Pembakaran batu bara di fasilitas pembangkit listrik menghasilkan limbah padat, seperti abu dasar dan abu terbang, serta gas buang yang dilepaskan ke atmosfer. Banyak pembangkit listrik diharuskan untuk menghilangkan emisi SOx dari gas buang menggunakan sistem desulfurisasi gas buang (FGD). Tiga teknologi FGD terkemuka yang digunakan di AS adalah pencucian basah (85% dari instalasi), pencucian kering (12%), dan injeksi adsorben kering (3%). Pencuci basah biasanya menghilangkan lebih dari 90% SOx, dibandingkan dengan pencuci kering yang menghilangkan 80%. Artikel ini menyajikan teknologi terkini untuk mengolah air limbah yang dihasilkan oleh pencucian basah.Sistem FGD.
Dasar-dasar FGD Basah
Teknologi FGD basah memiliki kesamaan, yaitu bagian reaktor bubur dan bagian pengeringan padatan. Berbagai jenis penyerap telah digunakan, termasuk menara isian dan baki, scrubber venturi, dan scrubber semprot di bagian reaktor. Penyerap menetralkan gas asam dengan bubur alkali dari kapur, natrium hidroksida, atau batu kapur. Karena sejumlah alasan ekonomi, scrubber yang lebih baru cenderung menggunakan bubur batu kapur.
Ketika batu kapur bereaksi dengan SOx dalam kondisi reduksi di dalam penyerap, SO2 (komponen utama SOx) diubah menjadi sulfit, dan dihasilkan bubur yang kaya akan kalsium sulfit. Sistem FGD sebelumnya (disebut sebagai sistem oksidasi alami atau oksidasi terhambat) menghasilkan produk sampingan kalsium sulfit. Sistem yang lebih baruSistem FGDmenggunakan reaktor oksidasi di mana bubur kalsium sulfit diubah menjadi kalsium sulfat (gypsum); ini disebut sebagai sistem FGD oksidasi paksa batu kapur (LSFO).
Sistem FGD LSFO modern yang umum digunakan adalah penyerap menara semprot dengan reaktor oksidasi terintegrasi di bagian dasarnya (Gambar 1) atau sistem gelembung jet. Pada masing-masing sistem, gas diserap dalam bubur batu kapur dalam kondisi anoksik; bubur tersebut kemudian dialirkan ke reaktor aerobik atau zona reaksi, di mana sulfit diubah menjadi sulfat, dan gipsum mengendap. Waktu retensi hidrolik di reaktor oksidasi sekitar 20 menit.
1. Sistem FGD oksidasi paksa batu kapur kolom semprot (LSFO). Dalam scrubber LSFO, bubur melewati reaktor, di mana udara ditambahkan untuk memaksa oksidasi sulfit menjadi sulfat. Oksidasi ini tampaknya mengubah selenit menjadi selenat, yang mengakibatkan kesulitan pengolahan selanjutnya. Sumber: CH2M HILL
Sistem ini biasanya beroperasi dengan padatan tersuspensi sebesar 14% hingga 18%. Padatan tersuspensi terdiri dari padatan gipsum halus dan kasar, abu terbang, dan material inert yang masuk bersama batu kapur. Ketika padatan mencapai batas atas, bubur dibuang. Sebagian besar sistem LSFO FGD menggunakan sistem pemisahan padatan mekanis dan pengeringan untuk memisahkan gipsum dan padatan lainnya dari air buangan (Gambar 2).
2. Sistem pengeringan gipsum dengan pembuangan FGD. Dalam sistem pengeringan gipsum tipikal, partikel dalam pembuangan diklasifikasikan, atau dipisahkan, menjadi fraksi kasar dan halus. Partikel halus dipisahkan dalam aliran berlebih dari hidroklon untuk menghasilkan aliran bawah yang sebagian besar terdiri dari kristal gipsum besar (untuk potensi penjualan) yang dapat dikeringkan hingga kadar air rendah dengan sistem pengeringan sabuk vakum. Sumber: CH2M HILL
Beberapa sistem FGD menggunakan pengental gravitasi atau kolam pengendapan untuk klasifikasi padatan dan pengeringan, dan beberapa menggunakan sentrifugal atau sistem pengeringan drum vakum putar, tetapi sebagian besar sistem baru menggunakan hidroklon dan sabuk vakum. Beberapa mungkin menggunakan dua hidroklon secara seri untuk meningkatkan penghilangan padatan dalam sistem pengeringan. Sebagian dari luapan hidroklon dapat dikembalikan ke sistem FGD untuk mengurangi aliran air limbah.
Pembersihan juga dapat dimulai ketika terjadi penumpukan klorida dalam bubur FGD, yang diperlukan karena keterbatasan yang ditimbulkan oleh ketahanan korosi dari bahan konstruksi sistem FGD.
Karakteristik Air Limbah FGD
Banyak variabel yang memengaruhi komposisi air limbah FGD, seperti komposisi batubara dan batu kapur, jenis scrubber, dan sistem pengeringan gipsum yang digunakan. Batu bara menyumbang gas asam — seperti klorida, fluorida, dan sulfat — serta logam volatil, termasuk arsenik, merkuri, selenium, boron, kadmium, dan seng. Batu kapur menyumbang besi dan aluminium (dari mineral lempung) ke air limbah FGD. Batu kapur biasanya dihancurkan dalam penggiling bola basah, dan erosi serta korosi bola-bola tersebut menyumbang besi ke bubur batu kapur. Lempung cenderung menyumbang partikel halus inert, yang merupakan salah satu alasan mengapa air limbah dibuang dari scrubber.
Dari: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; dan Silas W. Givens, PE.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Waktu posting: 04-Agustus-2018