Siliziozko karburozko FGD tobera zentral elektrikoetan desulfuraziorako

Errekuntza-gasen desulfurazioko (FGD) xurgatzaile-toberak
Sufre oxidoak, normalean SOx bezala ezagutzen direnak, ihes-gasetatik kentzea erreaktibo alkalino bat erabiliz, hala nola kareharrizko lohi heze bat.

Erregai fosilak errekuntza-prozesuetan erabiltzen direnean galdarak, labeak edo bestelako ekipamenduak martxan jartzeko, SO2 edo SO3 askatzeko ahalmena dute ihes-gasen zati gisa. Sufre oxido hauek erraz erreakzionatzen dute beste elementu batzuekin azido sulfurikoa bezalako konposatu kaltegarriak sortzeko, eta gizakien osasunean eta ingurumenean eragin negatiboa izan dezakete. Ondorio potentzial horiek direla eta, konposatu honen kontrola errekuntza-gasetan funtsezkoa da ikatz-zentral elektrikoetan eta beste industria-aplikazio batzuetan.

Higadura, buxadura eta metaketa arazoengatik, isuri horiek kontrolatzeko sistema fidagarrienetako bat dorre irekiko errekuntza-gasen desulfurazio hezea (FGD) da, kareharria, kare hidratatua, itsasoko ura edo beste disoluzio alkalino bat erabiltzen duena. Ihinztagailuek lohi hauek modu eraginkor eta fidagarrian banatzeko gai dira xurgapen-dorreetan. Tanta-tamaina egokiko eredu uniformeak sortuz, tobera hauek xurgapen egokirako behar den azalera modu eraginkorrean sortzeko gai dira, aldi berean, garbiketa-disoluzioa errekuntza-gasetan sartzea gutxituz.

FGD xurgatzaile-tobera bat hautatzea:
Kontuan hartu beharreko faktore garrantzitsuak:

Garbiketa-euskarriaren dentsitatea eta biskositatea
Beharrezko tanta tamaina
Tanta-tamaina egokia ezinbestekoa da xurgapen-tasa egokiak bermatzeko
Tobera materiala
Gas-ihesa askotan korrosiboa denez eta garbiketa-fluidoa askotan solido-eduki handiko eta propietate urratzaileko lohia denez, garrantzitsua da korrosioarekiko eta higadurarekiko erresistentea den material egokia hautatzea.
Tobera buxaduraren erresistentzia
Garbiketa-fluidoa askotan solido-eduki handiko lohi bat denez, garrantzitsua da tobera aukeratzea buxadura-erresistentzia kontuan hartuta.
Toberako ihinztadura-eredua eta kokapena
Xurgapen egokia bermatzeko, gas-korrontearen estaldura osoa, bypassik gabe eta egoitza-denbora nahikoa izan behar da.
Tobera konexioaren tamaina eta mota
Beharrezko garbiketa-fluidoen emaria
Presio-jaitsiera erabilgarria (∆P) tobera osoan zehar
∆P = toberako sarrerako hornidura-presioa – toberako kanpoko prozesu-presioa
Gure ingeniari esperientziadunek zure diseinuaren xehetasunekin bat etorriz zein tobera funtzionatuko duen zehazten lagunduko dizute.
FGD xurgatzaile-toberaren erabilera eta industria ohikoenak:
Ikatz eta beste erregai fosilen zentral elektrikoak
Petrolio-findegiak
Udal hondakinen erraustegiak
Zementu labeak
Metal urtzeko lantegiak

SiC Materialaren Datu-orria

Karearen/Kareharriaren desabantailak

1. irudian erakusten den bezala, kare/kareharrizko oxidazio behartua (LSFO) erabiltzen duten FGD sistemek hiru azpisistema nagusi dituzte:

• Erreaktiboen prestaketa, manipulazioa eta biltegiratzea
• Xurgatzaile ontzia
• Hondakinen eta azpiproduktuen kudeaketa

