फ्लू गैस डीसल्फराइजेशन सिस्टम और नोजल

विद्युत उत्पादन संयंत्रों में कोयले के दहन से ठोस अपशिष्ट, जैसे कि राख और उड़ने वाली राख, और द्रव गैस उत्पन्न होती है जो वायुमंडल में उत्सर्जित होती है। कई संयंत्रों को द्रव गैस से SOx उत्सर्जन को हटाने के लिए द्रव गैस डीसल्फराइजेशन (FGD) प्रणालियों का उपयोग करना आवश्यक है। अमेरिका में उपयोग की जाने वाली तीन प्रमुख FGD प्रौद्योगिकियाँ हैं: वेट स्क्रबिंग (85% संयंत्रों में), ड्राई स्क्रबिंग (12%), और ड्राई सॉर्बेंट इंजेक्शन (3%)। वेट स्क्रबर आमतौर पर 90% से अधिक SOx को हटाते हैं, जबकि ड्राई स्क्रबर केवल 80% SOx को हटाते हैं। यह लेख वेट स्क्रबिंग द्वारा उत्पन्न अपशिष्ट जल के उपचार के लिए अत्याधुनिक तकनीकों को प्रस्तुत करता है।एफजीडी प्रणालियाँ.

गीले FGD की मूल बातें

वेट एफजीडी तकनीक में एक स्लरी रिएक्टर सेक्शन और एक सॉलिड्स डीवाटरिंग सेक्शन होता है। रिएक्टर सेक्शन में पैक्ड और ट्रे टावर, वेंचुरी स्क्रबर और स्प्रे स्क्रबर सहित कई प्रकार के अवशोषक उपयोग किए गए हैं। ये अवशोषक चूने, सोडियम हाइड्रोक्साइड या चूना पत्थर के क्षारीय घोल से अम्लीय गैसों को निष्क्रिय करते हैं। कई आर्थिक कारणों से, नए स्क्रबर चूना पत्थर के घोल का उपयोग करते हैं।

अवशोषक की अपचायक परिस्थितियों में जब चूना पत्थर SOx के साथ अभिक्रिया करता है, तो SO₂ (SOx का प्रमुख घटक) सल्फाइट में परिवर्तित हो जाता है, और कैल्शियम सल्फाइट से भरपूर एक घोल बनता है। पहले के FGD सिस्टम (जिन्हें प्राकृतिक ऑक्सीकरण या अवरुद्ध ऑक्सीकरण सिस्टम कहा जाता था) कैल्शियम सल्फाइट उप-उत्पाद उत्पन्न करते थे। नए सिस्टमएफजीडी प्रणालियाँएक ऑक्सीकरण रिएक्टर का उपयोग करें जिसमें कैल्शियम सल्फाइट घोल को कैल्शियम सल्फेट (जिप्सम) में परिवर्तित किया जाता है; इन्हें लाइमस्टोन फोर्स्ड ऑक्सीडेशन (LSFO) FGD सिस्टम के रूप में जाना जाता है।

आधुनिक LSFO FGD प्रणालियों में आमतौर पर या तो आधार में एकीकृत ऑक्सीकरण रिएक्टर के साथ स्प्रे टॉवर अवशोषक (चित्र 1) या जेट बबलर प्रणाली का उपयोग किया जाता है। दोनों ही प्रणालियों में गैस को ऑक्सीजन रहित परिस्थितियों में चूना पत्थर के घोल में अवशोषित किया जाता है; फिर यह घोल एक वायवीय रिएक्टर या प्रतिक्रिया क्षेत्र में जाता है, जहाँ सल्फाइट सल्फेट में परिवर्तित हो जाता है और जिप्सम अवक्षेपित हो जाता है। ऑक्सीकरण रिएक्टर में हाइड्रोलिक ठहराव समय लगभग 20 मिनट होता है।

1. स्प्रे कॉलम लाइमस्टोन फोर्स्ड ऑक्सीडेशन (LSFO) एफजीडी सिस्टम। LSFO स्क्रबर में स्लरी एक रिएक्टर में जाती है, जहाँ सल्फाइट को सल्फेट में ऑक्सीकृत करने के लिए हवा मिलाई जाती है। ऐसा प्रतीत होता है कि यह ऑक्सीकरण सेलेनाइट को सेलेनेट में परिवर्तित कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप बाद में उपचार में कठिनाइयाँ आती हैं। स्रोत: CH2M HILL

