Сопло ДДГ из карбида кремния для десульфурации на электростанции

Сопла абсорбера для обессеривания дымовых газов (ДДГ)
Удаление оксидов серы, обычно называемых SOx, из выхлопных газов с помощью щелочного реагента, такого как влажный известняковый раствор.

Когда ископаемое топливо используется в процессах сжигания для работы котлов, печей или другого оборудования, оно потенциально может выделять SO2 или SO3 как часть выхлопных газов. Эти оксиды серы легко вступают в реакцию с другими элементами, образуя вредные соединения, такие как серная кислота, и могут отрицательно повлиять на здоровье человека и окружающую среду. Из-за этих потенциальных эффектов контроль содержания этого соединения в дымовых газах является важной частью угольных электростанций и других промышленных предприятий.

Из-за проблем, связанных с эрозией, закупоркой и наростами, одной из наиболее надежных систем контроля этих выбросов является процесс мокрой десульфуризации дымовых газов (ДДГ) в открытой башне с использованием известняка, гашеной извести, морской воды или другого щелочного раствора. Распылительные форсунки способны эффективно и надежно распределять эти суспензии по абсорбционным башням. Создавая однородный рисунок капель правильного размера, эти форсунки способны эффективно создавать площадь поверхности, необходимую для правильного поглощения, сводя при этом к минимуму унос моющего раствора в дымовые газы.

Выбор насадки-поглотителя ДДГ:
Важные факторы, которые следует учитывать:

Плотность и вязкость чистящего средства
Требуемый размер капли
Правильный размер капель имеет важное значение для обеспечения надлежащей скорости впитывания.
Материал сопла
Поскольку дымовой газ часто вызывает коррозию, а промывающая жидкость часто представляет собой суспензию с высоким содержанием твердых частиц и абразивными свойствами, важно выбрать соответствующий коррозионно- и износостойкий материал.
Устойчивость к засорению сопла
Поскольку промывающая жидкость часто представляет собой суспензию с высоким содержанием твердых частиц, важно выбрать насадку с учетом устойчивости к засорению.
Схема распыления и расположение форсунок
Для обеспечения надлежащей абсорбции важно полное покрытие газового потока без обхода и достаточное время пребывания.
Размер и тип соединения сопла
Требуемые скорости потока промывочной жидкости
Доступный перепад давления (∆P) на сопле
∆P = давление питания на входе в сопло – технологическое давление за пределами сопла.
Наши опытные инженеры помогут определить, какое сопло будет работать в соответствии с требованиями вашей конструкции.
Распространенное применение и отрасли применения сопел абсорбера ДДГ:
Электростанции, работающие на угле и другом ископаемом топливе
Нефтеперерабатывающие заводы
Установки для сжигания муниципальных отходов
Цементные печи
Металлургические заводы

Технический паспорт материала SiC

Недостатки использования извести/известняка

Как показано на рисунке 1, системы ДДГ, использующие принудительное окисление извести/известняка (LSFO), включают три основные подсистемы:

• Приготовление, обращение и хранение реагентов
• Абсорбер
• Обращение с отходами и побочными продуктами

Приготовление реагента заключается в транспортировке измельченного известняка (CaCO3) из бункера-хранилища в питательный резервуар с перемешиванием. Полученная известняковая суспензия затем перекачивается в резервуар абсорбера вместе с дымовыми газами котла и окислительным воздухом. Распылительные форсунки поставляют мелкие капли реагента, которые затем текут противотоком к поступающему дымовому газу. SO2 в дымовых газах реагирует с реагентом, богатым кальцием, с образованием сульфита кальция (CaSO3) и CO2. Подаваемый в абсорбер воздух способствует окислению CaSO3 до CaSO4 (дигидратная форма).

Основные реакции LSFO:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Окисленная суспензия собирается в нижней части абсорбера и впоследствии возвращается вместе со свежим реагентом обратно в коллекторы распылительных форсунок. Часть рециркуляционного потока отводится в систему обработки отходов/побочных продуктов, которая обычно состоит из гидроциклонов, барабанных или ленточных фильтров и резервуара для сбора сточных вод/щелока с перемешиванием. Сточные воды из сборного резервуара возвращаются в резервуар подачи известнякового реагента или в гидроциклон, где избыток удаляется в виде сточных вод.

