Spaľovanie uhlia v energetických zariadeniach produkuje tuhý odpad, ako je popolček a popolček, a spaliny, ktoré sa uvoľňujú do atmosféry. Mnohé elektrárne musia odstraňovať emisie SOx zo spalín pomocou systémov odsirenia spalín (FGD). Tri hlavné technológie FGD používané v USA sú mokré čistenie (85 % inštalácií), suché čistenie (12 %) a vstrekovanie suchého sorbentu (3 %). Mokré čistenie zvyčajne odstraňuje viac ako 90 % SOx v porovnaní so suchými čisteniami, ktoré odstraňujú 80 %. Tento článok predstavuje najmodernejšie technológie na čistenie odpadových vôd, ktoré vznikajú mokrým čistením.Systémy odstraňovania plynov (FGD).
Základy mokrého FGD
Technológie mokrého FGD majú spoločné sekciu kalového reaktora a sekciu odvodňovania pevných látok. V reakčnej sekcii sa používajú rôzne typy absorbérov vrátane náplňových a etážových veží, Venturiho pračiek plynov a rozprašovacích pračiek plynov. Absorbéry neutralizujú kyslé plyny alkalickou suspenziou vápna, hydroxidu sodného alebo vápenca. Z mnohých ekonomických dôvodov novšie pračky plynov majú tendenciu používať vápencovú suspenziu.
Keď vápenec reaguje s SOx v redukčných podmienkach absorbéra, SO2 (hlavná zložka SOx) sa premieňa na siričitan a vzniká suspenzia bohatá na siričitan vápenatý. Skoršie systémy FGD (označované ako systémy s prirodzenou oxidáciou alebo inhibovanou oxidáciou) produkovali vedľajší produkt siričitan vápenatý. NovšieSystémy odstraňovania plynov (FGD)používajú oxidačný reaktor, v ktorom sa suspenzia siričitanu vápenatého premieňa na síran vápenatý (sadru); tieto sa označujú ako systémy FGD s nútenou oxidáciou vápenca (LSFO).
Typické moderné systémy FGD s LSFO používajú buď rozprašovaciu vežovú absorbérku s integrovaným oxidačným reaktorom v základni (obrázok 1), alebo systém s prúdovým prebublávačom. V oboch prípadoch sa plyn absorbuje vo vápencovej suspenzii za anoxických podmienok; suspenzia potom prechádza do aeróbneho reaktora alebo reakčnej zóny, kde sa siričitan premieňa na síran a sadrovec sa vyzráža. Hydraulická doba zadržania v oxidačnom reaktore je približne 20 minút.
1. Systém FGD s nútenou oxidáciou vápenca (LSFO) v rozprašovacej kolóne. V skrubri LSFO prechádza suspenzia do reaktora, kde sa pridáva vzduch na vynútenú oxidáciu siričitanu na síran. Zdá sa, že táto oxidácia premieňa seleničitan na selénan, čo vedie k neskorším ťažkostiam s čistením. Zdroj: CH2M HILL
Tieto systémy typicky pracujú s suspendovanými látkami v podiele 14 % až 18 %. Suspendované látky pozostávajú z jemných a hrubých sadrovcových pevných látok, popolčeka a inertného materiálu pridaného s vápencom. Keď pevné látky dosiahnu hornú hranicu, kal sa preplachuje. Väčšina systémov LSFO FGD používa mechanické systémy na separáciu pevných látok a odvodňovanie na oddelenie sadry a iných pevných látok od preplachovacej vody (obrázok 2).
2. Systém odvodňovania sadry preplachovaním FGD. V typickom systéme odvodňovania sadry sa častice v preplachovacom roztoku klasifikujú alebo oddeľujú na hrubé a jemné frakcie. Jemné častice sa oddeľujú v prepade z hydroklonu, čím sa vytvára spodný tok, ktorý pozostáva prevažne z veľkých kryštálov sadry (na potenciálny predaj), ktoré je možné odvodniť na nízky obsah vlhkosti pomocou vákuového pásového odvodňovacieho systému. Zdroj: CH2M HILL
Niektoré systémy FGD používajú na klasifikáciu a odvodňovanie pevných látok gravitačné zahusťovadlá alebo usadzovacie nádrže a niektoré používajú odstredivky alebo rotačné vákuové bubnové odvodňovacie systémy, ale väčšina nových systémov používa hydroklony a vákuové pásy. Niektoré môžu použiť dva hydroklony zapojené do série na zvýšenie odstraňovania pevných látok v odvodňovacom systéme. Časť prebytku hydroklonu sa môže vrátiť do systému FGD, aby sa znížil prietok odpadovej vody.
Preplachovanie sa môže začať aj vtedy, keď sa v suspenzii FGD nahromadia chloridy, čo je vyžadované obmedzeniami danými odolnosťou konštrukčných materiálov systému FGD proti korózii.
Charakteristiky odpadových vôd z FGD
Zloženie odpadovej vody z FGD ovplyvňuje mnoho premenných, ako napríklad zloženie uhlia a vápenca, typ skrubra a použitý systém odvodňovania sadry. Uhlie prispieva kyslými plynmi – ako sú chloridy, fluoridy a sírany – ako aj prchavými kovmi vrátane arzénu, ortuti, selénu, bóru, kadmia a zinku. Vápenec prispieva do odpadovej vody z FGD železom a hliníkom (z ílových minerálov). Vápenec sa zvyčajne melie v mokrom guľovom mlyne a erózia a korózia gúľ prispievajú k tvorbe železa do vápencovej suspenzie. Íly zvyčajne prispievajú inertnými jemnými časticami, čo je jeden z dôvodov, prečo sa odpadová voda z skrubra preplachuje.
Od: Thomasa E. Higginsa, PhD, PE; A. Thomasa Sandyho, PE; a Silasa W. Givensa, PE.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Čas príspevku: 4. augusta 2018