Сопло карбіду кремнію FGD для десульфурації на електростанції

Форсунки абсорбера для десульфурації димових газів (ДДГ).
Видалення оксидів сірки, які зазвичай називають SOx, із вихлопних газів за допомогою лужного реагенту, наприклад вологої вапнякової суспензії.

Коли викопне паливо використовується в процесах згоряння для роботи котлів, печей або іншого обладнання, вони можуть вивільняти SO2 або SO3 як частину вихлопних газів. Ці оксиди сірки легко реагують з іншими елементами, утворюючи шкідливу сполуку, наприклад сірчану кислоту, і можуть негативно вплинути на здоров’я людини та навколишнє середовище. Через ці потенційні ефекти контроль цієї сполуки в димових газах є важливою частиною вугільних електростанцій та інших промислових застосувань.

Через проблеми з ерозією, засміченням і накопиченням, однією з найнадійніших систем для контролю цих викидів є процес мокрої десульфурації димових газів (FGD) у відкритій башті з використанням вапняку, гашеного вапна, морської води або іншого лужного розчину. Розпилювальні форсунки здатні ефективно та надійно розподіляти ці суспензії в поглинальні вежі. Створюючи однорідні структури крапель відповідного розміру, ці форсунки здатні ефективно створювати площу поверхні, необхідну для належного поглинання, мінімізуючи при цьому потрапляння очисного розчину в димовий газ.

Вибір насадки-поглинача ДДГ:
Важливі фактори, які слід враховувати:

Щільність і в'язкість очисного середовища
Необхідний розмір краплі
Правильний розмір краплі має важливе значення для забезпечення належного рівня поглинання
Матеріал насадки
Оскільки димовий газ часто є корозійним, а очисна рідина часто являє собою суспензію з високим вмістом твердих речовин і абразивними властивостями, вибір відповідного матеріалу, стійкого до корозії та зносу, є важливим
Стійкість до засмічення форсунок
Оскільки миюча рідина часто є суспензією з високим вмістом твердих речовин, вибір сопла з огляду на стійкість до засмічення є важливим
Форма розпилення форсунки та її розташування
Щоб забезпечити належне поглинання, важливе повне покриття газового потоку без байпасу та достатній час перебування
Розмір і тип підключення форсунки
Необхідні витрати очисної рідини
Доступний перепад тиску (∆P) на соплі
∆P = тиск подачі на вході форсунки – технологічний тиск поза форсункою
Наші досвідчені інженери можуть допомогти визначити, яка форсунка буде відповідати вимогам вашої конструкції
Загальні використання та галузі промисловості абсорберних насадок ДДГ:
Електростанції, що працюють на вугіллі та іншому викопному паливі
Нафтопереробні заводи
Сміттєспалювальні установки
Цементні печі
Виплавки металу

Специфікація матеріалу SiC

Недоліки вапна/вапняку

Як показано на малюнку 1, системи ДДГ із застосуванням примусового окислення вапна/вапняку (LSFO) включають три основні підсистеми:

• Підготовка, транспортування та зберігання реагентів
• Посудина-абсорбер
• Поводження з відходами та побічними продуктами

Підготовка реагенту полягає в транспортуванні подрібненого вапняку (CaCO3) із силосу для зберігання в живильний резервуар із перемішуванням. Отриману суспензію вапняку потім перекачують до абсорбера разом із димовими газами котла та окислювальним повітрям. Розпилювальні форсунки подають дрібні краплі реагенту, які потім течуть протитечією до вхідного димового газу. SO2 у димовому газі реагує з багатим на кальцій реагентом, утворюючи сульфіт кальцію (CaSO3) і CO2. Повітря, що вводиться в абсорбер, сприяє окисленню CaSO3 до CaSO4 (дигідратна форма).

Основні реакції LSFO:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Окислена суспензія збирається в нижній частині абсорбера і згодом переробляється разом зі свіжим реагентом назад до колекторів розпилювальних форсунок. Частина рециркуляційного потоку відводиться до системи поводження з відходами/побічними продуктами, яка зазвичай складається з гідроциклонів, барабанних або стрічкових фільтрів і резервуара для стічних вод/луку з перемішуванням. Стічні води з накопичувального резервуару повертаються назад у резервуар для подачі вапнякового реагенту або в гідроциклон, де перелив видаляється як стічна вода.

