Arderea cărbunelui în instalațiile de producere a energiei produce deșeuri solide, cum ar fi cenușa de fund și cenusa zburătoare și gaze de ardere care sunt emise în atmosferă. Multe instalații trebuie să elimine emisiile de SOx din gazele de ardere folosind sisteme de desulfurare a gazelor de ardere (FGD). Cele trei tehnologii FGD de vârf utilizate în SUA sunt spălarea umedă (85% din instalații), spălarea uscată (12%) și injecția cu sorbent uscat (3%). Scruberele umede elimină de obicei mai mult de 90% din SOx, comparativ cu scruberele uscate, care elimină 80%. Acest articol prezintă tehnologii de ultimă generație pentru tratarea apelor uzate care sunt generate de umezealăsisteme FGD.
Bazele FGD umed
Tehnologiile FGD umede au în comun o secțiune de reactor de șlam și o secțiune de deshidratare a solidelor. Au fost utilizate diferite tipuri de absorbanți, inclusiv turnuri împachetate și cu tăvi, scrubere Venturi și scrubere cu pulverizare în secțiunea reactorului. 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 folosească șlam de calcar.
Când calcarul reacționează cu SOx în condițiile reducătoare ale absorbantului, SO2 (componenta majoră a SOx) este transformat în sulfit și se produce o suspensie bogată în sulfit de calciu. Sistemele FGD anterioare (denumite oxidare naturală sau sisteme de oxidare inhibată) au produs un produs secundar de sulfit de calciu. Mai nousisteme 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 de oxidare forțată de calcar (LSFO).
Sistemele moderne tipice LSFO FGD folosesc fie un turn de absorbție de pulverizare cu un reactor de oxidare integral în bază (Figura 1), fie un sistem de barbotare cu jet. În fiecare, gazul este absorbit într-o suspensie de calcar în condiții anoxice; suspensia trece apoi într-un reactor aerob sau într-o zonă de reacție, unde sulfitul este transformat în sulfat și ghipsul precipită. Timpul de reținere hidraulică în reactorul de oxidare este de aproximativ 20 de minute.
1. Sistem FGD de oxidare forțată de calcar pe coloană de pulverizare (LSFO). Într-un scruber LSFO, suspensia trece într-un reactor, unde se adaugă aer pentru a forța oxidarea sulfitului la sulfat. Această oxidare pare să transforme selenitul în selenat, ceea ce duce la dificultăți ulterioare de tratament. Sursa: CH2M HILL
Aceste sisteme funcționează de obicei cu solide în suspensie de 14% până la 18%. Solidele în suspensie constau din solide de gips fin și grosier, cenușă zburătoare și material inert introdus cu calcarul. Când solidele ating o limită superioară, suspensia este purjată. Majoritatea sistemelor LSFO FGD folosesc sisteme mecanice de separare a solidelor și de deshidratare pentru a separa gipsul și alte solide din apa de purjare (Figura 2).
2. Sistem de deshidratare a gipsului de 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 subflux care constă în principal din cristale mari de gips (pentru vânzare potențială) care pot fi deshidratate la un conținut scăzut de umiditate cu un sistem de deshidratare cu bandă de vid. Sursa: CH2M HILL
Unele sisteme FGD folosesc agenți de îngroșare gravitaționale sau iazuri de decantare pentru clasificarea și deshidratarea solidelor, iar unele folosesc centrifuge sau sisteme de deshidratare cu tambur rotativ cu vid, dar majoritatea sistemelor noi folosesc hidroclone și curele de vid. Unii pot folosi două hidroclone în serie pentru a crește eliminarea solidelor în sistemul de deshidratare. O parte din preaplinul de hidroclonă poate fi returnată 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 de limitele impuse de rezistența la coroziune a materialelor de construcție ale sistemului FGD.
Caracteristicile apelor uzate FGD
Multe variabile afectează compoziția apei uzate FGD, cum ar fi compoziția cărbunelui și calcarului, tipul de scruber și sistemul de deshidratare a gipsului utilizat. Cărbunele contribuie cu gaze acide - cum ar fi clorurile, fluorurile și sulfatul - precum și cu metale volatile, inclusiv arsen, 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 umedă cu bile, iar eroziunea și coroziunea bilelor contribuie cu fier la nămolul de calcar. Argilele tind să contribuie cu finele inerte, care este unul dintre motivele pentru care apa uzată este purjată din scruber.
De la: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; și Silas W. Givens, PE.
E-mail:[email protected]
Ora postării: Aug-04-2018