Šoba FGD iz silicijevega karbida za razžveplanje v elektrarni

Absorberske šobe za razžveplanje dimnih plinov (FGD).
Odstranjevanje žveplovih oksidov, običajno imenovanih SOx, iz izpušnih plinov z uporabo alkalnega reagenta, kot je mokra apnenčasta gošča.

Kadar se fosilna goriva uporabljajo v procesih izgorevanja za delovanje kotlov, peči ali druge opreme, lahko sproščajo SO2 ali SO3 kot del izpušnih plinov. Ti žveplovi oksidi zlahka reagirajo z drugimi elementi in tvorijo škodljive spojine, kot je žveplova kislina, in lahko negativno vplivajo na zdravje ljudi in okolje. Zaradi teh možnih učinkov je nadzor te spojine v dimnih plinih bistveni del elektrarn na premog in drugih industrijskih aplikacij.

Zaradi pomislekov glede erozije, zamašitev in kopičenja je eden najbolj zanesljivih sistemov za nadzor teh emisij postopek mokrega razžveplanja dimnih plinov v odprtem stolpu (FGD) z uporabo apnenca, hidriranega apna, morske vode ali druge alkalne raztopine. Razpršilne šobe lahko učinkovito in zanesljivo porazdelijo to brozgo v absorpcijske stolpe. Z ustvarjanjem enotnih vzorcev pravilno velikih kapljic lahko te šobe učinkovito ustvarijo površino, potrebno za pravilno absorpcijo, hkrati pa zmanjšajo vnos čistilne raztopine v dimni plin.

Izbira šobe absorberja FGD:
Pomembni dejavniki, ki jih je treba upoštevati:

Gostota in viskoznost čistilnega medija
Zahtevana velikost kapljice
Pravilna velikost kapljic je bistvenega pomena za zagotavljanje ustreznih stopenj absorpcije
Material šobe
Ker je dimni plin pogosto jedek in je čistilna tekočina pogosto gošča z visoko vsebnostjo trdnih delcev in abrazivnimi lastnostmi, je pomembna izbira ustreznega materiala, odpornega proti koroziji in obrabi.
Odpornost na zamašitev šob
Ker je čistilna tekočina pogosto gnojevka z visoko vsebnostjo trdnih delcev, je pomembna izbira šobe glede na odpornost proti zamašitvam
Vzorec in postavitev pršilne šobe
Da bi zagotovili pravilno absorpcijo, je pomembna popolna pokritost plinskega toka brez obvoda in zadosten čas zadrževanja
Velikost in vrsta priključka šobe
Zahtevane stopnje pretoka čistilne tekočine
Razpoložljiv padec tlaka (∆P) čez šobo
∆P = dovodni tlak na vstopu v šobo – procesni tlak zunaj šobe
Naši izkušeni inženirji vam lahko pomagajo določiti, katera šoba bo delovala v skladu z vašimi podrobnostmi o zasnovi
Pogoste uporabe in industrije absorpcijske šobe FGD:
Elektrarne na premog in druga fosilna goriva
Rafinerije nafte
Sežigalnice komunalnih odpadkov
Cementne peči
Topilnice kovin

Podatkovni list o materialu SiC

Slabosti apna/apnenca

Kot je prikazano na sliki 1, sistemi FGD, ki uporabljajo prisilno oksidacijo apna/apnenca (LSFO), vključujejo tri glavne podsisteme:

• Priprava reagenta, rokovanje in shranjevanje
• Absorber posoda
• Ravnanje z odpadki in stranskimi proizvodi

Priprava reagenta je sestavljena iz transporta zdrobljenega apnenca (CaCO3) iz skladiščnega silosa v rezervoar z mešanim dovodom. Nastala apnenčasta gošča se nato črpa v absorbersko posodo skupaj z dimnimi plini kotla in oksidacijskim zrakom. Razpršilne šobe dovajajo drobne kapljice reagenta, ki nato tečejo v nasprotnem toku z vhodnim dimnim plinom. SO2 v dimnih plinih reagira z reagentom, bogatim s kalcijem, da nastane kalcijev sulfit (CaSO3) in CO2. Zrak, doveden v absorber, spodbuja oksidacijo CaSO3 v CaSO4 (dihidratna oblika).

Osnovne reakcije LSFO so:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Oksidirana gošča se zbira na dnu absorberja in se nato skupaj s svežim reagentom reciklira nazaj v glave razpršilnih šob. Del toka recikliranja se umakne v sistem za ravnanje z odpadki/stranskimi produkti, ki je običajno sestavljen iz hidrociklonov, bobnastih ali tračnih filtrov in mešane posode za odpadno vodo/luknje. Odpadna voda iz zadrževalnega rezervoarja se reciklira nazaj v dovodni rezervoar apnenčastega reagenta ali v hidrociklon, kjer se pretok odstrani kot iztok.

