Сжигание угля на электростанциях приводит к образованию твердых отходов, таких как зола и летучая зола, а также дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу. Многие электростанции обязаны удалять выбросы SOx из дымовых газов с помощью систем десульфуризации дымовых газов (ДДГ). Три ведущие технологии ДДГ, используемые в США, – это мокрая очистка (85% установок), сухая очистка (12%) и впрыскивание сухого сорбента (3%). Мокрые скрубберы обычно удаляют более 90% SOx, в то время как сухие скрубберы удаляют 80%. В данной статье представлены современные технологии очистки сточных вод, образующихся при мокрой очистке.Системы десульфуризации дымовых газов.
Основы мокрой десульфуризации дымовых газов
Технологии мокрой десульфуризации дымовых газов (ДДГ) имеют общую секцию шламового реактора и секцию обезвоживания твёрдых частиц. В реакторной секции используются различные типы абсорберов, включая насадочные и тарельчатые колонны, скрубберы Вентури и распылительные скрубберы. Абсорберы нейтрализуют кислые газы щелочной суспензией извести, гидроксида натрия или известняка. По ряду экономических причин в современных скрубберах, как правило, используется известняковая суспензия.
При реакции известняка с SOx в восстановительной среде абсорбера SO2 (основной компонент SOx) превращается в сульфит, и образуется шлам, богатый сульфитом кальция. Ранее применявшиеся системы десульфуризации дымовых газов (также известные как системы естественного или ингибированного окисления) производили побочный продукт – сульфит кальция. Более новыеСистемы десульфуризации дымовых газовиспользуют реактор окисления, в котором пульпа сульфита кальция преобразуется в сульфат кальция (гипс); такие системы называются системами FGD с принудительным окислением известняком (LSFO).
Типичные современные системы десульфуризации дымовых газов на основе низшего мазута (LSFO) используют либо абсорбционную башню с распылительным распылением и встроенным реактором окисления в основании (рис. 1), либо систему струйного барботирования. В обоих случаях газ абсорбируется известняковой пульпой в бескислородных условиях; затем пульпа поступает в аэробный реактор или реакционную зону, где сульфит преобразуется в сульфат, а гипс выпадает в осадок. Время гидравлической выдержки в реакторе окисления составляет около 20 минут.
1. Система десульфуризации дымовых газов с помощью распылительной колонны и известняка (LSFO). В скруббере LSFO пульпа поступает в реактор, где подача воздуха ускоряет окисление сульфита до сульфата. Это окисление, по-видимому, приводит к превращению селенита в селенат, что затрудняет последующую очистку. Источник: CH2M HILL
Эти системы обычно работают с содержанием взвешенных веществ от 14% до 18%. Взвешенные вещества состоят из мелкодисперсного и крупнодисперсного гипса, летучей золы и инертного материала, поступающего вместе с известняком. При достижении предельного содержания твердых веществ пульпа удаляется. В большинстве систем десульфуризации дымовых газов с использованием низкосернистого мазута (LSFO) используются системы механического разделения и обезвоживания для отделения гипса и других твердых веществ от промывочной воды (рис. 2).
2. Система обезвоживания гипса методом десульфуризации (ДДГ). В типичной системе обезвоживания гипса частицы в продувочном потоке классифицируются (разделяются) на крупную и мелкую фракции. Мелкие частицы отделяются в верхнем сливе гидроциклона, образуя нижний слив, состоящий в основном из крупных кристаллов гипса (потенциально предназначенного для продажи), который можно обезвоживать до низкой влажности с помощью вакуумной ленточной системы обезвоживания. Источник: CH2M HILL
В некоторых системах десульфуризации дымовых газов используются гравитационные сгустители или отстойники для классификации и обезвоживания твердых частиц, в других — центрифуги или системы обезвоживания с вращающимися вакуумными барабанами, но большинство новых систем используют гидроциклоны и вакуумные ленточные транспортеры. В некоторых системах для повышения эффективности удаления твердых частиц в системе обезвоживания могут использоваться два гидроциклона, установленных последовательно. Часть слива гидроциклона может возвращаться в систему десульфуризации дымовых газов для уменьшения расхода сточных вод.
Продувку также можно начинать, если в шламе FGD накапливаются хлориды, что обусловлено ограничениями, налагаемыми коррозионной стойкостью конструкционных материалов системы FGD.
Характеристики сточных вод после десульфуризации дымовых газов
На состав сточных вод, образующихся при десульфуризации дымовых газов (ДДГ), влияет множество факторов, таких как состав угля и известняка, тип скруббера и используемая система обезвоживания гипса. Уголь выделяет кислые газы, такие как хлориды, фториды и сульфаты, а также летучие металлы, включая мышьяк, ртуть, селен, бор, кадмий и цинк. Известняк добавляет в сточные воды, образующиеся при десульфуризации дымовых газов, железо и алюминий (из глинистых минералов). Известняк обычно измельчают в шаровой мельнице мокрого помола, а эрозия и коррозия шаров способствуют попаданию железа в известняковый шлам. Глины, как правило, являются источником инертных частиц, что является одной из причин необходимости очистки сточных вод после скруббера.
От: Томаса Э. Хиггинса, доктора философии, инженера-консультанта; А. Томаса Сэнди, инженера-консультанта; и Сайласа В. Гивенса, инженера-консультанта.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Время публикации: 04 августа 2018 г.