Silīcija karbīda FGD sprausla desulfurizācijai spēkstacijā

Dūmgāzu desulfurizācijas (FGD) absorbcijas sprauslas
Sēra oksīdu, ko parasti dēvē par SOx, atdalīšana no izplūdes gāzēm, izmantojot sārmu reaģentu, piemēram, mitru kaļķakmens suspensiju.

Ja fosilo kurināmo izmanto sadedzināšanas procesos, lai darbinātu katlus, krāsnis vai citas iekārtas, tie var izdalīt SO2 vai SO3 kā daļu no izplūdes gāzēm. Šie sēra oksīdi viegli reaģē ar citiem elementiem, veidojot kaitīgu savienojumu, piemēram, sērskābi, un tie var negatīvi ietekmēt cilvēku veselību un vidi. Šīs iespējamās ietekmes dēļ šī savienojuma kontrole dūmgāzēs ir būtiska ogļu spēkstaciju un citu rūpniecisku lietojumu sastāvdaļa.

Erozijas, aizsprostošanās un uzkrāšanās problēmu dēļ viena no visdrošākajām sistēmām šo emisiju kontrolei ir atvērta torņa mitrās dūmgāzu desulfurizācijas (FGD) process, kurā izmanto kaļķakmeni, hidratētu kaļķi, jūras ūdeni vai citu sārma šķīdumu. Smidzināšanas sprauslas spēj efektīvi un droši sadalīt šīs suspensijas absorbcijas torņos. Izveidojot vienotus pareiza izmēra pilienu modeļus, šīs sprauslas spēj efektīvi izveidot virsmas laukumu, kas nepieciešams pareizai absorbcijai, vienlaikus samazinot tīrīšanas šķīduma iekļūšanu dūmgāzēs.

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

Tīrīšanas līdzekļa blīvums un viskozitāte
Nepieciešamais pilienu izmērs
Pareizs pilienu izmērs ir būtisks, lai nodrošinātu pareizu absorbcijas ātrumu
Sprauslas materiāls
Tā kā dūmgāzes bieži ir kodīgas un tīrīšanas šķidrums bieži ir putra ar augstu cietvielu saturu un abrazīvām īpašībām, ir svarīgi izvēlēties piemērotu pret koroziju un nodilumu izturīgu materiālu.
Sprauslas aizsērēšanas pretestība
Tā kā tīrīšanas šķidrums bieži vien ir virca ar augstu cietvielu saturu, ir svarīgi izvēlēties sprauslu, ņemot vērā aizsērēšanas izturību.
Sprauslas izsmidzināšanas modelis un izvietojums
Lai nodrošinātu pareizu absorbciju, ir svarīgi nodrošināt pilnīgu gāzes plūsmas pārklājumu bez apvada un pietiekamu uzturēšanās laiku
Sprauslas savienojuma izmērs un veids
Nepieciešamie tīrīšanas šķidruma plūsmas ātrumi
Pieejamais spiediena kritums (∆P) pāri sprauslai
∆P = padeves spiediens sprauslas ieejā – procesa spiediens ārpus sprauslas
Mūsu pieredzējušie inženieri var palīdzēt noteikt, kura sprausla darbosies atbilstoši jūsu dizaina informācijai
Parastie FGD absorbētāja sprauslu lietojumi un nozares:
Ogļu un citu fosilo kurināmo spēkstacijas
Naftas pārstrādes rūpnīcas
Sadzīves atkritumu sadedzināšanas iekārtas
Cementa krāsnis
Metāla kausēšanas iekārtas

SiC materiāla datu lapa

Kaļķakmens/kaļķakmens trūkumi

Kā parādīts 1. attēlā, FGD sistēmas, kurās tiek izmantota kaļķa/kaļķakmens piespiedu oksidēšana (LSFO), ietver trīs galvenās apakšsistēmas:

• Reaģentu sagatavošana, apstrāde un uzglabāšana
• Absorbertrauks
• Atkritumu un blakusproduktu apstrāde

