Quá trình đốt than trong các cơ sở phát điện tạo ra chất thải rắn như tro đáy và tro bay cũng như khí thải thải vào khí quyển. Nhiều nhà máy được yêu cầu loại bỏ khí thải SOx khỏi khí thải bằng hệ thống khử lưu huỳnh khí thải (FGD). Ba công nghệ FGD hàng đầu được sử dụng ở Mỹ là chà ướt (85% lắp đặt), chà khô (12%) và phun chất hấp phụ khô (3%). Máy lọc ướt thường loại bỏ hơn 90% SOx, so với máy lọc khô loại bỏ 80%. Bài viết này trình bày các công nghệ tiên tiến nhất để xử lý nước thải sinh ra từ quá trình ướthệ thống FGD.
Khái niệm cơ bản về FGD ướt
Công nghệ FGD ướt có điểm chung là phần lò phản ứng bùn và phần khử nước chất rắn. Nhiều loại thiết bị hấp thụ đã được sử dụng, bao gồm tháp đóng gói và tháp khay, máy lọc venturi và máy lọc phun trong khu vực lò phản ứng. Chất hấp thụ trung hòa khí axit bằng dung dịch kiềm gồm vôi, natri hydroxit hoặc đá vôi. Vì một số lý do kinh tế, các máy chà sàn mới hơn có xu hướng sử dụng bùn đá vôi.
Khi đá vôi phản ứng với SOx trong điều kiện khử của chất hấp thụ, SO 2 (thành phần chính của SOx) được chuyển thành sulfite và tạo thành bùn giàu canxi sulfite. Các hệ thống FGD trước đó (được gọi là hệ thống oxy hóa tự nhiên hoặc hệ thống oxy hóa bị ức chế) đã tạo ra sản phẩm phụ canxi sulfite. Mới hơnhệ thống FGDsử dụng lò phản ứng oxy hóa trong đó bùn canxi sunfit được chuyển thành canxi sunfat (thạch cao); chúng được gọi là hệ thống FGD oxy hóa cưỡng bức bằng đá vôi (LSFO).
Các hệ thống LSFO FGD hiện đại điển hình sử dụng bộ hấp thụ tháp phun có lò phản ứng oxy hóa tích hợp ở đế (Hình 1) hoặc hệ thống tạo bọt phản lực. Trong mỗi loại khí được hấp thụ trong bùn đá vôi trong điều kiện thiếu oxy; Sau đó bùn được chuyển đến lò phản ứng hiếu khí hoặc vùng phản ứng, nơi sulfite được chuyển thành sunfat và thạch cao kết tủa. Thời gian lưu thủy lực trong lò phản ứng oxy hóa là khoảng 20 phút.
1. Hệ thống FGD cột phun oxy hóa cưỡng bức (LSFO). Trong máy lọc LSFO, bùn được chuyển đến lò phản ứng, nơi không khí được thêm vào để oxy hóa sulfite thành sunfat. Quá trình oxy hóa này xuất hiện để chuyển selenite thành selenat, dẫn đến khó khăn trong việc xử lý sau này. Nguồn: CH2M HILL
Các hệ thống này thường hoạt động với chất rắn lơ lửng từ 14% đến 18%. Chất rắn lơ lửng bao gồm chất rắn thạch cao mịn và thô, tro bay và vật liệu trơ được đưa vào cùng với đá vôi. Khi chất rắn đạt đến giới hạn trên, bùn sẽ được tẩy sạch. Hầu hết các hệ thống LSFO FGD đều sử dụng hệ thống tách chất rắn và khử nước cơ học để tách thạch cao và các chất rắn khác khỏi nước tẩy (Hình 2).
2. Hệ thống khử nước thạch cao thanh lọc FGD. Trong một hệ thống khử nước thạch cao điển hình, các hạt trong quá trình thanh lọc được phân loại hoặc tách thành các phần thô và mịn. Các hạt mịn được tách ra trong dòng tràn từ hydroclone để tạo ra dòng chảy bên dưới bao gồm chủ yếu là các tinh thể thạch cao lớn (để bán) có thể được khử nước đến độ ẩm thấp bằng hệ thống khử nước đai chân không. Nguồn: CH2M HILL
Một số hệ thống FGD sử dụng chất làm đặc trọng lực hoặc bể lắng để phân loại chất rắn và khử nước, một số sử dụng máy ly tâm hoặc hệ thống khử nước trống chân không quay, nhưng hầu hết các hệ thống mới đều sử dụng hydroclones và đai chân không. Một số có thể sử dụng nối tiếp hai hydroclones để tăng khả năng loại bỏ chất rắn trong hệ thống khử nước. Một phần lượng hydroclone tràn có thể được đưa trở lại hệ thống FGD để giảm lưu lượng nước thải.
Việc tẩy rửa cũng có thể được bắt đầu khi có sự tích tụ clorua trong bùn FGD, cần thiết bởi các giới hạn do khả năng chống ăn mòn của vật liệu xây dựng của hệ thống FGD.
Đặc điểm nước thải FGD
Nhiều biến số ảnh hưởng đến thành phần nước thải FGD, chẳng hạn như thành phần than và đá vôi, loại máy lọc và hệ thống khử nước bằng thạch cao được sử dụng. Than tạo ra các khí có tính axit - chẳng hạn như clorua, florua và sunfat - cũng như các kim loại dễ bay hơi, bao gồm asen, thủy ngân, selen, boron, cadmium và kẽm. Đá vôi đóng góp sắt và nhôm (từ khoáng sét) vào nước thải FGD. Đá vôi thường được nghiền thành bột trong máy nghiền bi ướt, sự xói mòn và ăn mòn của các viên bi góp phần tạo ra sắt trong bùn đá vôi. Đất sét có xu hướng đóng góp các hạt trơ, đây là một trong những lý do khiến nước thải được loại bỏ khỏi máy lọc.
Từ: Thomas E. Higgins, Tiến sĩ, PE; A. Thomas Sandy, PE; và Silas W. Givens, PE.
E-mail:[email được bảo vệ]
Thời gian đăng: 04-08-2018