Электр станциясында күкіртті кетіруге арналған кремний карбиді FGD саптамасы

Түтін газдарын күкіртсіздендіру (ТГК) абсорбер саптамалары
Шығарылған газдардан сілтілі реагент, мысалы, дымқыл әктас суспензиясын пайдаланып, күкірт оксидтерін, әдетте SOx деп аталатын, алып тастау.

Қазба отындары қазандықтарды, пештерді немесе басқа жабдықтарды іске қосу үшін жану процестерінде пайдаланылған кезде, олар пайдаланылған газдың құрамында SO2 немесе SO3 бөліп шығаруы мүмкін. Бұл күкірт оксидтері күкірт қышқылы сияқты зиянды қосылыстарды түзу үшін басқа элементтермен оңай әрекеттеседі және адам денсаулығы мен қоршаған ортаға кері әсер етуі мүмкін. Осы ықтимал әсерлерге байланысты түтін газдарындағы бұл қосылысты бақылау көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларының және басқа да өнеркәсіптік қолданбалардың маңызды бөлігі болып табылады.

Эрозия, бітелу және жиналу мәселелеріне байланысты, бұл шығарындыларды бақылаудың ең сенімді жүйелерінің бірі - әктас, гидратталған әк, теңіз суы немесе басқа сілтілі ерітіндіні пайдаланатын ашық мұнаралы ылғалды түтін газдарын күкіртсіздендіру (FGD) процесі. Бүріккіш форсункалар бұл суспензияларды сіңіру мұнараларына тиімді және сенімді түрде тарата алады. Дұрыс өлшемді тамшылардың біркелкі үлгілерін жасау арқылы бұл форсункалар тазалау ерітіндісінің түтін газына енуін азайта отырып, дұрыс сіңіру үшін қажетті беткі аумақты тиімді түрде жасай алады.

FGD сіңіргіш форсункасын таңдау:
Ескеретін маңызды факторлар:

Тазалау ортасының тығыздығы мен тұтқырлығы
Қажетті тамшы мөлшері
Тамшының дұрыс мөлшері дұрыс сіңіру жылдамдығын қамтамасыз ету үшін маңызды
Саптама материалы
Түтін газы көбінесе коррозиялық болғандықтан және тазалау сұйықтығы көбінесе қатты заттардың көп мөлшері мен абразивті қасиеттері бар суспензия болғандықтан, коррозияға және тозуға төзімді тиісті материалды таңдау маңызды.
Саптаманың бітелуіне төзімділік
Тазалау сұйықтығы көбінесе қатты заттардың көп мөлшері бар суспензия болғандықтан, бітелуге төзімділігін ескере отырып, саптаманы таңдау маңызды.
Саңылаудың бүріккіш үлгісі және орналасуы
Тиісті сіңіруді қамтамасыз ету үшін газ ағынын айналып өтусіз және жеткілікті уақыт бойы толық жабу маңызды.
Саптама қосылымының өлшемі мен түрі
Қажетті тазалау сұйықтығының ағын жылдамдығы
Саптамадағы қолжетімді қысымның төмендеуі (∆P)
∆P = форсунка кірісіндегі беру қысымы – форсунканың сыртындағы өңдеу қысымы
Біздің тәжірибелі инженерлеріміз сіздің жобалау мәліметтеріңізбен қай саптаманың қажетінше жұмыс істейтінін анықтауға көмектесе алады
FGD сіңіргіш саптамасының кең таралған қолданылуы және салалары:
Көмір және басқа да қазба отын электр станциялары
Мұнай өңдеу зауыттары
Қалалық қалдықтарды жағатын пештер
Цемент пештері
Металл балқыту зауыттары

SiC материалының деректер парағы

Әк/әктастың кемшіліктері

1-суретте көрсетілгендей, әк/әктастың мәжбүрлі тотығуын (LSFO) қолданатын FGD жүйелері үш негізгі ішкі жүйені қамтиды:

• Реагентті дайындау, өңдеу және сақтау
• Абсорбер ыдысы
• Қалдықтарды және қосалқы өнімдерді өңдеу