Reaģenta sagatavošana sastāv no sasmalcināta kaļķakmens (CaCO3) nogādāšanas no uzglabāšanas tvertnes uz maisītās padeves tvertni. Pēc tam iegūtā kaļķakmens suspensija kopā ar katla dūmgāzēm un oksidējošo gaisu tiek sūknēta uz absorbcijas tvertni. Smidzināšanas sprauslas piegādā smalkus reaģenta pilienus, kas pēc tam plūst pretplūsmā ienākošajām dūmgāzēm. Dūmgāzēs esošais SO2 reaģē ar kalciju bagāto reaģentu, veidojot kalcija sulfītu (CaSO3) un CO2. Absorberā ievadītais gaiss veicina CaSO3 oksidēšanos līdz CaSO4 (dihidrāta forma).

Galvenās LSFO reakcijas ir:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Oksidētā suspensija sakrājas absorbētāja apakšā un pēc tam tiek atkārtoti pārstrādāta kopā ar svaigu reaģentu atpakaļ uz smidzināšanas sprauslu galvām. Daļa otrreizējās pārstrādes plūsmas tiek aizvadīta uz atkritumu/blakusproduktu apstrādes sistēmu, kas parasti sastāv no hidrocikloniem, cilindra vai lentes filtriem un maisītās notekūdeņu/šķidruma uzglabāšanas tvertnes. Notekūdeņi no turēšanas tvertnes tiek reciklēti atpakaļ uz kaļķakmens reaģenta padeves tvertni vai hidrociklonu, kur pārplūde tiek noņemta kā notekūdeņi.

Tipiska kaļķa/kaļķakmens piespiedu oksidatīna mitrās tīrīšanas procesa shēma

Mitrās LSFO sistēmas parasti var sasniegt 95–97 procentu SO2 atdalīšanas efektivitāti. Tomēr ir grūti sasniegt līmeni virs 97,5 procentiem, lai izpildītu emisiju kontroles prasības, jo īpaši iekārtām, kurās izmanto ogles ar augstu sēra saturu. Var pievienot magnija katalizatorus vai kaļķakmeni var kalcinēt līdz augstākas reaģētspējas kaļķim (CaO), taču šādas modifikācijas ietver papildu iekārtas aprīkojumu un ar to saistītās darbaspēka un enerģijas izmaksas. Piemēram, kalcinēšanai līdz kaļķiem ir jāuzstāda atsevišķa kaļķu krāsns. Arī kaļķi tiek viegli nogulsnēti, un tas palielina katlakmens nogulšņu veidošanās iespējamību skruberī.

Kalcinēšanas izmaksas ar kaļķu krāsni var samazināt, tieši iesmidzinot kaļķakmeni katla krāsnī. Šajā pieejā katlā radušies kaļķi kopā ar dūmgāzēm tiek novadīti skruberī. Iespējamās problēmas ietver katla piesārņojumu, traucējumus siltuma pārnesē un kaļķu inaktivāciju katla pārdegšanas dēļ. Turklāt kaļķi samazina izkausēto pelnu plūsmas temperatūru ogļu apkures katlos, kā rezultātā veidojas cietas nogulsnes, kas citādi nenotiktu.

Šķidrie atkritumi no LSFO procesa parasti tiek novirzīti uz stabilizācijas dīķiem kopā ar šķidrajiem atkritumiem no citām elektrostacijas vietām. Mitrās FGD šķidrās notekūdeņi var būt piesātināti ar sulfītu un sulfātu savienojumiem, un vides apsvērumi parasti ierobežo to noplūdi upēs, strautos vai citās ūdenstecēs. Turklāt notekūdeņu/šķidruma otrreizēja pārstrāde atpakaļ skruberī var izraisīt izšķīdušu nātrija, kālija, kalcija, magnija vai hlorīda sāļu uzkrāšanos. Šīs sugas galu galā var kristalizēties, ja vien netiek nodrošināta pietiekama asiņošana, lai izšķīdušā sāls koncentrācija būtu zemāka par piesātinājumu. Papildu problēma ir cieto atkritumu lēnais nosēšanās ātrums, kā rezultātā ir nepieciešami lieli, liela apjoma stabilizācijas dīķi. Tipiskos apstākļos stabilizācijas dīķa nosēdušais slānis var saturēt 50 procentus vai vairāk šķidrās fāzes pat pēc vairāku mēnešu uzglabāšanas.