Erreaktiboen prestaketa kareharri xehatua (CaCO3) biltegiratze-silo batetik elikadura-tangaren batera eramatean datza. Ondoren, lortutako kareharri-lohia xurgatzaile-ontzira ponpatzen da galdarako ke-gasarekin eta oxidatzen duen airearekin batera. Ihinztagailuek erreaktibo-tanta finak isurtzen dituzte, eta ondoren, sartzen diren ke-gasen kontrako korrontean isurtzen dira. Ke-gaseko SO2-ak kaltzioan aberatsa den erreaktiboarekin erreakzionatzen du kaltzio sulfitoa (CaSO3) eta CO2 sortzeko. Xurgatzailean sartzen den aireak CaSO3-aren oxidazioa sustatzen du CaSO4 (dihidrato forma) bihurtzeko.

LSFO oinarrizko erreakzioak hauek dira:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Oxidatutako lohia xurgatzailearen behealdean biltzen da eta ondoren erreaktibo freskoarekin batera birziklatzen da ihinztagailuen goiburuetara. Birziklatze-jarioaren zati bat hondakin/azpiproduktuen kudeaketa-sistemara eramaten da, eta sistema hori normalean hidrozikloiez, danbor edo zinta-iragazkiez eta hondakin-uren/likorearen biltegiratze-tangez osatuta dago. Biltegiratze-tangaren hondakin-urak kareharrizko erreaktiboen elikatze-tangaren edo hidrozikloi batera birziklatzen dira, eta bertan gainezka egiten dena efluente gisa kentzen da.

Kare/kareharrizko oxidazio behartuaren bidezko garbiketa hezearen prozesu tipikoen eskema

LSFO sistemek normalean % 95-97ko SO2 kentzeko eraginkortasuna lor dezakete. Hala ere, isurien kontrol-eskakizunak betetzeko % 97,5etik gorako mailak lortzea zaila da, batez ere sufre handiko ikatza erabiltzen duten lantegientzat. Magnesio katalizatzaileak gehi daitezke edo kareharria erreaktibotasun handiko kare (CaO) kalsinatu daiteke, baina aldaketa horiek lantegiko ekipamendu gehigarria eta horrek dakartzan lan eta energia kostuak dakartzate. Adibidez, kare kalsinatzeak kare-labe bereizi bat instalatzea eskatzen du. Gainera, kareak erraz hauspeatzen du eta horrek areagotzen du eskala-gordailuak sortzeko aukera garbigailuan.

Kare-labe batekin kalsinatzearen kostua murriztu daiteke kareharria zuzenean galdara-labean injektatuz. Ikuspegi honetan, galdaran sortutako kareharria ke-gasarekin batera eramaten da garbigailura. Arazo posibleen artean, galdararen zikinkeria, bero-transferentzian interferentziak eta kareharriaren inaktibazioa daude, galdaran gehiegi erretzeagatik. Gainera, kareak errauts urtuen fluxu-tenperatura murrizten du ikatz-galdaretan, eta horrek bestela sortuko ez liratekeen gordailu solidoak sortzen ditu.

LSFO prozesuko hondakin likidoak normalean egonkortze-urmaeletara bideratzen dira zentral elektrikoko beste leku batzuetako hondakin likidoekin batera. FGD efluente likido hezea sulfito eta sulfato konposatuekin saturatu daiteke, eta ingurumen-arrazoiek normalean ibaietara, erreketara edo beste ur-ibilgu batzuetara isurtzea mugatzen dute. Gainera, hondakin-urak/likoroa garbigailura birziklatzeak sodio, potasio, kaltzio, magnesio edo kloruro gatzak disolbatuta pilatzea ekar dezake. Espezie hauek azkenean kristalizatu egin daitezke, disolbatutako gatz-kontzentrazioak saturazio-mailaren azpitik mantentzeko nahikoa odoljario egiten ez bada. Beste arazo bat hondakin-solidoen sedimentazio-tasa motela da, eta horrek egonkortze-urmael handiak eta bolumen handikoak behar izatea eragiten du. Baldintza tipikoetan, egonkortze-urmael bateko sedimentatutako geruzak % 50 edo gehiagoko fase likidoa izan dezake, hainbat hilabetez biltegiratu ondoren ere.

