Elektrik santralinde kükürt giderme için Silisyum Karbür FGD Nozulu

Baca Gazı Kükürt Giderme (FGD) Absorber Nozulları
Egzoz gazlarından, genellikle SOx olarak adlandırılan kükürt oksitlerin, ıslak kireçtaşı bulamacı gibi alkali bir reaktif kullanılarak uzaklaştırılması.

Fosil yakıtlar, kazanları, fırınları veya diğer ekipmanları çalıştırmak için yanma süreçlerinde kullanıldığında, egzoz gazının bir parçası olarak SO2 veya SO3 salma potansiyeline sahiptir. Bu kükürt oksitler, sülfürik asit gibi zararlı bileşikler oluşturmak için diğer elementlerle kolayca reaksiyona girer ve insan sağlığını ve çevreyi olumsuz etkileme potansiyeline sahiptir. Bu potansiyel etkiler nedeniyle, baca gazlarındaki bu bileşiğin kontrolü, kömürle çalışan enerji santralleri ve diğer endüstriyel uygulamalar için önemli bir unsurdur.

Erozyon, tıkanma ve birikme endişeleri nedeniyle, bu emisyonları kontrol altına almak için en güvenilir sistemlerden biri, kireç taşı, hidratlı kireç, deniz suyu veya diğer alkali çözeltiler kullanan açık kuleli ıslak baca gazı kükürt giderme (FGD) işlemidir. Püskürtme nozulları, bu bulamaçları etkili ve güvenilir bir şekilde emilim kulelerine dağıtabilir. Bu nozullar, uygun boyutta damlacıklardan oluşan homojen desenler oluşturarak, uygun emilim için gereken yüzey alanını etkili bir şekilde oluşturabilir ve aynı zamanda yıkama çözeltisinin baca gazına karışmasını en aza indirebilir.

FGD Absorber Nozulunun Seçimi:
Dikkat edilmesi gereken önemli faktörler:

Fırçalama ortamının yoğunluğu ve viskozitesi
Gerekli damlacık boyutu
Uygun emilim oranlarının sağlanması için doğru damlacık boyutu önemlidir
Nozul malzemesi
Baca gazı genellikle aşındırıcı olduğundan ve yıkama sıvısı sıklıkla yüksek katı madde içeriğine ve aşındırıcı özelliklere sahip bir bulamaç olduğundan, uygun korozyon ve aşınmaya dayanıklı malzemeyi seçmek önemlidir
Nozul tıkanma direnci
Fırçalama sıvısı sıklıkla yüksek katı madde içeriğine sahip bir bulamaç olduğundan, tıkanma direncine göre nozul seçimi önemlidir
Nozul püskürtme deseni ve yerleşimi
Uygun emilimin sağlanması için gaz akışının bypass olmadan tam olarak kaplanması ve yeterli kalma süresi önemlidir
Nozul bağlantı boyutu ve tipi
Gerekli yıkama sıvısı akış hızları
Nozul boyunca mevcut basınç düşüşü (∆P)
∆P = nozul girişindeki besleme basıncı – nozul dışındaki işlem basıncı
Deneyimli mühendislerimiz, tasarım detaylarınıza göre hangi nozulun gerektiği gibi performans göstereceğini belirlemenize yardımcı olabilir.
Yaygın FGD Absorber Nozul Kullanımları ve Endüstrileri:
Kömür ve diğer fosil yakıtlı enerji santralleri
Petrol rafinerileri
Belediye atık yakma tesisleri
Çimento fırınları
Metal eritme tesisleri

SiC Malzeme Veri Sayfası

Kireç/Kireçtaşının Dezavantajları

Şekil 1'de görüldüğü gibi, kireç/kireçtaşı zorlamalı oksidasyon (LSFO) kullanan FGD sistemleri üç ana alt sistemi içerir:

• Reaktif hazırlama, taşıma ve depolama
• Emici kap
• Atık ve yan ürün işleme

Reaktif hazırlama, kırılmış kireçtaşının (CaCO3) bir depolama silosundan çalkalanan bir besleme tankına taşınmasından oluşur. Elde edilen kireçtaşı bulamacı, kazan baca gazı ve oksitleyici hava ile birlikte emici kabına pompalanır. Püskürtme nozulları, gelen baca gazına ters yönde akan ince reaktif damlacıkları sağlar. Baca gazındaki SO2, kalsiyum açısından zengin reaktifle reaksiyona girerek kalsiyum sülfit (CaSO3) ve CO2 oluşturur. Emiciye verilen hava, CaSO3'ün CaSO4'e (dihidrat formu) oksidasyonunu destekler.

Temel LSFO reaksiyonları şunlardır:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Oksitlenmiş bulamaç, emicinin tabanında toplanır ve ardından taze reaktifle birlikte püskürtme memesi başlıklarına geri dönüştürülür. Geri dönüşüm akışının bir kısmı, genellikle hidrosiklonlar, tambur veya bant filtreler ve çalkalanan bir atık su/sıvı tutma tankından oluşan atık/yan ürün işleme sistemine geri çekilir. Tutma tankından gelen atık su, kireçtaşı reaktif besleme tankına veya taşan suyun atık su olarak atıldığı bir hidrosiklona geri dönüştürülür.