Типичная схема процесса влажной очистки с применением извести/известняка

Системы мокрого LSFO обычно могут обеспечить эффективность удаления SO2 на уровне 95–97 процентов. Однако достичь уровня выше 97,5 процентов для удовлетворения требований по контролю выбросов сложно, особенно для заводов, использующих угли с высоким содержанием серы. Можно добавить магниевые катализаторы или прокалить известняк до получения извести с более высокой реакционной способностью (CaO), но такие модификации предполагают дополнительное заводское оборудование и связанные с этим затраты на рабочую силу и электроэнергию. Например, обжиг извести требует установки отдельной печи для обжига извести. Кроме того, известь легко осаждается, и это увеличивает вероятность образования накипи в скруббере.

Затраты на обжиг в печи для обжига извести можно снизить, если впрыскивать известняк непосредственно в топку котла. При таком подходе известь, образующаяся в котле, уносится с дымовыми газами в скруббер. Возможные проблемы включают засорение котла, нарушение теплопередачи и инактивацию извести из-за перегорания в котле. Более того, известь снижает температуру потока расплавленной золы в угольных котлах, что приводит к образованию твердых отложений, которых в противном случае не было бы.

Жидкие отходы процесса LSFO обычно направляются в стабилизационные пруды вместе с жидкими отходами из других частей электростанции. Влажные жидкие стоки ДДГ могут быть насыщены сульфитными и сульфатными соединениями, а экологические соображения обычно ограничивают их попадание в реки, ручьи или другие водотоки. Кроме того, возврат сточных вод/щелока обратно в скруббер может привести к накоплению растворенных солей натрия, калия, кальция, магния или хлоридов. Эти виды могут в конечном итоге кристаллизоваться, если не будет обеспечен достаточный отвод, чтобы поддерживать концентрацию растворенных солей ниже уровня насыщения. Дополнительной проблемой является медленная скорость осаждения твердых отходов, что приводит к необходимости строительства больших стабилизирующих прудов большого объема. В типичных условиях отстоявшийся слой пруда-стабилизатора может содержать 50 и более процентов жидкой фазы даже после нескольких месяцев хранения.

Сульфат кальция, извлеченный из суспензии рецикла абсорбера, может содержать большое количество непрореагировавшего известняка и золы сульфита кальция. Эти загрязнители могут препятствовать продаже сульфата кальция в качестве синтетического гипса для использования в производстве стеновых плит, штукатурки и цемента. Непрореагировавший известняк является основной примесью, встречающейся в синтетическом гипсе, а также является распространенной примесью в природном (добываемом) гипсе. Хотя сам по себе известняк не влияет на свойства конечной продукции из стеновых плит, его абразивные свойства создают проблемы изнашивания технологического оборудования. Сульфит кальция является нежелательной примесью в любом гипсе, поскольку его мелкий размер частиц создает проблемы с образованием окалины и другие проблемы обработки, такие как промывка и обезвоживание осадка.

Если твердые вещества, образующиеся в процессе LSFO, не продаются на коммерческой основе как синтетический гипс, это создает серьезную проблему утилизации отходов. Для котла мощностью 1000 МВт, работающего на угле с содержанием серы 1 процент, количество гипса составляет примерно 550 тонн (коротких)/день. На том же заводе, работающем на угле с содержанием серы 2 процента, производство гипса увеличивается примерно до 1100 тонн/день. Если добавить около 1000 тонн/день на производство летучей золы, то общий тоннаж твердых отходов составит примерно 1550 тонн/день для угля с содержанием серы 1 процент и 2100 тонн/день для варианта с содержанием серы 2 процента.

Преимущества EADS

Проверенная технология, альтернативная очистке LSFO, заменяет известняк аммиаком в качестве реагента для удаления SO2. Компоненты измельчения, хранения, обработки и транспортировки твердых реагентов в системе LSFO заменяются простыми резервуарами для хранения водного или безводного аммиака. На рисунке 2 показана блок-схема системы EADS, предоставленная JET Inc.

