Förbränning av kol i kraftproduktionsanläggningar ger fast avfall, såsom botten och flygaska, och rökgas som släpps ut i atmosfären. Många anläggningar måste ta bort SOx-utsläpp från rökgaserna med hjälp av rökgasavsvavlingssystem (FGD). De tre ledande FGD-teknikerna som används i USA är våtskrubbning (85 % av installationerna), torrskrubbning (12 %) och insprutning av torr sorbent (3 %). Våtscrubbers tar vanligtvis bort mer än 90 % av SOx, jämfört med torrscrubbers som tar bort 80 %. Den här artikeln presenterar den senaste tekniken för att behandla avloppsvatten som genereras av våttFGD-system.
Wet FGD Basics
Våt FGD-teknologier har gemensamt en slurry-reaktorsektion och en avvattningssektion för fasta ämnen. Olika typer av absorbatorer har använts, inklusive packade torn och trågtorn, venturi-skrubbers och sprayscrubbers i reaktorsektionen. Absorbatorerna neutraliserar de sura gaserna med en alkalisk slurry av kalk, natriumhydroxid eller kalksten. Av ett antal ekonomiska skäl tenderar nyare scrubbers att använda kalkstensslam.
När kalksten reagerar med SOx under absorbatorns reducerande förhållanden omvandlas SO 2 (huvudkomponenten i SOx) till sulfit och en slurry rik på kalciumsulfit bildas. Tidigare FGD-system (kallade naturlig oxidation eller inhiberade oxidationssystem) producerade en kalciumsulfitbiprodukt. NyareFGD-systemanvända en oxidationsreaktor i vilken kalciumsulfitslurryn omvandlas till kalciumsulfat (gips); dessa kallas för kalkstenstvungen oxidation (LSFO) FGD-system.
Typiska moderna LSFO FGD-system använder antingen en spraytornsabsorbator med en integrerad oxidationsreaktor i basen (Figur 1) eller ett jetbubbelsystem. I varje absorberas gasen i en kalkstensslurry under anoxiska förhållanden; slurryn passerar sedan till en aerob reaktor eller reaktionszon, där sulfit omvandlas till sulfat och gips fälls ut. Hydraulisk kvarhållningstid i oxidationsreaktorn är cirka 20 minuter.
1. Spray kolonn kalksten forcerad oxidation (LSFO) FGD-system. I en LSFO-skrubber passerar slurry till en reaktor, där luft tillsätts för att tvinga fram oxidation av sulfit till sulfat. Denna oxidation verkar omvandla selenit till selenat, vilket resulterar i senare behandlingssvårigheter. Källa: CH2M HILL
Dessa system arbetar vanligtvis med suspenderade fasta ämnen på 14 % till 18 %. Suspenderade fasta ämnen består av fina och grova fasta gipsämnen, flygaska och inert material som införts med kalkstenen. När de fasta ämnena når en övre gräns rensas slurryn. De flesta LSFO FGD-system använder mekaniska system för separation av fasta ämnen och avvattningssystem för att separera gips och andra fasta ämnen från reningsvattnet (Figur 2).
2. FGD tömning av gipsavvattningssystem. I ett typiskt gipsavvattningssystem klassificeras eller separeras partiklarna i reningen i grova och fina fraktioner. Fina partiklar separeras i överflödet från hydroklonen för att producera ett underflöde som mestadels består av stora gipskristaller (för potentiell försäljning) som kan avvattnas till låg fukthalt med ett vakuumbandavvattningssystem. Källa: CH2M HILL
Vissa FGD-system använder gravitationsförtjockningsmedel eller sedimenteringsdammar för klassificering av fasta ämnen och avvattning, och vissa använder centrifuger eller roterande vakuumtrummaavvattningssystem, men de flesta nya system använder hydrokloner och vakuumband. Vissa kan använda två hydrokloner i serie för att öka avlägsnandet av fasta ämnen i avvattningssystemet. En del av hydroklonspillet kan återföras till FGD-systemet för att minska avloppsvattenflödet.
Spolning kan också initieras när det finns en ansamling av klorider i FGD-uppslamningen, nödvändig av gränser som ställs av korrosionsbeständigheten hos FGD-systemets konstruktionsmaterial.
FGD Avloppsvattenegenskaper
Många variabler påverkar FGDs avloppsvattensammansättning, såsom kol- och kalkstenssammansättning, typ av skrubber och gipsavvattningssystemet som används. Kol bidrar med sura gaser - såsom klorider, fluorider och sulfat - såväl som flyktiga metaller, inklusive arsenik, kvicksilver, selen, bor, kadmium och zink. Kalkstenen bidrar med järn och aluminium (från lermineraler) till FGDs avloppsvatten. Kalksten pulveriseras vanligtvis i en våtkulkvarn, och erosionen och korrosionen av kulorna bidrar med järn till kalkstensslammet. Leror tenderar att bidra med de inerta fina partiklarna, vilket är en av anledningarna till att avloppsvatten rensas från skrubbern.
Från: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; och Silas W. Givens, PE.
E-post:[e-postskyddad]
Posttid: 2018-04-04