanās potenciālu skruberis.

Kalcinēšanas izmaksas ar kaļķa krāsni var samazināt, tieši ievadot kaļķakmeni katlu krāsnī. Šajā pieejā katlā ģenerētie kaļķi ar dūmgāzi pārvadā skruberī. Iespējamās problēmas ir katlu piesārņošana, traucējumi ar siltuma pārnesi un kaļķu inaktivācija katla pārdedzināšanas dēļ. Turklāt kaļķi samazina izkausēto pelnu plūsmas temperatūru katlos, kas darbināmi ar oglēm, kā rezultātā rodas cietas nogulsnes, kas citādi nenotiktu.

Šķidros atkritumus no LSFO procesa parasti tiek novirzīti stabilizācijas dīķi, kā arī šķidrie atkritumi no citur spēkstacijā. Mitros FGD šķidruma notekūdeņus var piesātināt ar sulfīta un sulfātu savienojumiem un vides apsvērumiem, kas parasti ierobežo tā izdalīšanos ar upēm, straumēm vai citām ūdenskājām. Arī notekūdeņu/šķidruma pārstrāde atpakaļ uz skruberi var izraisīt izšķīdušo nātrija, kālija, kalcija, magnija vai hlorīda sāļu uzkrāšanos. Šīs sugas galu galā var izkristalizēt, ja nav nodrošināta pietiekama asiņošana, lai izšķīdinātā sāls koncentrācija būtu zem piesātinājuma. Papildu problēma ir lēna atkritumu cietvielu norēķinu ātrums, kā rezultātā rodas nepieciešamība pēc lieliem, liela apjoma stabilizācijas dīķiem. Tipiskos apstākļos nokārtotais slānis stabilizācijas dīķī var saturēt 50 procentus vai vairāk šķidras fāzes pat pēc vairāku mēnešu uzglabāšanas.

Kalcija sulfāts, kas atgūts no absorbētās pārstrādes vircas, var būt augsts nereaģētu kaļķakmens un kalcija sulfīta pelnos. Šie piesārņotāji var novērst kalcija sulfāta pārdošanu kā sintētisko ģipsi, lai to izmantotu sienas dēļa, apmetuma un cementa ražošanā. Nereaģēts kaļķakmens ir dominējošais piemaisījums, kas atrodams sintētiskajā ģipšā, un tas ir arī izplatīts piemaisījums dabiskajā (raktuvē) ģipšā. Kaut arī pati kaļķakmens netraucē Wallboard gala produktu īpašībām, tā abrazīvās īpašības rada apstrādes aprīkojuma nodiluma problēmas. Kalcija sulfīts ir nevēlams piemaisījums jebkurā ģipša, jo tā smalkās daļiņu izmērs rada mērogošanas problēmas un citas pārstrādes problēmas, piemēram, kūku mazgāšana un atūdeņošana.

Ja LSFO procesā radītās cietās vielas nav komerciāli tirgojamas kā sintētiskais ģipsis, tas rada ievērojamu atkritumu apglabāšanas problēmu. 1000 MW katlam, kas šauj 1 procentu sēra ogļu, ģipša daudzums ir aptuveni 550 tonnas (īss) dienā. Tajā pašā augā, kas izšauj 2 procentus sēra ogles, ģipša ražošana palielinās līdz aptuveni 1100 tonnām dienā. Pievienojot apmēram 1000 tonnas dienā mušu pelnu ražošanai, tas kopējo cieto atkritumu tonnāžu nodrošina apmēram 1550 tonnām dienā 1 procenta sēra ogļu korpusam un 2100 tonnām dienā 2 procentu sēra gadījumam.

EADS priekšrocības

Pierādīta tehnoloģijas alternatīva LSFO tīrīšanai aizstāj kaļķakmens ar amonjaku kā reaģentu SO2 noņemšanai. Cietā reaģenta frēzēšanas, uzglabāšanas, apstrādes un transporta komponentu LSFO sistēmā tiek aizstātas ar vienkāršām uzglabāšanas tvertnēm ūdens vai bezūdens amonjakam. 2. attēlā parādīta EADS sistēmas plūsmas shēma, ko nodrošina Jet Inc.