Tipična shema postopka mokrega čiščenja z apnom/apnencem s prisilnim oksidiranjem

Mokri sistemi LSFO običajno lahko dosežejo učinkovitost odstranjevanja SO2 95-97 odstotkov. Doseganje ravni nad 97,5 odstotka za izpolnjevanje zahtev glede nadzora emisij pa je težko, zlasti za naprave, ki uporabljajo premog z visoko vsebnostjo žvepla. Dodamo lahko magnezijeve katalizatorje ali pa apnenec kalciniramo v apno z višjo reaktivnostjo (CaO), vendar takšne spremembe vključujejo dodatno opremo obrata in s tem povezane stroške dela in energije. Žganje v apno na primer zahteva namestitev ločene peči za žganje apna. Poleg tega se apno zlahka obori, kar poveča možnost za nastanek oblog vodnega kamna v pralniku.

Stroške žganja z apneno pečjo lahko zmanjšamo z neposrednim vbrizgavanjem apnenca v kurišče kotla. Pri tem pristopu se apno, ki nastane v kotlu, prenaša z dimnimi plini v pralnik. Možne težave vključujejo umazanijo kotla, motnje pri prenosu toplote in inaktivacijo apna zaradi pregorevanja v kotlu. Poleg tega apno zniža temperaturo pretoka staljenega pepela v kotlih na premog, kar povzroči trdne usedline, ki se sicer ne bi pojavile.

Tekoči odpadki iz procesa LSFO so običajno usmerjeni v stabilizacijske bazene skupaj s tekočimi odpadki od drugod v elektrarni. Tekočina iz mokre FGD je lahko nasičena s sulfitnimi in sulfatnimi spojinami, okoljski vidiki pa običajno omejujejo njeno sproščanje v reke, potoke ali druge vodotoke. Poleg tega lahko recikliranje odpadne vode/tekočine nazaj v pralnik povzroči kopičenje raztopljenih natrijevih, kalijevih, kalcijevih, magnezijevih ali kloridnih soli. Te vrste lahko sčasoma kristalizirajo, razen če je zagotovljeno zadostno odvajanje, da koncentracije raztopljene soli ostanejo pod nasičenostjo. Dodaten problem je počasno usedanje trdnih delcev odpadkov, zaradi česar so potrebni veliki stabilizacijski bazeni z veliko prostornino. V tipičnih pogojih lahko usedlina v stabilizacijskem bazenu vsebuje 50 odstotkov ali več tekoče faze tudi po več mesecih skladiščenja.

Kalcijev sulfat, pridobljen iz gošče za recikliranje absorberja, ima lahko visoko vsebnost nezreagiranega apnenca in pepela kalcijevega sulfita. Ti onesnaževalci lahko preprečijo prodajo kalcijevega sulfata kot sintetične sadre za uporabo v proizvodnji stenskih plošč, mavca in cementa. Nereagiran apnenec je prevladujoča nečistoča v sintetičnem mavcu in je tudi pogosta nečistoča v naravnem (izkopanem) mavcu. Medtem ko apnenec sam po sebi ne vpliva na lastnosti končnih izdelkov stenskih plošč, njegove abrazivne lastnosti povzročajo težave z obrabo opreme za obdelavo. Kalcijev sulfit je neželena nečistoča v kateri koli sadri, saj njegova drobna velikost delcev povzroča težave z luščenjem in druge težave pri obdelavi, kot sta pranje pogače in odstranjevanje vode.

Če trdne snovi, nastale v procesu LSFO, niso komercialno tržne kot sintetična sadra, to predstavlja velik problem pri odstranjevanju odpadkov. Za kotel z močjo 1000 MW, ki kuri 1 odstotek žveplovega premoga, je količina sadre približno 550 ton (kratko)/dan. Za isto elektrarno, ki kuri 2-odstotni žveplov premog, se proizvodnja sadre poveča na približno 1100 ton/dan. Če dodamo približno 1000 ton/dan za proizvodnjo letečega pepela, to prinese skupno tonažo trdnih odpadkov na približno 1550 ton/dan za primer z 1 odstotkom žveplovega premoga in 2100 ton/dan za primer z 2 odstotkom žvepla.

Prednosti EADS

Preverjena tehnološka alternativa čiščenju z LSFO nadomešča apnenec z amoniakom kot reagentom za odstranjevanje SO2. Komponente za mletje, shranjevanje, ravnanje in transport trdnih reagentov v sistemu LSFO nadomestijo preprosti rezervoarji za shranjevanje vodnega ali brezvodnega amoniaka. Slika 2 prikazuje shemo toka za sistem EADS, ki jo zagotavlja JET Inc.