Xurgatzailearen birziklatze-lohitik berreskuratutako kaltzio sulfatoak erreakzionatu gabeko kareharri eta kaltzio sulfito errauts asko izan ditzake. Kutsatzaile hauek kaltzio sulfatoa igeltsu sintetiko gisa saltzea eragotzi dezakete, horma-paperetan, igeltsuetan eta zementuan erabiltzeko. Erreakzionatu gabeko kareharria da igeltsu sintetikoan aurkitzen den ezpurutasun nagusia, eta igeltsu naturalean (meategietan) ere ohikoa da. Kareharriak berak ez du horma-paperaren azken produktuen propietateetan eragiten, baina bere propietate urratzaileek higadura arazoak sortzen dituzte prozesatzeko ekipoetan. Kaltzio sulfitoa nahi ez den ezpurutasuna da edozein igeltsutan, bere partikula-tamaina finek eskalatze arazoak eta beste prozesatzeko arazo batzuk sortzen baititu, hala nola, tarta garbitzea eta ur-deshidratatzea.

LSFO prozesuan sortutako solidoak igeltsu sintetiko gisa merkaturatzeko modukoak ez badira, hondakinak botatzeko arazo handia sortzen da. % 1eko sufre-ikatza erretzen duen 1000 MW-ko galdara baterako, igeltsu kopurua 550 tona (gutxi)/egunekoa da gutxi gorabehera. % 2ko sufre-ikatza erretzen duen planta berarentzat, igeltsuaren ekoizpena 1100 tona/egunera handitzen da gutxi gorabehera. Errauts hegalarien ekoizpenerako 1000 tona/eguneko inguru gehituz gero, hondakin solidoen tona osoa 1550 tona/egunekoa da gutxi gorabehera % 1eko sufre-ikatzaren kasuan eta 2100 tona/egunekoa % 2ko sufre-kasuan.

EADSen abantailak

LSFO garbiketaren alternatiba teknologiko frogatu batek kareharria amoniakoarekin ordezkatzen du SO2 kentzeko erreaktibo gisa. LSFO sistema bateko erreaktibo solidoen fresaketa, biltegiratzea, manipulatzea eta garraioa osagaiak amoniako urtsu edo anhidroarentzako biltegiratze-tangekin ordezkatzen dira. 2. irudiak JET Inc.-ek emandako EADS sistemaren fluxu-eskema erakusten du.

Amoniakoa, errekuntza-gasak, aire oxidatzailea eta prozesuko ura hainbat ihinztagailu-maila dituen xurgatzaile batera sartzen dira. Toberek amoniakoa duen erreaktibo tanta finak sortzen dituzte erreaktiboaren eta sarrerako errekuntza-gasaren arteko kontaktu estua bermatzeko, honako erreakzioen arabera:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

Gas-korrontean dagoen SO2-ak ontziaren goiko erdiko amoniakoarekin erreakzionatzen du amonio sulfitoa sortzeko. Xurgatzaile-ontziaren behealdea oxidazio-tanga gisa balio du, non aireak amonio sulfitoa amonio sulfato bihurtzen duen. Sortzen den amonio sulfato disoluzioa xurgatzailearen hainbat mailatan dauden ihinztagailu-buruetara ponpatzen da berriro. Garbitutako gasa xurgatzailearen goialdetik irten aurretik, desmineralizatzaile batetik igarotzen da, eta honek likido-tantak batu eta partikula finak harrapatzen ditu.

