Pri zgorevanju premoga v obratih za proizvodnjo električne energije nastajajo trdni odpadki, kot so talni in leteči pepel ter dimni plini, ki se izpuščajo v ozračje. Številne naprave morajo odstraniti emisije SOx iz dimnih plinov s sistemi za razžveplanje dimnih plinov (FGD). Tri vodilne tehnologije FGD, ki se uporabljajo v ZDA, so mokro čiščenje (85 % naprav), suho čiščenje (12 %) in suho vbrizgavanje sorbenta (3 %). Mokri pralniki običajno odstranijo več kot 90 % SOx v primerjavi s suhimi pralniki, ki odstranijo 80 %. Ta članek predstavlja najsodobnejše tehnologije za čiščenje odpadne vode, ki nastaja zaradi mokregaFGD sistemi.
Osnove mokre FGD
Tehnologije mokre FGD imajo skupen del reaktorja za gnojevko in del za odstranjevanje vode iz trdnih snovi. Uporabljeni so bili različni tipi absorberjev, vključno s polnjenimi stolpi in stolpi s pladnji, venturijevimi pralniki in razpršilnimi pralniki v reaktorskem delu. Absorberji nevtralizirajo kisle pline z alkalno suspenzijo apna, natrijevega hidroksida ali apnenca. Zaradi številnih ekonomskih razlogov novejši pralniki običajno uporabljajo apnenčasto gnojevko.
Ko apnenec reagira s SOx v redukcijskih pogojih absorberja, se SO 2 (glavna sestavina SOx) pretvori v sulfit in nastane gnojevka, bogata s kalcijevim sulfitom. Prejšnji sistemi FGD (imenovani sistemi naravne oksidacije ali sistemi z inhibirano oksidacijo) so proizvajali stranski produkt kalcijevega sulfita. NovejšeFGD sistemiuporabite oksidacijski reaktor, v katerem se suspenzija kalcijevega sulfita pretvori v kalcijev sulfat (mavec); ti se imenujejo sistemi FGD s prisilno oksidacijo apnenca (LSFO).
Tipični sodobni sistemi LSFO FGD uporabljajo bodisi absorber v razpršilnem stolpu z vgrajenim oksidacijskim reaktorjem v dnu (slika 1) bodisi sistem z mehurčki. V vsakem se plin absorbira v apnenčasti kaši pod anoksičnimi pogoji; brozga nato preide v aerobni reaktor ali reakcijsko cono, kjer se sulfit pretvori v sulfat in se obori sadra. Hidravlični čas zadrževanja v oksidacijskem reaktorju je približno 20 minut.
1. Sistem FGD s prisilno oksidacijo apnenca (LSFO) z razpršilno kolono. V pralniku LSFO prehaja gošča v reaktor, kjer se doda zrak, da se pospeši oksidacija sulfita v sulfat. Zdi se, da ta oksidacija pretvori selenit v selenat, kar povzroči kasnejše težave pri zdravljenju. Vir: CH2M HILL
Ti sistemi običajno delujejo s suspendiranimi trdnimi snovmi od 14 % do 18 %. Suspendirane trdne snovi so sestavljene iz finih in grobih trdnih delcev mavca, letečega pepela in inertnega materiala, vnesenega z apnencem. Ko trdne snovi dosežejo zgornjo mejo, se gnojevka odstrani. Večina sistemov LSFO FGD uporablja sisteme za mehansko ločevanje trdnih delcev in sisteme za odstranjevanje vode za ločevanje sadre in drugih trdnih delcev od čistilne vode (slika 2).
2. FGD čistilni sistem za odstranjevanje vode iz mavca. V tipičnem sistemu za odstranjevanje vode iz mavca so delci pri čiščenju razvrščeni ali ločeni na grobe in fine frakcije. Drobni delci se ločijo v pretoku iz hidroklona, da nastane spodnji tok, ki je sestavljen večinoma iz velikih kristalov sadre (za morebitno prodajo), ki jih je mogoče odstraniti z vodo do nizke vsebnosti vlage s sistemom za odvodnjavanje z vakuumskim trakom. Vir: CH2M HILL
Nekateri sistemi FGD uporabljajo gravitacijske zgoščevalce ali usedalne bazene za razvrščanje trdnih delcev in odstranjevanje vode, nekateri pa uporabljajo centrifuge ali sisteme za odstranjevanje vode z rotacijskimi vakuumskimi bobni, vendar večina novih sistemov uporablja hidroklone in vakuumske trakove. Nekateri lahko uporabljajo dva hidroklona zaporedno, da povečajo odstranjevanje trdnih delcev v sistemu za odstranjevanje vode. Del pretoka hidroklona se lahko vrne v sistem FGD, da se zmanjša pretok odpadne vode.
Čiščenje se lahko sproži tudi, ko pride do kopičenja kloridov v gnojevki FGD, kar je potrebno zaradi omejitev, ki jih nalaga odpornost proti koroziji konstrukcijskih materialov sistema FGD.
Značilnosti FGD odpadne vode
Številne spremenljivke vplivajo na sestavo odpadne vode FGD, kot so sestava premoga in apnenca, vrsta pralnika in uporabljeni sistem za odstranjevanje vode iz sadre. Premog prispeva kisle pline - kot so kloridi, fluoridi in sulfati - ter hlapne kovine, vključno z arzenom, živim srebrom, selenom, borom, kadmijem in cinkom. Apnenec prispeva železo in aluminij (iz mineralov gline) v odpadno vodo FGD. Apnenec se običajno zmelje v mokrem krogličnem mlinu, erozija in korozija kroglic pa prispevata železo k apnenčasti kaši. Glina ponavadi prispeva k inertnim drobnim delcem, kar je eden od razlogov, zakaj se odpadna voda odvaja iz pralnika.
Od: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; in Silas W. Givens, PE.
E-pošta:[e-pošta zaščitena]
Čas objave: 4. avgusta 2018