Kalcija sulfātā, kas iegūts no absorbētāja otrreizējās pārstrādes vircas, var būt daudz nereaģējušu kaļķakmens un kalcija sulfīta pelnu. Šie piesārņotāji var novērst kalcija sulfāta pārdošanu kā sintētisko ģipsi, ko izmanto sienu plātņu, ģipša un cementa ražošanā. Nereaģējis kaļķakmens ir dominējošais piemaisījums, kas atrodams sintētiskajā ģipsi, un tas ir arī izplatīts dabīgā (ieguves) ģipša piemaisījums. Lai gan kaļķakmens pats par sevi neietekmē sienu plākšņu gala izstrādājumu īpašības, tā abrazīvās īpašības rada apstrādes iekārtu nodiluma problēmas. Kalcija sulfīts ir nevēlams piemaisījums jebkurā ģipsi, jo tā smalko daļiņu izmērs rada mērogošanas problēmas un citas apstrādes problēmas, piemēram, kūku mazgāšanu un atūdeņošanu.

Ja LSFO procesā radušās cietās vielas nav komerciāli nopērkamas kā sintētiskais ģipsis, tas rada ievērojamas atkritumu apglabāšanas problēmas. 1000 MW katlam, kas kurdina 1 procentu sēra ogles, ģipša daudzums ir aptuveni 550 tonnas (īss) dienā. Tajā pašā iekārtā, kurā tiek apdedzinātas 2 procentu sēra ogles, ģipša ražošana palielinās līdz aptuveni 1100 tonnām dienā. Pievienojot aptuveni 1000 tonnas dienā lidojošo pelnu ražošanai, kopējā cieto atkritumu tonnāža palielinās līdz aptuveni 1550 tonnām dienā ogļu gadījumā ar sēra saturu 1% un 2100 tonnām dienā 2% sēra saturam.

EADS priekšrocības

Pārbaudīta tehnoloģija alternatīva LSFO tīrīšanai kaļķakmeni aizstāj ar amonjaku kā reaģentu SO2 noņemšanai. Cietā reaģenta malšanas, uzglabāšanas, apstrādes un transportēšanas sastāvdaļas LSFO sistēmā tiek aizstātas ar vienkāršām ūdens vai bezūdens amonjaka uzglabāšanas tvertnēm. 2. attēlā parādīta plūsmas shēma EADS sistēmai, ko nodrošina JET Inc.

Amonjaks, dūmgāzes, oksidējošais gaiss un tehnoloģiskais ūdens nonāk absorbētājā, kurā ir vairāku līmeņu smidzināšanas sprauslas. Sprauslas rada smalkus amonjaku saturoša reaģenta pilienus, lai nodrošinātu reaģenta ciešu kontaktu ar ienākošajām dūmgāzēm saskaņā ar šādām reakcijām:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

Dūmgāzu plūsmā esošais SO2 reaģē ar amonjaku trauka augšējā pusē, veidojot amonija sulfītu. Absorbera tvertnes apakšdaļa kalpo kā oksidācijas tvertne, kur gaiss oksidē amonija sulfītu par amonija sulfātu. Iegūtais amonija sulfāta šķīdums vairākos līmeņos absorbētājā tiek sūknēts atpakaļ uz smidzināšanas sprauslu galvām. Pirms attīrītās dūmgāzes iziet no absorbētāja augšdaļas, tās iziet cauri pretsvīduma atslābinātājam, kas apvieno visus aiznestos šķidruma pilienus un uztver sīkās daļiņas.