SO2-rekin amoniakoa erreakzionatzeak eta sulfitoaren oxidazioak sulfato bihurtzeak erreaktiboen erabilera-tasa handia lortzen du. Kontsumitzen den amoniako kilo bakoitzeko lau kilo amonio sulfato ekoizten dira.

LSFO prozesuan bezala, erreaktibo/produktu birziklatze-jarioaren zati bat erretira daiteke azpiproduktu komertzial bat ekoizteko. EADS sisteman, ateratzen den produktuaren disoluzioa solidoak berreskuratzeko sistema batera ponpatzen da, hidrozikloi eta zentrifuga batez osatua, amonio sulfato produktua kontzentratzeko, lehortu eta ontziratu aurretik. Likido guztiak (hidrozikloiaren gainezka egitea eta zentrifugazioaren zentratua) lokatz-tang batera itzultzen dira eta gero berriro sartzen dira xurgatzailearen amonio sulfato birziklatze-jarioan.

• EADS sistemek SO2 kentzeko eraginkortasun handiagoa eskaintzen dute (% 99 baino gehiago), eta horrek ikatz-zentralei malgutasun handiagoa ematen die sufre gehiagoko ikatz merkeagoak nahasteko.
• LSFO sistemek kentzen den SO2 tona bakoitzeko 0,7 tona CO2 sortzen dituzten bitartean, EADS prozesuak ez du CO2rik sortzen.
• Karea eta kareharria amoniakoarekin alderatuta erreaktiboagoak direnez SO2 kentzeko, prozesuko uraren kontsumoa eta ponpaketa-energia handiagoa behar dira zirkulazio-tasa altuak lortzeko. Horrek LSFO sistemen funtzionamendu-kostu handiagoak dakartza.
• EADS sistemen kapital-kostuak LSFO sistema bat eraikitzekoen antzekoak dira. Goian adierazi bezala, EADS sistemak amonio sulfatoaren azpiproduktuen prozesatzeko eta ontziratzeko ekipamendua behar duen arren, LSFOrekin lotutako erreaktiboak prestatzeko instalazioak ez dira beharrezkoak ehotzeko, manipulatzeko eta garraiatzeko.

EADSren abantaila bereizgarriena hondakin likido eta solidoak ezabatzea da. EADS teknologia zero likido-isuriko prozesua da, hau da, ez da hondakin-uren tratamendurik behar. Amonio sulfato solidoaren azpiproduktua erraz merkaturatzen da; amonio sulfatoa da munduan gehien erabiltzen den ongarri eta ongarri-osagaia, eta mundu mailako merkatuaren hazkundea 2030era arte espero da. Gainera, amonio sulfatoa fabrikatzeko zentrifugatzailea, lehorgailua, garraiatzailea eta ontziratzeko ekipamendua behar diren arren, elementu horiek ez dira jabedunak eta komertzialki eskuragarri daude. Ekonomia- eta merkatu-baldintzen arabera, amonio sulfato ongarriak amoniakoan oinarritutako errekuntza-gasen desulfurazioaren kostuak konpentsatu ditzake eta irabazi handiak eman ditzake.

Amoniako Desulfurazio Prozesu Eraginkorraren Eskema

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd Txinako silizio karburo zeramikozko material berrien irtenbide handienetako bat da. SiC zeramika teknikoa: Moh gogortasuna 9 da (Moh gogortasun berria 13 da), higadura eta korrosioarekiko erresistentzia bikaina du, urraduraren aurkako erresistentzia eta oxidazioaren aurkako erresistentzia bikaina. SiC produktuaren zerbitzu-bizitza % 92ko alumina materiala baino 4-5 aldiz luzeagoa da. RBSiC-ren MOR SNBSC-rena baino 5-7 aldiz luzeagoa da, forma konplexuagoetarako erabil daiteke. Aurrekontu-prozesua azkarra da, entrega agindutakoa bezalakoa da eta kalitatea paregabea da. Beti jarraitzen dugu gure helburuak erronkatzen eta gure bihotzak gizarteari itzultzen dizkiogu.