Spalování uhlí v energetických zařízeních produkuje pevný odpad, jako je popílek a popílek, a spaliny, které se uvolňují do atmosféry. Mnoho elektráren musí odstraňovat emise SOx ze spalin pomocí systémů odsiřování spalin (FGD). Tři hlavní technologie FGD používané v USA jsou mokré čištění (85 % instalací), suché čištění (12 %) a vstřikování suchého sorbentu (3 %). Mokré čištění obvykle odstraňuje více než 90 % SOx, ve srovnání se suchými čištěními, které odstraňují 80 %. Tento článek představuje nejmodernější technologie pro čištění odpadních vod, které vznikají mokrým čištěním.Systémy odsávání plynů (FGD).
Základy mokrého FGD
Technologie mokrého odsávání plynů (FGD) mají společné sekce kalového reaktoru a sekce odvodňování pevných látek. V reaktorové sekci se používají různé typy absorbérů, včetně náplňových a patrových věží, Venturiho praček a rozprašovacích praček. Absorpční zařízení neutralizuje kyselé plyny alkalickou suspenzí z vápna, hydroxidu sodného nebo vápence. Z řady ekonomických důvodů novější pračky plynů obvykle používají vápencovou suspenzi.
Když vápenec reaguje s SOx za redukčních podmínek absorbéru, SO2 (hlavní složka SOx) se přeměňuje na siřičitan a vzniká suspenze bohatá na siřičitan vápenatý. Dřívější systémy FGD (označované jako systémy s přirozenou oxidací nebo inhibovanou oxidací) produkovaly jako vedlejší produkt siřičitan vápenatý. NovějšíSystémy odsávání plynů (FGD)používají oxidační reaktor, ve kterém se suspenze siřičitanu vápenatého přeměňuje na síran vápenatý (sádru); tyto systémy se označují jako systémy FGD s nucenou oxidací vápence (LSFO).
Typické moderní systémy odsávání spalin LSFO používají buď rozprašovací věžový absorbér s integrovaným oxidačním reaktorem ve základně (obrázek 1), nebo systém tryskového bublání. V každém z nich je plyn absorbován ve vápencové suspenzi za anoxických podmínek; suspenze poté prochází do aerobního reaktoru nebo reakční zóny, kde se siřičitan přeměňuje na síran a sráží se sádra. Doba hydraulické zádrže v oxidačním reaktoru je přibližně 20 minut.
1. Systém FGD s rozprašovací kolonou a nucenou oxidací vápence (LSFO). V pračce LSFO prochází suspenze do reaktoru, kde se přidává vzduch, aby se vynutila oxidace siřičitanu na síran. Tato oxidace zřejmě přeměňuje seleničitan na seleničnan, což má za následek pozdější potíže s čištěním. Zdroj: CH2M HILL
Tyto systémy obvykle pracují s suspendovanými látkami v množství 14 % až 18 %. Suspendované látky se skládají z jemných a hrubých sádrových pevných látek, popílku a inertního materiálu zavedeného s vápencem. Když pevné látky dosáhnou horní hranice, kal se proplachuje. Většina systémů odsávání plynů s nízkou hmotností (LSFO FGD) používá mechanické separační a odvodňovací systémy k oddělení sádry a dalších pevných látek od proplachovací vody (obrázek 2).
2. Systém odvodňování sádrovce proplachováním FGD. V typickém systému odvodňování sádrovce se částice v proplachovaném roztoku třídí nebo oddělují na hrubou a jemnou frakci. Jemné částice se oddělují v přepadu z hydroklonu za vzniku spodního toku, který se skládá převážně z velkých krystalů sádrovce (pro potenciální prodej), které lze odvodnit na nízký obsah vlhkosti pomocí vakuového pásového odvodňovacího systému. Zdroj: CH2M HILL
Některé systémy FGD používají pro klasifikaci a odvodňování pevných látek gravitační zahušťovadla nebo usazovací nádrže a některé používají odstředivky nebo rotační vakuové bubnové odvodňovací systémy, ale většina nových systémů používá hydroklony a vakuové pásy. Některé mohou používat dva hydroklony zapojené v sérii pro zvýšení odstraňování pevných látek v odvodňovacím systému. Část přebytku hydroklonu může být vrácena do systému FGD, aby se snížil průtok odpadní vody.
Proplachování lze zahájit také v případě, že se v suspenzi odsiřovacího zařízení (FGD) nahromadí chloridy, což je vyžadováno omezeními danými korozní odolností konstrukčních materiálů systému FGD.
Charakteristiky odpadních vod z FGD
Složení odpadní vody z odsíření oxidu uhličitého (FGD) ovlivňuje mnoho proměnných, jako je složení uhlí a vápence, typ pračky a použitý systém odvodňování sádry. Uhlí přispívá kyselými plyny – jako jsou chloridy, fluoridy a sírany – a také těkavými kovy, včetně arsenu, rtuti, selenu, boru, kadmia a zinku. Vápenec přispívá do odpadní vody z FGD železem a hliníkem (z jílových minerálů). Vápenec se obvykle mele v mokrém kulovém mlýně a eroze a koroze koulí přispívá k uvolňování železa do vápencové suspenze. Jíly obvykle přispívají inertními jemnými částicemi, což je jeden z důvodů, proč se odpadní voda z pračky odvádí.
Od: Thomase E. Higginse, PhD, PE; A. Thomase Sandyho, PE; a Silase W. Givense, PE.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Čas zveřejnění: 4. srpna 2018