Аммиак, дымовые газы, окислительный воздух и техническая вода поступают в абсорбер, содержащий несколько уровней распылительных форсунок. Форсунки генерируют мелкие капли аммиаксодержащего реагента, обеспечивая плотный контакт реагента с поступающими дымовыми газами по следующим реакциям:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

SO2 в потоке дымовых газов реагирует с аммиаком в верхней половине резервуара с образованием сульфита аммония. Дно резервуара абсорбера служит резервуаром для окисления, где воздух окисляет сульфит аммония до сульфата аммония. Полученный раствор сульфата аммония перекачивается обратно в коллекторы распылительных форсунок на нескольких уровнях абсорбера. Прежде чем очищенный дымовой газ выйдет из верхней части абсорбера, он проходит через туманоуловитель, который объединяет любые захваченные капли жидкости и улавливает мелкие частицы.

Реакция аммиака с SO2 и окисление сульфита до сульфата обеспечивает высокую степень использования реагента. На каждый фунт потребляемого аммиака производится четыре фунта сульфата аммония.

Как и в случае с процессом LSFO, часть потока рециркуляции реагентов/продуктов может быть отведена для получения коммерческого побочного продукта. В системе EADS раствор отводимого продукта перекачивается в систему улавливания твердых частиц, состоящую из гидроциклона и центрифуги, для концентрирования продукта сульфата аммония перед сушкой и упаковкой. Все жидкости (слив гидроциклона и фугат центрифуги) направляются обратно в шламовый резервуар, а затем повторно вводятся в рециркуляционный поток абсорбера сульфата аммония.

• Системы EADS обеспечивают более высокую эффективность удаления SO2 (>99%), что дает угольным электростанциям большую гибкость в смешивании более дешевых углей с высоким содержанием серы.
• В то время как системы LSFO создают 0,7 тонны CO2 на каждую тонну удаленного SO2, процесс EADS не производит CO2.
• Поскольку известь и известняк менее реакционноспособны по сравнению с аммиаком в отношении удаления SO2, для достижения высоких скоростей циркуляции требуется более высокий расход технологической воды и энергия перекачки. Это приводит к более высоким эксплуатационным расходам для систем LSFO.
• Капитальные затраты на системы EADS аналогичны затратам на построение системы LSFO. Как отмечалось выше, хотя система EADS требует оборудования для переработки и упаковки побочных продуктов сульфата аммония, оборудование для подготовки реагентов, связанное с LSFO, не требуется для измельчения, обработки и транспортировки.

Наиболее отличительным преимуществом EADS является устранение как жидких, так и твердых отходов. Технология EADS представляет собой процесс с нулевым сбросом жидкости, что означает, что очистка сточных вод не требуется. Твердый побочный продукт сульфата аммония легко реализуется; Сульфат аммония является наиболее используемым удобрением и компонентом удобрений в мире, и до 2030 года ожидается рост мирового рынка. доступный. В зависимости от экономических и рыночных условий удобрение на основе сульфата аммония может компенсировать затраты на десульфурацию дымовых газов с использованием аммиака и потенциально обеспечить значительную прибыль.

Схема эффективного процесса десульфурации аммиака

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd является одним из крупнейших производителей новых материалов из карбидокремниевой керамики в Китае. Техническая керамика SiC: твердость по Моосу равна 9 (твердость по новой Моосу равна 13), с превосходной стойкостью к эрозии и коррозии, отличной стойкостью к истиранию и антиокислителю. Срок службы изделий из карбида кремния в 4–5 раз дольше, чем у материалов с содержанием 92% оксида алюминия. MOR RBSiC в 5–7 раз больше, чем у SNBSC, его можно использовать для изготовления более сложных форм. Расценки производятся быстро, доставка соответствует обещаниям, а качество не имеет себе равных. Мы всегда упорно стремимся к достижению наших целей и отдаем свои сердца обществу.