ये प्रणालियाँ आमतौर पर 14% से 18% तक निलंबित ठोस पदार्थों के साथ काम करती हैं। निलंबित ठोस पदार्थों में महीन और मोटे जिप्सम के ठोस कण, फ्लाई ऐश और चूना पत्थर के साथ मिलाए गए अक्रिय पदार्थ शामिल होते हैं। जब ठोस पदार्थों की मात्रा एक निश्चित सीमा तक पहुँच जाती है, तो घोल को बाहर निकाल दिया जाता है। अधिकांश LSFO FGD प्रणालियाँ जिप्सम और अन्य ठोस पदार्थों को निष्कासन जल से अलग करने के लिए यांत्रिक ठोस पृथक्करण और जल निकासी प्रणालियों का उपयोग करती हैं (चित्र 2)।

2. एफजीडी पर्ज जिप्सम डीवाटरिंग सिस्टम। एक सामान्य जिप्सम डीवाटरिंग सिस्टम में, पर्ज में मौजूद कणों को मोटे और महीन भागों में वर्गीकृत या अलग किया जाता है। हाइड्रोक्लोन से निकलने वाले ओवरफ्लो में महीन कणों को अलग कर दिया जाता है, जिससे एक अंडरफ्लो बनता है जिसमें मुख्य रूप से बड़े जिप्सम क्रिस्टल (बिक्री के लिए) होते हैं, जिन्हें वैक्यूम बेल्ट डीवाटरिंग सिस्टम से कम नमी की मात्रा तक डीवाटर किया जा सकता है। स्रोत: CH2M HILL

कुछ एफजीडी सिस्टम ठोस पदार्थों के वर्गीकरण और जल निकासी के लिए ग्रेविटी थिकनर या सेटलिंग पॉन्ड का उपयोग करते हैं, और कुछ सेंट्रीफ्यूज या रोटरी वैक्यूम ड्रम जल निकासी सिस्टम का उपयोग करते हैं, लेकिन अधिकांश नए सिस्टम हाइड्रोक्लोन और वैक्यूम बेल्ट का उपयोग करते हैं। कुछ सिस्टम जल निकासी प्रणाली में ठोस पदार्थों को अधिक मात्रा में हटाने के लिए दो हाइड्रोक्लोन को श्रृंखला में उपयोग कर सकते हैं। हाइड्रोक्लोन के अतिरिक्त जल का एक हिस्सा एफजीडी सिस्टम में वापस भेजा जा सकता है ताकि अपशिष्ट जल का प्रवाह कम हो सके।

एफजीडी घोल में क्लोराइड जमा होने की स्थिति में भी शुद्धिकरण प्रक्रिया शुरू की जा सकती है, जो एफजीडी प्रणाली की निर्माण सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध द्वारा लगाई गई सीमाओं के कारण आवश्यक हो जाती है।

एफजीडी अपशिष्ट जल की विशेषताएं

एफजीडी अपशिष्ट जल की संरचना को कई कारक प्रभावित करते हैं, जैसे कोयला और चूना पत्थर की संरचना, स्क्रबर का प्रकार और उपयोग की जाने वाली जिप्सम-निकासी प्रणाली। कोयला अम्लीय गैसें (जैसे क्लोराइड, फ्लोराइड और सल्फेट) और वाष्पशील धातुएँ (जैसे आर्सेनिक, पारा, सेलेनियम, बोरॉन, कैडमियम और जस्ता) उत्सर्जित करता है। चूना पत्थर एफजीडी अपशिष्ट जल में लोहा और एल्युमीनियम (मिट्टी के खनिजों से) मिलाता है। चूना पत्थर को आमतौर पर गीली बॉल मिल में पीसा जाता है, और गेंदों के क्षरण और संक्षारण से चूना पत्थर के घोल में लोहा मिल जाता है। मिट्टी में अक्रिय महीन कण होते हैं, यही कारण है कि स्क्रबर से अपशिष्ट जल को निकाला जाता है।

प्रेषक: थॉमस ई. हिगिंस, पीएचडी, पीई; ए. थॉमस सैंडी, पीई; और सिलास डब्ल्यू. गिवेंस, पीई।

Email: caroline@rbsic-sisic.com