Типова схема процесу вологого очищення вапняком/вапняком із примусовим окисленням

Вологі системи LSFO зазвичай можуть досягати ефективності видалення SO2 95-97 відсотків. Однак досягти рівнів понад 97,5 відсотка, щоб відповідати вимогам контролю викидів, важко, особливо для заводів, які використовують вугілля з високим вмістом сірки. Можна додати магнієві каталізатори або прожарити вапняк до вапна з вищою реакційною здатністю (CaO), але такі модифікації передбачають додаткове обладнання заводу та відповідні витрати на робочу силу та електроенергію. Наприклад, випал вапна потребує встановлення окремої вапняної печі. Крім того, вапно легко осідає, і це збільшує потенціал утворення накипу в скрубері.

Витрати на кальцинацію у вапняковій печі можна зменшити шляхом безпосереднього введення вапняку в топку котла. У цьому підході вапно, що утворюється в котлі, переноситься з димовими газами в скрубер. Серед можливих проблем – забруднення котла, перешкоди теплопередачі та дезактивація вапна через перегорання в котлі. Крім того, вапно знижує температуру потоку розплавленої золи у вугільних котлах, що призводить до утворення твердих відкладень, які інакше не виникли б.

Рідкі відходи процесу LSFO зазвичай спрямовуються до стабілізаційних ставків разом із рідкими відходами з інших частин електростанції. Рідкі стоки мокрого ДДГ можуть бути насичені сульфітними та сульфатними сполуками, і екологічні міркування зазвичай обмежують його викид до річок, струмків або інших водотоків. Крім того, повторна переробка стічної води/лікеру назад у скрубер може призвести до накопичення розчинених солей натрію, калію, кальцію, магнію або хлоридів. Ці види можуть зрештою кристалізуватися, якщо не буде забезпечено достатнє виділення, щоб підтримувати концентрацію розчиненої солі нижче рівня насичення. Додатковою проблемою є повільна швидкість осідання твердих відходів, що призводить до потреби у великих стабілізаційних резервуарах великого об’єму. У типових умовах осілий шар у стабілізаційній ставку може містити 50 відсотків або більше рідкої фази навіть після кількох місяців зберігання.

Сульфат кальцію, виділений із суспензії рециркуляції абсорбера, може містити високий вміст непрореагованого вапняку та золи сульфіту кальцію. Ці забруднення можуть перешкоджати продажу сульфату кальцію як синтетичного гіпсу для використання у виробництві стінових плит, штукатурки та цементу. Вапняк, що не прореагував, є основною домішкою, що міститься в синтетичному гіпсі, а також є звичайною домішкою в природному (видобутому) гіпсі. У той час як вапняк сам по собі не впливає на властивості кінцевих продуктів стінових плит, його абразивні властивості створюють проблеми зношування технологічного обладнання. Сульфіт кальцію є небажаною домішкою в будь-якому гіпсі, оскільки його дрібний розмір частинок створює проблеми з утворенням накипу та інші проблеми обробки, такі як промивання кеку та зневоднення.

Якщо тверді речовини, що утворюються в процесі LSFO, не продаються на ринку як синтетичний гіпс, це створює значну проблему утилізації відходів. Для котла потужністю 1000 МВт, що спалює 1 відсоток сірчаного вугілля, кількість гіпсу становить приблизно 550 тонн (короткий)/день. Для тієї самої установки, що спалює 2% сірчаного вугілля, виробництво гіпсу збільшується приблизно до 1100 тонн на день. Якщо додати близько 1000 тонн/день для виробництва золи-винесення, то загальний тоннаж твердих відходів досягає приблизно 1550 тонн/день для 1-відсоткового сірчаного вугілля та 2100 тонн/день для 2-відсоткового сірчаного вугілля.

Переваги EADS

Перевірена технологія, альтернативна очищенню LSFO, замінює вапняк на аміак як реагент для видалення SO2. Компоненти подрібнення, зберігання, обробки та транспортування твердих реагентів у системі LSFO замінені простими резервуарами для зберігання водного або безводного аміаку. На рисунку 2 показана схема потоку для системи EADS, наданої JET Inc.

