Silisiumkarbid FGD-dyse for avsvovling i kraftverk

Røykgassavsvovlingsdyser (FGD).
Fjerning av svoveloksider, ofte referert til som SOx, fra en eksosgass ved bruk av et alkalireagens, for eksempel en våt kalksteinslurry.

Når fossilt brensel brukes i forbrenningsprosesser for å drive kjeler, ovner eller annet utstyr, har de potensial til å frigjøre SO2 eller SO3 som en del av eksosgassen. Disse svoveloksidene reagerer lett med andre elementer for å danne skadelige forbindelser som svovelsyre og har potensial til å påvirke menneskers helse og miljø negativt. På grunn av disse potensielle effektene er kontroll av denne forbindelsen i røykgasser en viktig del av kullkraftverk og andre industrielle applikasjoner.

På grunn av bekymringer for erosjon, plugging og oppbygging, er et av de mest pålitelige systemene for å kontrollere disse utslippene en prosess for våt røykgassavsvovling i åpent tårn (FGD) ved bruk av kalkstein, hydrert kalk, sjøvann eller annen alkalisk løsning. Sprøytedyser er i stand til å effektivt og pålitelig distribuere disse slurryene inn i absorpsjonstårn. Ved å lage ensartede mønstre av dråper med riktig størrelse, er disse dysene i stand til å effektivt skape overflatearealet som trengs for riktig absorpsjon, samtidig som de minimerer medføring av skrubbeløsningen i røykgassen.

Velge en FGD-absorbentdyse:
Viktige faktorer å vurdere:

Skrubbemediets tetthet og viskositet
Nødvendig dråpestørrelse
Riktig dråpestørrelse er avgjørende for å sikre riktige absorpsjonshastigheter
Dysemateriale
Siden røykgassen ofte er etsende og skrubbevæsken ofte er en slurry med høyt faststoffinnhold og abrasive egenskaper, er det viktig å velge riktig korrosjons- og slitebestandig materiale.
Motstand mot tilstopping av dyse
Siden skrubbevæsken ofte er en slurry med høyt tørrstoffinnhold, er valg av dyse med hensyn til tettemotstand viktig
Dysespraymønster og plassering
For å sikre riktig absorpsjon er fullstendig dekning av gasstrømmen uten bypass og tilstrekkelig oppholdstid viktig
Dysetilkoblingsstørrelse og type
Nødvendige strømningshastigheter for skrubbevæske
Tilgjengelig trykkfall (∆P) over dysen
∆P = tilførselstrykk ved dyseinnløp – prosesstrykk utvendig dyse
Våre erfarne ingeniører kan hjelpe deg med å finne ut hvilken dyse som vil fungere etter behov med dine designdetaljer
Vanlige FGD-absorberende dysebruk og industrier:
Kull og andre fossile kraftverk
Petroleumsraffinerier
Kommunale avfallsforbrenningsanlegg
Sementovner
Metallsmelteverk

SiC Material Datablad

Ulemper med kalk/kalkstein

Som vist i figur 1 inkluderer FGD-systemer som bruker kalk/kalkstein tvungen oksidasjon (LSFO) tre hovedundersystemer:

• Klargjøring, håndtering og lagring av reagenser
• Absorberkar
• Håndtering av avfall og biprodukter

Reagenspreparering består i å transportere knust kalkstein (CaCO3) fra en lagersilo til en omrørt fôrtank. Den resulterende kalksteinsslurryen pumpes deretter til absorpsjonsbeholderen sammen med kjelens røykgass og oksiderende luft. Spraydyser leverer fine dråper reagens som deretter strømmer i motstrøm til den innkommende røykgassen. SO2 i røykgassen reagerer med det kalsiumrike reagenset og danner kalsiumsulfitt (CaSO3) og CO2. Luften som føres inn i absorberen fremmer oksidasjon av CaSO3 til CaSO4 (dihydratform).

De grunnleggende LSFO-reaksjonene er:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Den oksiderte slurryen samler seg i bunnen av absorberen og resirkuleres deretter sammen med fersk reagens tilbake til sprøytedysehodene. En del av resirkuleringsstrømmen trekkes tilbake til avfalls/biprodukthåndteringssystemet, som typisk består av hydrosykloner, trommel- eller beltefiltre og en omrørt avløpsvann/lutholdetank. Avløpsvann fra oppbevaringstanken resirkuleres tilbake til kalksteinreagensmatetanken eller til en hydrosyklon hvor overløpet fjernes som avløp.

