A combustão de carvão em instalações de geração de energia produz resíduos sólidos, como cinzas pesadas e volantes, e gases de combustão que são emitidos para a atmosfera. Muitas plantas são obrigadas a remover as emissões de SOx dos gases de combustão usando sistemas de dessulfurização de gases de combustão (FGD). As três principais tecnologias de FGD usadas nos EUA são lavagem úmida (85% das instalações), lavagem a seco (12%) e injeção de sorvente seco (3%). Os lavadores úmidos normalmente removem mais de 90% do SOx, em comparação com os lavadores secos, que removem 80%. Este artigo apresenta tecnologias de ponta para o tratamento de águas residuais geradas porSistemas FGD.
Noções básicas de FGD úmido
As tecnologias de FGD úmida têm em comum uma seção de reator de lama e uma seção de desidratação de sólidos. Vários tipos de absorvedores têm sido usados, incluindo torres compactadas e de bandeja, lavadores Venturi e lavadores por pulverização na seção do reator. Os absorvedores neutralizam os gases ácidos com uma pasta alcalina de cal, hidróxido de sódio ou calcário. Por uma série de razões económicas, os lavadores mais recentes tendem a utilizar lama de calcário.
Quando o calcário reage com o SOx nas condições redutoras do absorvedor, o SO2 (o principal componente do SOx) é convertido em sulfito e é produzida uma pasta rica em sulfito de cálcio. Os sistemas FGD anteriores (referidos como oxidação natural ou sistemas de oxidação inibida) produziam um subproduto de sulfito de cálcio. Mais recenteSistemas FGDempregar um reator de oxidação no qual a pasta fluida de sulfito de cálcio é convertida em sulfato de cálcio (gesso); estes são chamados de sistemas FGD de oxidação forçada de calcário (LSFO).
Os sistemas LSFO FGD modernos típicos usam um absorvedor de torre de pulverização com um reator de oxidação integral na base (Figura 1) ou um sistema de borbulhador a jato. Em cada um deles o gás é absorvido numa lama de calcário sob condições anóxicas; a pasta então passa para um reator aeróbico ou zona de reação, onde o sulfito é convertido em sulfato e o gesso precipita. O tempo de detenção hidráulica no reator de oxidação é de cerca de 20 minutos.
1. Sistema FGD de oxidação forçada de calcário com coluna de pulverização (LSFO). Em um purificador LSFO, a lama passa para um reator, onde o ar é adicionado para forçar a oxidação do sulfito em sulfato. Esta oxidação parece converter selenito em selenato, resultando em dificuldades posteriores de tratamento. Fonte: CH2M HILL
Esses sistemas normalmente operam com sólidos suspensos de 14% a 18%. Os sólidos suspensos consistem em sólidos de gesso finos e grossos, cinzas volantes e material inerte introduzido com o calcário. Quando os sólidos atingem um limite superior, a lama é purgada. A maioria dos sistemas LSFO FGD utilizam sistemas mecânicos de separação e desidratação de sólidos para separar o gesso e outros sólidos da água de purga (Figura 2).
2. Sistema de desidratação de gesso de purga FGD. Num sistema típico de desidratação de gesso, as partículas na purga são classificadas, ou separadas, em frações grossas e finas. Partículas finas são separadas no transbordamento do hidroclone para produzir um subfluxo que consiste principalmente em grandes cristais de gesso (para venda potencial) que podem ser desidratados até um baixo teor de umidade com um sistema de desidratação por correia a vácuo. Fonte: CH2M HILL
Alguns sistemas FGD utilizam espessadores gravitacionais ou lagoas de decantação para classificação e desidratação de sólidos, e alguns utilizam centrífugas ou sistemas de desidratação por tambor rotativo a vácuo, mas a maioria dos novos sistemas utiliza hidroclones e correias a vácuo. Alguns podem utilizar dois hidroclones em série para aumentar a remoção de sólidos no sistema de desidratação. Uma parte do transbordamento do hidroclone pode ser devolvida ao sistema FGD para reduzir o fluxo de águas residuais.
A purga também pode ser iniciada quando há um acúmulo de cloretos na pasta FGD, necessário devido aos limites impostos pela resistência à corrosão dos materiais de construção do sistema FGD.
Características de águas residuais FGD
Muitas variáveis afectam a composição das águas residuais FGD, tais como a composição do carvão e do calcário, o tipo de purificador e o sistema de desidratação de gesso utilizado. O carvão contribui com gases ácidos – como cloretos, fluoretos e sulfatos – bem como metais voláteis, incluindo arsênico, mercúrio, selênio, boro, cádmio e zinco. O calcário contribui com ferro e alumínio (de minerais argilosos) para as águas residuais da FGD. O calcário é normalmente pulverizado em um moinho de bolas úmidas, e a erosão e a corrosão das bolas contribuem com ferro para a pasta de calcário. As argilas tendem a contribuir com finos inertes, o que é uma das razões pelas quais as águas residuais são purgadas do purificador.
De: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; e Silas W. Givens, PE.
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Horário da postagem: 04 de agosto de 2018