Аміак, димовий газ, окислювальне повітря та технологічна вода потрапляють в абсорбер, що містить кілька рівнів розпилювальних форсунок. Форсунки генерують дрібні краплі реагенту, що містить аміак, щоб забезпечити тісний контакт реагенту з вхідним димовим газом відповідно до наступних реакцій:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

SO2 у потоці димового газу реагує з аміаком у верхній половині посудини, утворюючи сульфіт амонію. Дно посудини-абсорбера служить резервуаром для окислення, де повітря окислює сульфіт амонію до сульфату амонію. Отриманий розчин сульфату амонію закачується назад до колекторів розпилювальних форсунок на кількох рівнях абсорбера. Перед тим, як очищений димовий газ виходить із верхньої частини абсорбера, він проходить через демістер, який об’єднує будь-які захоплені краплі рідини та захоплює дрібні частки.

Реакція аміаку з SO2 і окислення сульфіту до сульфату забезпечує високу швидкість використання реагенту. На кожен фунт спожитого аміаку виробляється чотири фунти сульфату амонію.

Як і у випадку з процесом LSFO, частина рециркуляційного потоку реагенту/продукту може бути вилучена для отримання комерційного побічного продукту. У системі EADS розчин вихідного продукту перекачується в систему відновлення твердих речовин, що складається з гідроциклону та центрифуги для концентрування продукту сульфату амонію перед сушінням і пакуванням. Усі рідини (злив гідроциклону та центрифужний концентрат) направляють назад у ємність для суспензії, а потім знову вводять у рециркуляційний потік сульфату амонію абсорбера.

• Системи EADS забезпечують вищу ефективність видалення SO2 (>99%), що дає вугільним електростанціям більшу гнучкість для змішування дешевшого вугілля з високим вмістом сірки.
• У той час як системи LSFO створюють 0,7 тонни CO2 на кожну тонну видаленого SO2, процес EADS не виробляє CO2.
• Оскільки вапно та вапняк мають меншу реакційну здатність у порівнянні з аміаком для видалення SO2, для досягнення високої швидкості циркуляції потрібно більше споживання технологічної води та енергії насоса. Це призводить до вищих експлуатаційних витрат для систем LSFO.
• Капітальні витрати на системи EADS подібні до витрат на побудову системи LSFO. Як зазначалося вище, хоча для системи EADS потрібне обладнання для обробки побічних продуктів сульфату амонію та пакування, засоби підготовки реагентів, пов’язані з LSFO, не потрібні для подрібнення, обробки та транспортування.

Найбільш відмітною перевагою EADS є усунення як рідких, так і твердих відходів. Технологія EADS — це процес без скидання рідини, що означає відсутність потреби в обробці стічних вод. Твердий побічний продукт сульфату амонію легко продається; Сульфат амонію є найбільш використовуваним добривом і компонентом добрив у світі, зростання світового ринку очікується до 2030 року. Крім того, хоча для виробництва сульфату амонію потрібні центрифуга, сушарка, конвеєр і пакувальне обладнання, ці елементи є непатентованими та комерційними доступний. Залежно від економічних і ринкових умов добриво сульфат амонію може компенсувати витрати на десульфурацію димових газів на основі аміаку та потенційно забезпечити значний прибуток.

Схема ефективного процесу десульфурації аміаку

Компанія Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd є одним із найбільших у Китаї виробників нових матеріалів із карбіду кремнію. Технічна кераміка SiC: Твердість за Мохом становить 9 (твердість за Мохом за новим класом 13), відмінна стійкість до ерозії та корозії, відмінна стійкість до стирання та антиокислення. Термін служби продукту SiC у 4-5 разів довший, ніж матеріал із 92% оксиду алюмінію. MOR RBSiC у 5-7 разів перевищує показник SNBSC, його можна використовувати для більш складних форм. Процес виставлення пропозиції швидкий, доставка відповідає обіцянкам, а якість неперевершена. Ми завжди наполегливо кидаємо виклик нашим цілям і віддаємо наші серця суспільству.