Tipik Kireç/Kireçtaşı Zorlamalı Oksitleme Islak Yıkama İşlemi Şeması

Islak LSFO sistemleri genellikle %95-97 oranında SO2 giderim verimliliği sağlayabilir. Ancak, özellikle yüksek kükürtlü kömür kullanan tesislerde, emisyon kontrol gerekliliklerini karşılamak için %97,5'in üzerindeki seviyelere ulaşmak zordur. Magnezyum katalizörleri eklenebilir veya kireçtaşı daha yüksek reaktiviteli kireci (CaO) elde etmek için kalsine edilebilir, ancak bu tür değişiklikler ek tesis ekipmanı ve ilgili işçilik ve enerji maliyetlerini gerektirir. Örneğin, kirece kalsine etme işlemi ayrı bir kireç fırını kurulmasını gerektirir. Ayrıca, kireç kolayca çökelir ve bu da yıkayıcıda kireç tortusu oluşma olasılığını artırır.

Kireç fırınıyla kalsinasyon maliyeti, kazan fırınına doğrudan kireçtaşı enjekte edilerek düşürülebilir. Bu yaklaşımda, kazanda oluşan kireç, baca gazıyla birlikte yıkayıcıya taşınır. Olası sorunlar arasında kazan kirlenmesi, ısı transferinin engellenmesi ve kazanda aşırı yanma nedeniyle kirecin inaktivasyonu yer alır. Ayrıca, kireç, kömürle çalışan kazanlarda erimiş külün akış sıcaklığını düşürerek, normalde oluşmayacak katı tortuların oluşmasına neden olur.

LSFO işleminden çıkan sıvı atıklar, genellikle santralin diğer yerlerinden gelen sıvı atıklarla birlikte stabilizasyon havuzlarına yönlendirilir. Islak FGD sıvı çıkışı, sülfit ve sülfat bileşikleriyle doymuş olabilir ve çevresel faktörler genellikle nehirlere, akarsulara veya diğer su yollarına salınımını sınırlar. Ayrıca, atık su/sıvının yıkayıcıya geri dönüştürülmesi, çözünmüş sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum veya klorür tuzlarının birikmesine yol açabilir. Bu tuzlar, çözünmüş tuz konsantrasyonlarını doygunluğun altında tutmak için yeterli hava alma sağlanmadığı takdirde sonunda kristalleşebilir. Ek bir sorun da, atık katıların yavaş çökelme hızıdır ve bu da büyük, yüksek hacimli stabilizasyon havuzlarına ihtiyaç duyulmasına neden olur. Tipik koşullarda, bir stabilizasyon havuzundaki çöken tabaka, birkaç aylık depolamadan sonra bile %50 veya daha fazla sıvı faz içerebilir.

Absorber geri dönüşüm bulamacından geri kazanılan kalsiyum sülfat, tepkimeye girmemiş kireçtaşı ve kalsiyum sülfit külü açısından zengin olabilir. Bu kirleticiler, kalsiyum sülfatın duvar paneli, sıva ve çimento üretiminde kullanılmak üzere sentetik alçı olarak satılmasını engelleyebilir. Tepkimeye girmemiş kireçtaşı, sentetik alçıda bulunan baskın safsızlıktır ve aynı zamanda doğal (madencilikle elde edilen) alçıda da yaygın bir safsızlıktır. Kireçtaşının kendisi duvar paneli nihai ürünlerinin özelliklerini etkilemese de, aşındırıcı özellikleri işleme ekipmanlarında aşınma sorunlarına yol açar. Kalsiyum sülfit, ince parçacık boyutu nedeniyle kireçlenme sorunlarına ve kek yıkama ve susuzlaştırma gibi diğer işleme sorunlarına neden olduğundan, herhangi bir alçıda istenmeyen bir safsızlıktır.

LSFO prosesinde oluşan katılar sentetik alçıtaşı olarak ticari olarak pazarlanamıyorsa, bu durum önemli bir atık bertaraf sorununa yol açar. %1 kükürtlü kömür yakan 1000 MW'lık bir kazan için alçıtaşı miktarı yaklaşık 550 ton/gündür. %2 kükürtlü kömür yakan aynı tesis için alçıtaşı üretimi yaklaşık 1100 ton/güne çıkar. Uçucu kül üretimi için de günde yaklaşık 1000 ton eklendiğinde, %1 kükürtlü kömür için toplam katı atık tonajı yaklaşık 1550 ton/güne, %2 kükürtlü kömür için ise 2100 ton/güne ulaşır.

EADS Avantajları

LSFO yıkamaya alternatif olarak kanıtlanmış bir teknoloji, SO2 giderimi için reaktif olarak kireç taşı yerine amonyak kullanır. Bir LSFO sistemindeki katı reaktif öğütme, depolama, elleçleme ve taşıma bileşenleri, sulu veya susuz amonyak için basit depolama tanklarıyla değiştirilir. Şekil 2, JET Inc. tarafından sağlanan EADS sisteminin akış şemasını göstermektedir.