Amoniak, dimni plin, oksidacijski zrak in tehnološka voda vstopijo v absorber, ki vsebuje več nivojev pršilnih šob. Šobe proizvajajo drobne kapljice reagenta, ki vsebuje amoniak, da zagotovijo tesen stik reagenta z vhodnim dimnim plinom v skladu z naslednjimi reakcijami:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

SO2 v toku dimnih plinov reagira z amoniakom v zgornji polovici posode, da proizvede amonijev sulfit. Dno absorberske posode služi kot oksidacijski rezervoar, kjer zrak oksidira amonijev sulfit v amonijev sulfat. Nastala raztopina amonijevega sulfata se črpa nazaj v glave razpršilnih šob na več ravneh v absorberju. Preden prečiščeni dimni plini zapustijo vrh absorberja, preidejo skozi odstranjevalec meglice, ki združuje vse vnesene kapljice tekočine in zajame drobne delce.

Reakcija amoniaka s SO2 in oksidacija sulfita v sulfat dosežeta visoko stopnjo izkoristka reagenta. Za vsak funt porabljenega amoniaka nastanejo štirje funti amonijevega sulfata.

Tako kot pri procesu LSFO se lahko del toka recikliranja reagenta/produkta odvzame, da se proizvede komercialni stranski produkt. V sistemu EADS se raztopina produkta za vzlet črpa v sistem za rekuperacijo trdnih delcev, ki ga sestavljata hidrociklon in centrifuga za koncentriranje produkta amonijevega sulfata pred sušenjem in pakiranjem. Vse tekočine (hidrociklonski preliv in centrifugalni centrifuga) se usmerijo nazaj v rezervoar za gnojevko in nato ponovno vnesejo v reciklažni tok absorberskega amonijevega sulfata.

• Sistemi EADS zagotavljajo višjo učinkovitost odstranjevanja SO2 (>99 %), kar daje elektrarnam na premog večjo prilagodljivost pri mešanju cenejših premogov z visoko vsebnostjo žvepla.
• Medtem ko sistemi LSFO ustvarijo 0,7 tone CO2 za vsako tono odstranjenega SO2, postopek EADS ne proizvaja CO2.
• Ker sta apno in apnenec manj reaktivna v primerjavi z amoniakom za odstranjevanje SO2, je za doseganje visokih stopenj kroženja potrebna večja poraba tehnološke vode in energije črpanja. Posledica tega so višji obratovalni stroški sistemov LSFO.
• Stroški kapitala za sisteme EADS so podobni tistim za izgradnjo sistema LSFO. Kot je navedeno zgoraj, medtem ko sistem EADS zahteva predelavo stranskih produktov amonijevega sulfata in opremo za pakiranje, naprave za pripravo reagenta, povezane z LSFO, niso potrebne za mletje, rokovanje in transport.

Najizrazitejša prednost EADS je odstranjevanje tekočih in trdnih odpadkov. Tehnologija EADS je postopek brez izpusta tekočine, kar pomeni, da čiščenje odpadne vode ni potrebno. Trden stranski produkt amonijevega sulfata je zlahka tržen; amonijev sulfat je najbolj uporabljeno gnojilo in komponenta gnojila na svetu, rast svetovnega trga pa se pričakuje do leta 2030. Poleg tega, medtem ko proizvodnja amonijevega sulfata zahteva centrifugo, sušilnik, transportni trak in opremo za pakiranje, so ti predmeti nezaščiteni in komercialni na voljo. Odvisno od gospodarskih in tržnih pogojev lahko gnojilo iz amonijevega sulfata nadomesti stroške razžveplanja dimnih plinov na osnovi amoniaka in potencialno zagotovi znaten dobiček.

Shema učinkovitega postopka razžveplanja amoniaka

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd je ena največjih rešitev za nove materiale iz keramike iz silicijevega karbida na Kitajskem. SiC tehnična keramika: Mohova trdota je 9 (New Mohova trdota je 13), z odlično odpornostjo proti eroziji in koroziji, odlično odpornostjo proti obrabi – odpornosti in antioksidaciji. Življenjska doba izdelka SiC je 4- do 5-krat daljša od materiala iz 92 % aluminijevega oksida. MOR RBSiC je 5- do 7-krat večji od SNBSC, zato se lahko uporablja za bolj zapletene oblike. Postopek ponudbe je hiter, dostava je v skladu z obljubo in kakovost je brez para. Vedno vztrajamo pri izzivanju svojih ciljev in vračamo svoje srce družbi.