Typisk kalk/kalkstein tvungen oksidatin våtskrubbeprosessskjema

Våte LSFO-systemer kan vanligvis oppnå SO2-fjerningseffektiviteter på 95-97 prosent. Å nå nivåer over 97,5 prosent for å oppfylle kravene til utslippskontroll er imidlertid vanskelig, spesielt for anlegg som bruker kull med høyt svovelinnhold. Magnesiumkatalysatorer kan tilsettes eller kalksteinen kan kalsineres til kalk med høyere reaktivitet (CaO), men slike modifikasjoner innebærer ekstra anleggsutstyr og tilhørende arbeids- og kraftkostnader. Kalsinering til kalk krever for eksempel installasjon av en separat kalkovn. Kalk utfelles også lett og dette øker potensialet for dannelse av kalkavleiringer i skrubberen.

Kostnaden for kalsinering med kalkovn kan reduseres ved å direkte injisere kalkstein i kjeleovnen. I denne tilnærmingen føres kalk generert i kjelen med røykgassen inn i skrubberen. Mulige problemer inkluderer begroing av kjelen, forstyrrelse av varmeoverføring og kalkinaktivering på grunn av overbrenning i kjelen. Dessuten reduserer kalken turtemperaturen til smeltet aske i kullfyrte kjeler, noe som resulterer i faste avleiringer som ellers ikke ville oppstått.

Flytende avfall fra LSFO-prosessen ledes typisk til stabiliseringsdammer sammen med flytende avfall fra andre steder i kraftverket. Det våte FGD-avløpet kan være mettet med sulfitt- og sulfatforbindelser, og miljøhensyn begrenser vanligvis utslippet til elver, bekker eller andre vassdrag. Dessuten kan resirkulering av avløpsvann/brennevin tilbake til skrubberen føre til opphopning av oppløste natrium-, kalium-, kalsium-, magnesium- eller kloridsalter. Disse artene kan til slutt krystallisere med mindre det gis tilstrekkelig blødning til å holde de oppløste saltkonsentrasjonene under metning. Et ytterligere problem er den langsomme sedimenteringshastigheten for avfallsfaststoffer, som resulterer i behovet for store stabiliseringsdammer med høyt volum. Under typiske forhold kan det sedimenterte laget i en stabiliseringsdam inneholde 50 prosent eller mer væskefase selv etter flere måneders lagring.

Kalsiumsulfatet som gjenvinnes fra absorpsjonsresirkuleringsslurryen kan ha høyt innhold av ureagert kalkstein og kalsiumsulfittaske. Disse forurensningene kan forhindre at kalsiumsulfatet selges som syntetisk gips for bruk i veggplater, gips og sementproduksjon. Ureagert kalkstein er den dominerende urenheten som finnes i syntetisk gips, og det er også en vanlig urenhet i naturlig (utvunnet) gips. Selv om kalkstein i seg selv ikke forstyrrer egenskapene til veggplatesluttprodukter, gir dens sliteegenskaper slitasjeproblemer for prosessutstyr. Kalsiumsulfitt er en uønsket urenhet i enhver gips, da dens fine partikkelstørrelse gir avleiringsproblemer og andre prosessproblemer som kakevask og avvanning.

Hvis de faste stoffene som genereres i LSFO-prosessen ikke er kommersielt salgbare som syntetisk gips, utgjør dette et betydelig avfallsdeponeringsproblem. For en 1000 MW kjele som fyrer med 1 prosent svovelkull er mengden gips omtrent 550 tonn (kort)/dag. For det samme anlegget som fyrer med 2 prosent svovelkull, øker gipsproduksjonen til omtrent 1100 tonn/dag. Ved å legge til rundt 1000 tonn/dag for produksjon av flyveaske, bringer dette den totale tonnasjen for fast avfall til ca. 1550 tonn/dag for kull med 1 prosent svovel og 2100 tonn/dag for 2 prosent svovel.

EADS fordeler

Et velprøvd teknologialternativ til LSFO-skrubbing erstatter kalkstein med ammoniakk som reagens for SO2-fjerning. De faste reagensfrese-, lagrings-, håndterings- og transportkomponentene i et LSFO-system erstattes av enkle lagertanker for vandig eller vannfri ammoniakk. Figur 2 viser et flytskjema for EADS-systemet levert av JET Inc.