Amonyak, baca gazı, oksitleyici hava ve proses suyu, çok sayıda püskürtme memesi içeren bir absorbere girer. Memeler, aşağıdaki reaksiyonlara göre reaktifin gelen baca gazıyla yakın temasını sağlamak için ince amonyak içeren reaktif damlacıkları üretir:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

Baca gazı akımındaki SO2, kabın üst yarısında amonyakla reaksiyona girerek amonyum sülfit üretir. Absorber kabının tabanı, havanın amonyum sülfiti amonyum sülfata oksitlediği bir oksidasyon tankı görevi görür. Elde edilen amonyum sülfat çözeltisi, absorber içindeki çeşitli seviyelerdeki püskürtme memesi başlıklarına geri pompalanır. Yıkanmış baca gazı absorberin üst kısmından çıkmadan önce, içinde bulunan sıvı damlacıklarını bir araya getiren ve ince partikülleri yakalayan bir buğu gidericiden geçer.

Amonyağın SO2 ile reaksiyonu ve sülfitin sülfata oksidasyonu, yüksek bir reaktif kullanım oranı sağlar. Tüketilen her bir pound amonyak için dört pound amonyum sülfat üretilir.

LSFO prosesinde olduğu gibi, reaktif/ürün geri dönüşüm akışının bir kısmı çekilerek ticari bir yan ürün elde edilebilir. EADS sisteminde, çıkan ürün çözeltisi, kurutma ve paketleme öncesinde amonyum sülfat ürününü yoğunlaştırmak için bir hidrosiklon ve santrifüjden oluşan bir katı geri kazanım sistemine pompalanır. Tüm sıvılar (hidrosiklon taşma ve santrifüj sentratı) bir bulamaç tankına geri yönlendirilir ve ardından emici amonyum sülfat geri dönüşüm akışına geri beslenir.

• EADS sistemleri daha yüksek SO2 giderme verimliliği (%99'dan fazla) sağlayarak kömürle çalışan enerji santrallerine daha ucuz, daha yüksek kükürtlü kömürleri harmanlama konusunda daha fazla esneklik sağlıyor.
• LSFO sistemleri her bir ton SO2 uzaklaştırıldığında 0,7 ton CO2 üretirken, EADS işlemi hiç CO2 üretmez.
• Kireç ve kireçtaşı, SO2 giderimi için amonyağa kıyasla daha az reaktif olduğundan, yüksek sirkülasyon hızlarına ulaşmak için daha yüksek proses suyu tüketimi ve pompalama enerjisi gerekir. Bu durum, LSFO sistemleri için daha yüksek işletme maliyetlerine yol açar.
• EADS sistemlerinin sermaye maliyetleri, bir LSFO sisteminin inşasına benzerdir. Yukarıda belirtildiği gibi, EADS sistemi amonyum sülfat yan ürün işleme ve paketleme ekipmanı gerektirirken, LSFO ile ilişkili reaktif hazırlama tesisleri öğütme, elleçleme ve taşıma için gerekli değildir.

EADS'nin en belirgin avantajı hem sıvı hem de katı atıkların ortadan kaldırılmasıdır. EADS teknolojisi sıfır sıvı deşarjlı bir işlemdir, yani atık su arıtımı gerektirmez. Katı amonyum sülfat yan ürünü kolayca pazarlanabilir; amonyak sülfat dünyada en çok kullanılan gübre ve gübre bileşenidir ve 2030 yılına kadar dünya çapında pazar büyümesi beklenmektedir. Ayrıca, amonyum sülfat üretimi santrifüj, kurutucu, konveyör ve paketleme ekipmanı gerektirse de, bu ürünler tescilli olmayıp ticari olarak temin edilebilir. Ekonomik ve piyasa koşullarına bağlı olarak, amonyum sülfat gübresi, amonyak bazlı baca gazı kükürt giderme maliyetlerini karşılayabilir ve potansiyel olarak önemli bir kâr sağlayabilir.

Verimli Amonyak Kükürt Giderme İşlemi Şeması

Shandong Zhongpeng Özel Seramik A.Ş., Çin'in en büyük silisyum karbür seramik yeni malzeme çözümlerinden biridir. SiC teknik seramik: Moh's sertliği 9'dur (Yeni Moh's sertliği 13'tür), erozyon ve korozyona karşı mükemmel direnç, mükemmel aşınma direnci ve oksidasyon direncine sahiptir. SiC ürününün kullanım ömrü, %92 alüminyum oksit malzemeden 4 ila 5 kat daha uzundur. RBSiC'nin MOR değeri, SNBSC'nin 5 ila 7 katıdır ve daha karmaşık şekiller için kullanılabilir. Fiyat teklifi süreci hızlıdır, teslimat söz verildiği gibidir ve kalite rakipsizdir. Hedeflerimize ulaşmak ve kalbimizi topluma geri vermek konusunda her zaman ısrarcıyız.