Сжигание угля на электростанциях приводит к образованию твердых отходов, таких как зольный остаток и летучая зола, а также дымовой газ, который выбрасывается в атмосферу. Многие заводы должны удалять выбросы SOx из дымового газа с помощью систем десульфуризации дымового газа (FGD). Три ведущие технологии FGD, используемые в США, — это мокрая очистка (85% установок), сухая очистка (12%) и впрыскивание сухого сорбента (3%). Мокрые скрубберы обычно удаляют более 90% SOx по сравнению с сухими скрубберами, которые удаляют 80%. В этой статье представлены современные технологии очистки сточных вод, которые образуются при мокрой очистке.Системы ДДГ.
Основы мокрой десульфуризации дымовых газов
Технологии мокрой десульфуризации дымовых газов имеют общую секцию шламового реактора и секцию обезвоживания твердых частиц. Использовались различные типы абсорберов, включая насадочные и тарельчатые башни, скрубберы Вентури и распылительные скрубберы в секции реактора. Абсорберы нейтрализуют кислотные газы щелочной суспензией извести, гидроксида натрия или известняка. По ряду экономических причин более новые скрубберы, как правило, используют известняковый шлам.
Когда известняк реагирует с SOx в восстановительных условиях абсорбера, SO 2 (основной компонент SOx) преобразуется в сульфит, и образуется пульпа, богатая сульфитом кальция. Более ранние системы FGD (называемые системами естественного окисления или ингибированного окисления) производили побочный продукт сульфит кальция. Более новыеСистемы ДДГиспользуют реактор окисления, в котором суспензия сульфита кальция преобразуется в сульфат кальция (гипс); такие системы называются системами FGD с принудительным окислением известняка (LSFO).
Типичные современные системы FGD на основе LSFO используют либо абсорбер с распылительной башней со встроенным реактором окисления в основании (рисунок 1), либо систему струйного барботера. В каждом случае газ поглощается известняковой пульпой в бескислородных условиях; затем пульпа поступает в аэробный реактор или зону реакции, где сульфит преобразуется в сульфат, а гипс осаждается. Время гидравлического задержания в реакторе окисления составляет около 20 минут.
1. Система FGD с принудительной окислительной колонной из известняка (LSFO). В скруббере LSFO пульпа поступает в реактор, где добавляется воздух для принудительного окисления сульфита до сульфата. Это окисление, по-видимому, преобразует селенит в селенат, что приводит к дальнейшим трудностям в очистке. Источник: CH2M HILL
Эти системы обычно работают с содержанием взвешенных твердых частиц от 14% до 18%. Взвешенные твердые частицы состоят из мелких и крупных твердых частиц гипса, летучей золы и инертного материала, вводимого с известняком. Когда твердые частицы достигают верхнего предела, пульпа очищается. Большинство систем LSFO FGD используют механические системы разделения твердых частиц и обезвоживания для отделения гипса и других твердых частиц от продувочной воды (рисунок 2).
2. Система обезвоживания гипса с помощью продувки FGD. В типичной системе обезвоживания гипса частицы в продувке классифицируются или разделяются на крупные и мелкие фракции. Мелкие частицы разделяются в сливе из гидроциклона для получения нижнего продукта, который состоит в основном из крупных кристаллов гипса (для потенциальной продажи), которые можно обезвоживать до низкого содержания влаги с помощью вакуумной ленточной системы обезвоживания. Источник: CH2M HILL
Некоторые системы FGD используют гравитационные загустители или отстойные пруды для классификации твердых частиц и обезвоживания, а некоторые используют центрифуги или роторные вакуумные барабанные системы обезвоживания, но большинство новых систем используют гидроциклоны и вакуумные ленты. Некоторые могут использовать два гидроциклона последовательно для увеличения удаления твердых частиц в системе обезвоживания. Часть перелива гидроциклона может быть возвращена в систему FGD для уменьшения расхода сточных вод.
Продувку также можно начинать, если в пульпе ДДГ накапливается хлориды, что обусловлено ограничениями, налагаемыми коррозионной стойкостью конструкционных материалов системы ДДГ.
Характеристики сточных вод ДДГ
На состав сточных вод FGD влияет множество переменных, например, состав угля и известняка, тип скруббера и используемая система обезвоживания гипса. Уголь выделяет кислотные газы, такие как хлориды, фториды и сульфаты, а также летучие металлы, включая мышьяк, ртуть, селен, бор, кадмий и цинк. Известняк выделяет железо и алюминий (из глинистых минералов) в сточные воды FGD. Известняк обычно измельчают в шаровой мельнице мокрого помола, а эрозия и коррозия шаров вносят железо в известняковый шлам. Глины, как правило, выделяют инертные мелкие частицы, что является одной из причин, по которой сточные воды очищаются из 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: 04-08-2018