Ammoniakk, røykgass, oksiderende luft og prosessvann kommer inn i en absorber som inneholder flere nivåer av sprøytedyser. Dysene genererer fine dråper av ammoniakkholdig reagens for å sikre intim kontakt av reagens med innkommende røykgass i henhold til følgende reaksjoner:

(1) S02 + 2NH3 + H2O → (NH4)2S03

(2) (NH4)2S03 + ½02 → (NH4)2S04

SO2 i røykgasstrømmen reagerer med ammoniakk i øvre halvdel av karet for å produsere ammoniumsulfitt. Bunnen av absorberkaret fungerer som en oksidasjonstank hvor luft oksiderer ammoniumsulfitten til ammoniumsulfat. Den resulterende ammoniumsulfatløsningen pumpes tilbake til sprøytedysehodene på flere nivåer i absorberen. Før den skrubbete røykgassen kommer ut av toppen av absorberen, passerer den gjennom en demister som samler eventuelle medførte væskedråper og fanger opp fine partikler.

Ammoniakkreaksjonen med SO2 og sulfittoksidasjonen til sulfat oppnår en høy reagensutnyttelseshastighet. Fire pund ammoniumsulfat produseres for hvert pund ammoniakk som forbrukes.

Som med LSFO-prosessen, kan en del av reagens-/produktresirkuleringsstrømmen trekkes ut for å produsere et kommersielt biprodukt. I EADS-systemet pumpes startproduktløsningen til et faststoffgjenvinningssystem bestående av en hydrosyklon og sentrifuge for å konsentrere ammoniumsulfatproduktet før tørking og pakking. Alle væsker (hydrosyklonoverløp og sentrifugesentrat) ledes tilbake til en oppslemmingstank og føres deretter inn i absorberens ammoniumsulfatresirkuleringsstrøm.

• EADS-systemer gir høyere SO2-fjerningseffektivitet (>99 %), noe som gir kullkraftverk mer fleksibilitet til å blande billigere kull med høyere svovelinnhold.
• Mens LSFO-systemer lager 0,7 tonn CO2 for hvert tonn SO2 som fjernes, produserer EADS-prosessen ingen CO2.
• Fordi kalk og kalkstein er mindre reaktive sammenlignet med ammoniakk for SO2-fjerning, kreves høyere prosessvannforbruk og pumpeenergi for å oppnå høye sirkulasjonshastigheter. Dette gir høyere driftskostnader for LSFO-systemer.
• Kapitalkostnadene for EADS-systemer er tilsvarende de for å bygge et LSFO-system. Som nevnt ovenfor, mens EADS-systemet krever prosesserings- og emballeringsutstyr for ammoniumsulfatbiprodukter, er ikke reagensfremstillingsfasilitetene knyttet til LSFO nødvendig for fresing, håndtering og transport.

Den mest karakteristiske fordelen med EADS er eliminering av både flytende og fast avfall. EADS-teknologien er en prosess uten væskeutslipp, noe som betyr at ingen avløpsvannbehandling er nødvendig. Det faste ammoniumsulfat-biproduktet er lett salgbart; ammoniakksulfat er den mest brukte gjødsel- og gjødselkomponenten i verden, med verdensomspennende markedsvekst forventet frem til 2030. I tillegg, mens produksjon av ammoniumsulfat krever en sentrifuge, tørketrommel, transportør og emballasjeutstyr, er disse elementene ikke-proprietære og kommersielt tilgjengelig. Avhengig av økonomiske forhold og markedsforhold kan ammoniumsulfatgjødselen kompensere for kostnadene for ammoniakkbasert røykgassavsvovling og potensielt gi en betydelig fortjeneste.

Effektiv ammoniakkavsvovlingsprosessskjema

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd er en av de største silisiumkarbidkeramiske nye materialløsningene i Kina. SiC teknisk keramikk: Mohs hardhet er 9 (New Mohs hardhet er 13), med utmerket motstand mot erosjon og korrosjon, utmerket slitasje – motstand og antioksidasjon. SiC-produktets levetid er 4 til 5 ganger lengre enn 92 % aluminiumoksydmateriale. MOR av RBSiC er 5 til 7 ganger SNBSC, den kan brukes til mer komplekse former. Tilbudsprosessen er rask, leveringen er som lovet og kvaliteten er uten sidestykke. Vi fortsetter alltid med å utfordre våre mål og gir våre hjerter tilbake til samfunnet.