Amonjaks, dūmgāzis, oksidējoša gaiss un apstrādes ūdens nonāk absorbētājā, kas satur vairākus smidzināšanas sprauslu līmeņus. Sprauslas rada smalkas amonjaku saturoša reaģenta pilienu, lai nodrošinātu intīmu reaģenta kontaktu ar ienākošo dūmgāzi atbilstoši šādām reakcijām:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4) 2SO3

(2) (NH4) 2SO3 + ½O2 → (NH4) 2SO4

SO2 dūmgāzes gāzes plūsmā reaģē ar amonjaku asinsvada augšējā pusē, lai iegūtu amonija sulfītu. Absorbētāja asinsvada dibens kalpo kā oksidācijas tvertne, kurā gaiss oksidē amonija sulfītu līdz amonija sulfātam. Iegūtais amonija sulfāta šķīdums tiek sūknēts atpakaļ uz smidzināšanas sprauslas galvenēm vairākos līmeņos absorbētājā. Pirms berzētā dūmgāza, kas iziet no absorbētāja augšdaļas, tā iziet cauri Demister, kas saliek visas aizraujošās šķidrās pilienus un uztver smalkas daļiņas.

Amonjaka reakcija ar SO2 un sulfīta oksidāciju sulfātam sasniedz augstu reaģenta izmantošanas ātrumu. Par katru patērēto amonjaka mārciņu tiek ražotas četras mārciņas amonija sulfāta.

Tāpat kā LSFO procesā, reaģenta/produkta pārstrādes plūsmas daļu var izņemt, lai iegūtu komerciālu blakusproduktu. EADS sistēmā pacelšanās produkta šķīdums tiek iesūknēts cietvielu reģenerācijas sistēmā, kas sastāv no hidrociklona un centrifūgas, lai koncentrētu amonija sulfāta produktu pirms žāvēšanas un iesaiņošanas. Visi šķidrumi (hidrociklona pārplūde un centrifūgas centrā) tiek novirzīti atpakaļ uz vircas tvertni un pēc tam atkārtoti ieviestas absorbētāja amonija sulfāta pārstrādes plūsmā.

• EADS sistēmas nodrošina augstāku SO2 noņemšanas efektivitāti (> 99%), kas dod oglēm darbināmas elektrostacijas lielāku elastību, lai sajauktu lētākas, augstākas sēra ogles.
• Kamēr LSFO sistēmas rada 0,7 tonnas CO2 par katru noņemto SO2 tonnu, EADS process nerada CO2.
• Tā kā kaļķi un kaļķakmens ir mazāk reaģējoši, salīdzinot ar amonjaku SO2 noņemšanai, lielāks procesa ūdens patēriņš un sūknēšanas enerģija ir nepieciešama, lai sasniegtu augstu cirkulācijas ātrumu. Tā rezultātā tiek iegūtas augstākas LSFO sistēmu darbības izmaksas.
• EADS sistēmu kapitāla izmaksas ir līdzīgas LSFO sistēmas izveidošanai. Kā minēts iepriekš, lai gan EADS sistēmai ir nepieciešama amonija sulfāta blakusproduktu apstrāde un iepakojuma aprīkojums, ar LSFO saistītās reaģenta sagatavošanas iespējas nav vajadzīgas malšanai, apstrādei un transportēšanai.

EADS atšķirīgākā priekšrocība ir gan šķidruma, gan cieto atkritumu novēršana. EADS tehnoloģija ir nulles šķidruma izlādes process, kas nozīmē, ka notekūdeņu attīrīšana nav nepieciešama. Cietais amonija sulfāta blakusprodukts ir viegli tirgojams; Amonjaka sulfāts ir visizplatītākais mēslojums un mēslošanas līdzekļu sastāvdaļa pasaulē, un visā pasaulē pieauga tirgus pieaugums līdz 2030. gadam. Turklāt, kamēr amonija sulfāta ražošanai ir nepieciešams centrifūgts, žāvētājs, konveijera un iepakojuma aprīkojums, šie priekšmeti nav propentāri un komerciāli pieejami. Atkarībā no ekonomiskajiem un tirgus apstākļiem amonija sulfāta mēslojums var kompensēt izmaksas, kas balstītas uz amonjaku bāzes dūmgāzu desulfurizāciju un potenciāli sniegt ievērojamu peļņu.

Efektīva amonjaka desulfurizācijas procesa shēma

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd ir viens no lielākajiem silīcija karbīda keramikas jaunajiem materiālu risinājumiem Ķīnā. SIC tehniskā keramika: Moha cietība ir 9 (Jaunā Moha cietība ir 13), ar lielisku izturību pret eroziju un koroziju, lielisku nodilumu-rezistenci un antioksidāciju. SIC produkta kalpošanas laiks ir 4 līdz 5 reizes ilgāks par 92% alumīnija oksīda materiālu. RBSIC MOR ir 5 līdz 7 reizes lielāka nekā SNBSC, to var izmantot sarežģītākām formām. Citāti ir ātrs, piegāde tiek solīta, un kvalitāte ir nepārspējama. Mēs vienmēr pastāvīgi izaicināt savus mērķus un atdodam sirdi sabiedrībai.