Реагент дайындау ұсақталған әктасты (CaCO3) сақтау силосынан араластырылған қоректендіру ыдысына жеткізуден тұрады. Алынған әктасты ерітінді қазандықтың түтін газымен және тотықтырғыш ауамен бірге абсорбер ыдысына айдалады. Бүріккіш форсункалар реагенттің ұсақ тамшыларын жеткізеді, олар содан кейін кіретін түтін газына қарсы ағынмен ағады. Түтін газындағы SO2 кальцийге бай реагентпен әрекеттесіп, кальций сульфитін (CaSO3) және CO2 түзеді. Абсорберге енгізілген ауа CaSO3-тің CaSO4-ке (дигидратты түрге) тотығуын күшейтеді.

LSFO негізгі реакциялары:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Тотыққан шлам абсорбердің түбінде жиналады және кейіннен жаңа реагентпен бірге бүріккіш форсунка коллекторларына қайта өңделеді. Қайта өңдеу ағынының бір бөлігі қалдықтарды/қосымша өнімдерді өңдеу жүйесіне қайтарылады, ол әдетте гидроциклондардан, барабанды немесе таспалы сүзгілерден және араластырылған ағынды суларды/ішімдіктерді ұстайтын резервуардан тұрады. Ұстағыш резервуардан ағынды сулар әктас реагенттерін беру резервуарына немесе гидроциклонға қайта өңделеді, онда асып кеткен су ағынды су ретінде жойылады.

Әк/әктаспен мәжбүрлі тотықтырғышпен ылғалды тазалаудың әдеттегі процесінің схемасы

Ылғал LSFO жүйелері әдетте SO2 жою тиімділігін 95-97 пайызға жеткізе алады. Дегенмен, шығарындыларды бақылау талаптарын қанағаттандыру үшін 97,5 пайыздан жоғары деңгейге жету қиын, әсіресе жоғары күкіртті көмірді пайдаланатын зауыттар үшін. Магний катализаторларын қосуға немесе әктасты жоғары реактивті әкке (CaO) дейін күйдіруге болады, бірақ мұндай модификациялар қосымша зауыт жабдықтарын және онымен байланысты еңбек пен қуат шығындарын қамтиды. Мысалы, әкке дейін күйдіру үшін бөлек әк пешін орнату қажет. Сондай-ақ, әк оңай тұндырылады және бұл скрабта қақтың пайда болу мүмкіндігін арттырады.

Әк пешімен күйдіру құнын әктасты қазандық пешіне тікелей енгізу арқылы азайтуға болады. Бұл тәсілде қазандықта пайда болған әк түтін газымен бірге скрубберге тасымалданады. Мүмкін болатын мәселелерге қазандықтың ластануы, жылу алмасуына кедергі келтіру және қазандықтағы шамадан тыс жану салдарынан әктің белсенді емес күйге түсуі жатады. Сонымен қатар, әк көмірмен жұмыс істейтін қазандықтардағы балқытылған күлдің ағын температурасын төмендетеді, бұл басқаша пайда болмайтын қатты шөгінділердің пайда болуына әкеледі.

LSFO процесінен шыққан сұйық қалдықтар әдетте электр станциясының басқа жерлерінен алынған сұйық қалдықтармен бірге тұрақтандыру тоғандарына жіберіледі. Ылғалды FGD сұйық ағынды сулары сульфит және сульфат қосылыстарымен қаныққан болуы мүмкін және қоршаған ортаны қорғау мәселелері әдетте оның өзендерге, бұлақтарға немесе басқа су ағындарына шығарылуын шектейді. Сондай-ақ, ағынды суларды/ішімдіктерді скрабқа қайта өңдеу еріген натрий, калий, кальций, магний немесе хлорид тұздарының жиналуына әкелуі мүмкін. Бұл түрлер еріген тұз концентрациясын қанығу деңгейінен төмен ұстау үшін жеткілікті мөлшерде ағып кету қамтамасыз етілмесе, ақырында кристалдануы мүмкін. Қосымша мәселе - қалдық қатты заттардың баяу тұну жылдамдығы, бұл үлкен, көп көлемді тұрақтандыру тоғандарын құру қажеттілігіне әкеледі. Әдеттегі жағдайларда тұрақтандыру тоғанындағы тұнған қабат бірнеше ай сақталғаннан кейін де 50 пайыз немесе одан да көп сұйық фазаны қамтуы мүмкін.

