Arderea cărbunelui în instalațiile de producere a energiei electrice produce deșeuri solide, cum ar fi cenușă de fund și cenușă zburătoare, precum și gaze de ardere care sunt emise în atmosferă. Multe instalații sunt obligate să elimine emisiile de SOx din gazele de ardere folosind sisteme de desulfurare a gazelor de ardere (FGD). Cele trei tehnologii FGD principale utilizate în SUA sunt epurarea umedă (85% din instalații), epurarea uscată (12%) și injecția uscată de sorbent (3%). Scruberele umede elimină de obicei peste 90% din SOx, comparativ cu epuratoarele uscate, care elimină 80%. Acest articol prezintă tehnologii de ultimă generație pentru tratarea apelor uzate generate de epurarea umedă.Sisteme FGD.
Noțiuni de bază despre FGD umedă
Tehnologiile FGD umede au în comun o secțiune de reactor cu suspensie și o secțiune de deshidratare a solidelor. În secțiunea reactorului au fost utilizate diverse tipuri de absorbante, inclusiv turnuri cu umplutură și cu tăvi, scrubere Venturi și scrubere cu pulverizare. Absorbantele neutralizează gazele acide cu o suspensie alcalină de var, hidroxid de sodiu sau calcar. Din mai multe motive economice, scruberele mai noi tind să utilizeze suspensie de calcar.
Când calcarul reacționează cu SOx în condițiile reducătoare ale absorbantului, SOx (componenta majoră a SOx) este transformat în sulfit și se produce o suspensie bogată în sulfit de calciu. Sistemele FGD anterioare (denumite sisteme de oxidare naturală sau de oxidare inhibată) produceau un produs secundar de sulfit de calciu. Sistemele mai noi...Sisteme FGDse utilizează un reactor de oxidare în care suspensia de sulfit de calciu este transformată în sulfat de calciu (gips); acestea sunt denumite sisteme FGD cu oxidare forțată a calcarului (LSFO).
Sistemele moderne tipice de desulfurare a gazelor de epurare (LSFO) utilizează fie un absorbant cu turn de pulverizare cu un reactor de oxidare integrat în bază (Figura 1), fie un sistem cu jet de barbotare. În fiecare caz, gazul este absorbit într-o suspensie de calcar în condiții anoxice; suspensia trece apoi într-un reactor aerob sau o zonă de reacție, unde sulfitul este transformat în sulfat, iar gipsul precipită. Timpul de retenție hidraulică în reactorul de oxidare este de aproximativ 20 de minute.
1. Sistem FGD de oxidare forțată a calcarului cu coloană de pulverizare (LSFO). Într-un scruber LSFO, suspensia trece într-un reactor, unde se adaugă aer pentru a forța oxidarea sulfitului în sulfat. Această oxidare pare să transforme selenitul în selenat, rezultând dificultăți ulterioare de tratare. Sursa: CH2M HILL
Aceste sisteme funcționează de obicei cu solide în suspensie de 14% până la 18%. Solidele în suspensie constau din solide fine și grosiere de gips, cenușă zburătoare și material inert introdus odată cu calcarul. Când solidele ating o limită superioară, suspensia este purjată. Majoritatea sistemelor LSFO FGD utilizează sisteme mecanice de separare și deshidratare a solidelor pentru a separa gipsul și alte solide din apa de purjare (Figura 2).
2. Sistem de deshidratare a gipsului prin purjare FGD. Într-un sistem tipic de deshidratare a gipsului, particulele din purjare sunt clasificate sau separate în fracțiuni grosiere și fine. Particulele fine sunt separate în preaplin de hidroclonă pentru a produce un debit inferior care constă în mare parte din cristale mari de gips (pentru o potențială vânzare) care pot fi deshidratate până la un conținut scăzut de umiditate cu un sistem de deshidratare cu bandă vid. Sursa: CH2M HILL
Unele sisteme FGD utilizează îngroșătoare gravitaționale sau iazuri de decantare pentru clasificarea și deshidratarea solidelor, iar altele utilizează centrifuge sau sisteme de deshidratare cu tambur rotativ în vid, dar majoritatea sistemelor noi utilizează hidroclone și benzi cu vid. Unele pot utiliza două hidroclone în serie pentru a crește eliminarea solidelor în sistemul de deshidratare. O parte din preaplinul de hidroclone poate fi returnat în sistemul FGD pentru a reduce debitul de apă uzată.
Purjarea poate fi inițiată și atunci când există o acumulare de cloruri în suspensia FGD, necesară din cauza limitelor impuse de rezistența la coroziune a materialelor de construcție ale sistemului FGD.
Caracteristicile apelor uzate FGD
Multe variabile afectează compoziția apelor uzate FGD, cum ar fi compoziția cărbunelui și a calcarului, tipul de scruber și sistemul de deshidratare a gipsului utilizat. Cărbunele contribuie cu gaze acide - cum ar fi cloruri, fluoruri și sulfați - precum și cu metale volatile, inclusiv arsenic, mercur, seleniu, bor, cadmiu și zinc. Calcarul contribuie cu fier și aluminiu (din minerale argiloase) la apele uzate FGD. Calcarul este de obicei pulverizat într-o moară cu bile umedă, iar eroziunea și coroziunea bilelor contribuie cu fier la suspensia de calcar. Argilele tind să contribuie cu particulele inerte fine, acesta fiind unul dintre motivele pentru care apele uzate sunt purjate din scruber.
De la: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; și Silas W. Givens, PE.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Data publicării: 04 august 2018