Amonjaka reakcija ar SO2 un sulfīta oksidēšana līdz sulfātam nodrošina augstu reaģenta izmantošanas ātrumu. Uz katru patērētā amonjaka mārciņu tiek saražotas četras mārciņas amonija sulfāta.

Tāpat kā LSFO procesā, daļu no reaģenta/produkta pārstrādes plūsmas var izņemt, lai iegūtu komerciālu blakusproduktu. EADS sistēmā pacelšanās produkta šķīdums tiek sūknēts uz cieto vielu reģenerācijas sistēmu, kas sastāv no hidrociklona un centrifūgas, lai koncentrētu amonija sulfāta produktu pirms žāvēšanas un iepakošanas. Visi šķidrumi (hidrociklona pārplūde un centrifūgas centrāts) tiek novirzīti atpakaļ uz vircas tvertni un pēc tam atkārtoti ievadīti absorbētāja amonija sulfāta recirkulācijas plūsmā.

• EADS sistēmas nodrošina augstāku SO2 atdalīšanas efektivitāti (> 99%), kas dod ogļu spēkstacijām lielāku elastību, lai sajauktu lētākas, augstāka sēra satura ogles.
• Kamēr LSFO sistēmas rada 0,7 tonnas CO2 uz katru izņemto SO2 tonnu, EADS process nerada CO2.
• Tā kā kaļķi un kaļķakmens ir mazāk reaģējoši, salīdzinot ar amonjaku SO2 atdalīšanai, ir nepieciešams lielāks procesa ūdens patēriņš un sūknēšanas enerģija, lai sasniegtu augstu cirkulācijas ātrumu. Tas rada augstākas ekspluatācijas izmaksas LSFO sistēmām.
• EADS sistēmu kapitāla izmaksas ir līdzīgas LSFO sistēmas izveides izmaksām. Kā minēts iepriekš, lai gan EADS sistēmai ir nepieciešamas amonija sulfāta blakusproduktu apstrādes un iepakošanas iekārtas, ar LSFO saistītās reaģentu sagatavošanas iekārtas nav nepieciešamas malšanai, apstrādei un transportēšanai.

Visizteiktākā EADS priekšrocība ir gan šķidro, gan cieto atkritumu likvidēšana. EADS tehnoloģija ir nulles šķidruma izlādes process, kas nozīmē, ka nav nepieciešama notekūdeņu attīrīšana. Cietais amonija sulfāta blakusprodukts ir viegli nopērkams; amonjaka sulfāts ir pasaulē visvairāk izmantotais mēslojums un mēslojuma komponents, un pasaules tirgus pieaugums ir sagaidāms līdz 2030. gadam. Turklāt, lai gan amonija sulfāta ražošanai ir nepieciešama centrifūga, žāvētājs, konveijers un iepakošanas aprīkojums, šīs preces ir nepatentētas un komerciāli paredzētas. pieejams. Atkarībā no ekonomiskajiem un tirgus apstākļiem amonija sulfāta mēslojums var kompensēt izmaksas par dūmgāzu atsērošanu uz amonjaka bāzes un, iespējams, nodrošināt ievērojamu peļņu.

Efektīva amonjaka desulfurizācijas procesa shēma

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd ir viens no lielākajiem silīcija karbīda keramikas jauno materiālu risinājumiem Ķīnā. SiC tehniskā keramika: Moha cietība ir 9 (New Moh cietība ir 13), ar izcilu izturību pret eroziju un koroziju, izcilu nodilumizturību un antioksidāciju. SiC produkta kalpošanas laiks ir 4 līdz 5 reizes garāks nekā 92% alumīnija oksīda materiālam. RBSiC MOR ir 5 līdz 7 reizes lielāks par SNBSC, to var izmantot sarežģītākām formām. Kotācijas process ir ātrs, piegāde ir tāda, kā solīts, un kvalitāte ir nepārspējama. Mēs vienmēr neatlaidīgi izaicinām savus mērķus un atdodam savas sirdis sabiedrībai.