Абсорберді қайта өңдеу суспензиясынан алынған кальций сульфаты реакцияға түспеген әктаста және кальций сульфит күлінде көп болуы мүмкін. Бұл ластаушылар кальций сульфатының қабырға тақтайшаларында, гипсте және цемент өндірісінде пайдалану үшін синтетикалық гипс ретінде сатылуына кедергі келтіруі мүмкін. Реакцияға түспеген әктасты синтетикалық гипсте кездесетін басым қоспа және ол табиғи (өндірілетін) гипсте де кең таралған қоспа болып табылады. Әктасты өзі қабырға тақтайшаларының соңғы өнімдерінің қасиеттеріне кедергі келтірмесе де, оның абразивті қасиеттері өңдеу жабдықтары үшін тозу мәселелерін тудырады. Кальций сульфиті кез келген гипсте қажетсіз қоспа болып табылады, себебі оның ұсақ бөлшектерінің мөлшері қабыршақтану проблемаларын және тортты жуу және сусыздандыру сияқты басқа да өңдеу мәселелерін тудырады.

Егер LSFO процесінде пайда болған қатты заттар синтетикалық гипс ретінде коммерциялық тұрғыдан сатылмаса, бұл қалдықтарды жоюда айтарлықтай мәселе тудырады. 1 пайыздық күкіртті көмірмен жұмыс істейтін 1000 МВт қазандық үшін гипс мөлшері шамамен 550 тоннаны (қысқа) құрайды. 2 пайыздық күкіртті көмірмен жұмыс істейтін сол зауыт үшін гипс өндірісі шамамен 1100 тоннаға дейін артады. Ұшатын күл өндірісіне күніне шамамен 1000 тонна қосу арқылы қатты қалдықтардың жалпы тоннасы 1 пайыздық күкіртті көмір үшін шамамен 1550 тоннаға және 2 пайыздық күкіртті көмір үшін күніне 2100 тоннаға жетеді.

EADS артықшылықтары

LSFO тазалаудың дәлелденген технологиялық баламасы SO2 кетіру үшін реагент ретінде аммиакпен әктастың орнына қолданылады. LSFO жүйесіндегі қатты реагенттерді ұнтақтау, сақтау, өңдеу және тасымалдау компоненттері сулы немесе сусыз аммиакқа арналған қарапайым сақтау цистерналарымен ауыстырылады. 2-суретте JET Inc. компаниясы ұсынған EADS жүйесінің ағын схемасы көрсетілген.

Аммиак, түтін газы, тотықтырғыш ауа және технологиялық су бірнеше деңгейлі бүріккіш форсункалары бар абсорберге түседі. Фоссилалар келесі реакцияларға сәйкес реагенттің кіретін түтін газымен тығыз байланысын қамтамасыз ету үшін аммиак бар реагенттің ұсақ тамшыларын түзеді:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

Түтін газы ағынындағы SO2 ыдыстың жоғарғы жартысында аммиакпен әрекеттесіп, аммоний сульфитін түзеді. Абсорбер ыдысының түбі ауа аммоний сульфитін аммоний сульфатына дейін тотықтыратын тотығу багы ретінде қызмет етеді. Алынған аммоний сульфаты ерітіндісі абсорбердегі бірнеше деңгейдегі бүріккіш форсунка коллекторларына қайтарылады. Тазартылған түтін газы абсорбердің жоғарғы жағынан шыққанға дейін, ол кез келген сіңген сұйықтық тамшыларын біріктіретін және ұсақ бөлшектерді ұстайтын демистер арқылы өтеді.

