Forbrenning av kull i kraftproduksjonsanlegg produserer fast avfall, som bunn- og flyveaske, og røykgass som slippes ut til atmosfæren. Mange anlegg er pålagt å fjerne SOx-utslipp fra røykgassen ved bruk av røykgassavsvovlingssystemer (FGD). De tre ledende FGD-teknologiene som brukes i USA er våtskrubbing (85 % av installasjonene), tørrskrubbing (12 %) og tørr sorbentinjeksjon (3 %). Våtskrubbere fjerner vanligvis mer enn 90 % av SOx, sammenlignet med tørre scrubbere, som fjerner 80 %. Denne artikkelen presenterer state-of-the-art teknologier for behandling av avløpsvannet som genereres av våttFGD-systemer.
Grunnleggende om våt FGD
Våte FGD-teknologier har til felles en slurryreaktorseksjon og en faststoffavvanningsseksjon. Ulike typer absorbere har blitt brukt, inkludert pakke- og bretttårn, venturi-scrubbere og spray-scrubbere i reaktorseksjonen. Absorbatorene nøytraliserer de sure gassene med en alkalisk slurry av kalk, natriumhydroksid eller kalkstein. Av en rekke økonomiske årsaker har nyere scrubbere en tendens til å bruke kalksteinslurry.
Når kalkstein reagerer med SOx under de reduserende forholdene til absorberen, omdannes SO 2 (hovedkomponenten av SOx) til sulfitt, og en slurry rik på kalsiumsulfitt produseres. Tidligere FGD-systemer (referert til som naturlig oksidasjon eller hemmet oksidasjonssystemer) produserte et kalsiumsulfittbiprodukt. NyereFGD-systemerbenytte en oksidasjonsreaktor hvor kalsiumsulfittoppslemmingen omdannes til kalsiumsulfat (gips); disse er referert til som kalkstein tvungen oksidasjon (LSFO) FGD-systemer.
Typiske moderne LSFO FGD-systemer bruker enten en spraytårnabsorber med en integrert oksidasjonsreaktor i basen (Figur 1) eller et jetboblesystem. I hver absorberes gassen i en kalksteinsslurry under anoksiske forhold; slurryen går deretter til en aerob reaktor eller reaksjonssone, hvor sulfitt omdannes til sulfat, og gips utfelles. Hydraulisk tilbakeholdelsestid i oksidasjonsreaktoren er ca. 20 minutter.
1. Spray kolonne kalkstein tvungen oksidasjon (LSFO) FGD system. I en LSFO-skrubber passerer slurry til en reaktor, hvor luft tilsettes for å fremtvinge oksidasjon av sulfitt til sulfat. Denne oksidasjonen ser ut til å omdanne selenitt til selenat, noe som resulterer i senere behandlingsvansker. Kilde: CH2M HILL
Disse systemene opererer typisk med suspenderte faste stoffer på 14 % til 18 %. Suspenderte faste stoffer består av fine og grove gipsfaststoffer, flyveaske og inert materiale introdusert med kalksteinen. Når faststoffene når en øvre grense, renses slurryen. De fleste LSFO FGD-systemer bruker mekaniske separasjons- og avvanningssystemer for å separere gips og andre faste stoffer fra rensevannet (Figur 2).
2. FGD rensegips avvanningssystem. I et typisk gipsavvanningssystem blir partikler i rensingen klassifisert, eller separert, i grove og fine fraksjoner. Fine partikler separeres i overløpet fra hydroklonen for å produsere et underløp som hovedsakelig består av store gipskrystaller (for potensielt salg) som kan avvannes til lavt fuktighetsinnhold med et vakuumbelteavvanningssystem. Kilde: CH2M HILL
Noen FGD-systemer bruker tyngdekraftsfortykkere eller sedimenteringsdammer for faststoffklassifisering og avvanning, og noen bruker sentrifuger eller roterende vakuumtrommelavvanningssystemer, men de fleste nye systemer bruker hydrokloner og vakuumbelter. Noen kan bruke to hydrokloner i serie for å øke fjerningen av faste stoffer i avvanningssystemet. En del av hydroklonoverløpet kan returneres til FGD-systemet for å redusere avløpsvannstrømmen.
Rensing kan også startes når det er en opphopning av klorider i FGD-slurryen, nødvendig av grenser pålagt av korrosjonsmotstanden til FGD-systemets konstruksjonsmaterialer.
FGD Spillvannsegenskaper
Mange variabler påvirker sammensetningen av FGD avløpsvann, som kull- og kalksteinssammensetning, type scrubber og gipsavvanningssystemet som brukes. Kull bidrar med sure gasser - som klorider, fluorider og sulfat - så vel som flyktige metaller, inkludert arsen, kvikksølv, selen, bor, kadmium og sink. Kalksteinen bidrar med jern og aluminium (fra leirmineraler) til FGD-avløpsvannet. Kalkstein pulveriseres typisk i en våtkulemølle, og erosjonen og korrosjonen av kulene bidrar med jern til kalksteinslurryen. Leire har en tendens til å bidra med inert finstoff, som er en av grunnene til at avløpsvann renses fra skrubberen.
Fra: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; og Silas W. Givens, PE.
E-post:[e-postbeskyttet]
Innleggstid: Aug-04-2018