Аммиактың SO2-мен реакциясы және сульфиттің сульфатқа дейін тотығуы реагенттерді пайдаланудың жоғары деңгейіне жетеді. Тұтынылған аммиактың әрбір фунтына төрт фунт аммоний сульфаты өндіріледі.

LSFO процесіндегідей, реагент/өнімді қайта өңдеу ағынының бір бөлігін коммерциялық қосымша өнім алу үшін алуға болады. EADS жүйесінде алып кету өнімінің ерітіндісі кептіру және қаптау алдында аммоний сульфаты өнімін шоғырландыру үшін гидроциклон мен центрифугадан тұратын қатты заттарды қалпына келтіру жүйесіне айдалады. Барлық сұйықтықтар (гидроциклонның асып кетуі және центрифуга центраты) шлам бакына қайта бағытталады, содан кейін абсорбер аммоний сульфатын қайта өңдеу ағынына қайта енгізіледі.

• EADS жүйелері SO2 жоюдың жоғары тиімділігін (>99%) қамтамасыз етеді, бұл көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларына арзан, күкірті көп көмірлерді араластыруға көбірек икемділік береді.
• LSFO жүйелері әрбір тонна SO2 жойылған сайын 0,7 тонна CO2 түзсе, EADS процесі CO2 шығармайды.
• Әк пен әктас SO2 кетіру үшін аммиакпен салыстырғанда аз реактивті болғандықтан, жоғары айналым жылдамдығына жету үшін технологиялық суды көп тұтыну және айдау энергиясы қажет. Бұл LSFO жүйелерінің пайдалану шығындарының жоғарылауына әкеледі.
• EADS жүйелеріне арналған капиталдық шығындар LSFO жүйесін құруға кететін шығындарға ұқсас. Жоғарыда айтылғандай, EADS жүйесі аммоний сульфатының қосалқы өнімдерін өңдеу және орау жабдықтарын қажет етсе, LSFO-мен байланысты реагенттерді дайындау қондырғылары ұнтақтау, өңдеу және тасымалдау үшін қажет емес.

EADS-тің ең ерекше артықшылығы - сұйық және қатты қалдықтарды жою. EADS технологиясы - сұйықтықты нөлдік шығару процесі, бұл ағынды суларды тазартудың қажеті жоқ дегенді білдіреді. Қатты аммоний сульфатының қосалқы өнімі оңай сатылады; аммиак сульфаты - әлемдегі ең көп қолданылатын тыңайтқыш және тыңайтқыш компоненті, 2030 жылға дейін әлемдік нарықтың өсуі күтілуде. Сонымен қатар, аммоний сульфатын өндіру үшін центрифуга, кептіргіш, конвейер және орау жабдықтары қажет болса, бұл заттар меншікті емес және коммерциялық тұрғыдан қолжетімді. Экономикалық және нарықтық жағдайларға байланысты аммоний сульфаты тыңайтқышы аммиак негізіндегі түтін газын күкіртсіздендіру шығындарын өтей алады және айтарлықтай пайда әкелуі мүмкін.

Аммиакты күкіртсіздендірудің тиімді процесінің схемасы

Shandong Zhongpeng Special Ceramics Co., Ltd компаниясы Қытайдағы ең ірі кремний карбиді керамикасының жаңа материалдық шешімдерінің бірі болып табылады. SiC техникалық керамикасы: Мохтың қаттылығы 9 (Жаңа Мохтың қаттылығы 13), эрозияға және коррозияға тамаша төзімділік, тамаша абразияға төзімділік және антиоксиданттық қасиеттерге ие. SiC өнімінің қызмет ету мерзімі 92% алюминий оксиді материалынан 4-5 есе ұзақ. RBSiC-тің MOR мәні SNBSC-ге қарағанда 5-7 есе жоғары, оны күрделі пішіндер үшін пайдалануға болады. Баға белгілеу процесі жылдам, жеткізу уәде етілгендей және сапасы ең жоғары. Біз әрқашан мақсаттарымызға жетуге тырысамыз және жүрегімізді қоғамға қайтарамыз.