Deginant anglį elektros energijos gamybos įrenginiuose susidaro kietosios atliekos, tokios kaip dugno ir lakieji pelenai, bei dūmų dujos, kurios išmetamos į atmosferą. Daugelis įrenginių privalo pašalinti SOx emisijas iš dūmų dujų, naudodami dūmų dujų desulfuravimo (FGD) sistemas. Trys pagrindinės FGD technologijos, naudojamos JAV, yra šlapiasis valymas (85 % įrenginių), sausas valymas (12 %) ir sauso sorbento įpurškimas (3 %). Šlapiosios valytuvai paprastai pašalina daugiau nei 90 % SOx, palyginti su sausais valytuvais, kurie pašalina 80 %. Šiame straipsnyje pristatomos pažangiausios technologijos, skirtos šlapiojo valymo metu susidarančioms nuotekoms valyti.FGD sistemos.
Šlapio FGD pagrindai
Šlapio FGD technologijos turi bendrą srutų reaktoriaus sekciją ir kietųjų dalelių nusausinimo sekciją. Reaktoriaus sekcijoje buvo naudojami įvairių tipų absorberiai, įskaitant įpakuotus ir dėklinius bokštus, Venturi skruberius ir purškiamus skruberius. Absorberiai neutralizuoja rūgštines dujas šarminiu kalkių, natrio hidroksido arba kalkakmenio srutos tirpalu. Dėl daugelio ekonominių priežasčių naujesni skruberiai dažniausiai naudoja kalkakmenio srutas.
Kai kalkakmenis reaguoja su SOx absorberio redukcinėmis sąlygomis, SO2 (pagrindinis SOx komponentas) paverčiamas sulfitu ir susidaro kalcio sulfito turtinga suspensija. Ankstesnėse FGD sistemose (vadinamose natūralios oksidacijos arba slopintos oksidacijos sistemomis) susidarė kalcio sulfito šalutinis produktas. NaujesnėseFGD sistemosNaudojamas oksidacijos reaktorius, kuriame kalcio sulfito suspensija paverčiama kalcio sulfatu (gipsu); šios sistemos vadinamos kalkakmenio priverstinės oksidacijos (LSFO) FGD sistemomis.
Tipinėse šiuolaikinėse LSFO dūmų desulfuravimo sistemose naudojamas arba purškimo bokšto absorberis su integruotu oksidacijos reaktoriumi bazėje (1 pav.), arba purkštuvo burbuliatoriaus sistema. Kiekvienoje iš jų dujos absorbuojamos kalkakmenio suspensijoje anoksinėmis sąlygomis; tada suspensija patenka į aerobinį reaktorių arba reakcijos zoną, kur sulfitas paverčiamas sulfatu ir gipsas nusodinamas. Hidraulinio sulaikymo laikas oksidacijos reaktoriuje yra apie 20 minučių.
1. Purškimo kolonėlės kalkakmenio priverstinės oksidacijos (LSFO) dūmų desulfuravimo sistema. LSFO skruberyje suspensija patenka į reaktorių, kuriame įpilama oro, kad sulfitas būtų oksiduotas į sulfatą. Atrodo, kad dėl šios oksidacijos selenitas paverčiamas selenatu, todėl vėliau kyla sunkumų valant. Šaltinis: CH2M HILL
Šios sistemos paprastai veikia su 14–18 % suspenduotų kietųjų dalelių kiekiu. Suspenduotas kietąsias daleles sudaro smulkios ir stambios gipso dalelės, lakieji pelenai ir inertinė medžiaga, patenkanti kartu su kalkakmeniu. Kai kietųjų dalelių kiekis pasiekia viršutinę ribą, suspensija išvaloma. Daugumoje LSFO FGD sistemų naudojamos mechaninės kietųjų dalelių atskyrimo ir vandens šalinimo sistemos, skirtos gipsui ir kitoms kietosioms dalelėms atskirti nuo valymo vandens (2 pav.).
2. FGD valymo gipso sausinimo sistema. Tipinėje gipso sausinimo sistemoje valymo dalelės klasifikuojamos arba atskiriamos į stambias ir smulkias frakcijas. Smulkios dalelės atskiriamos hidroklono pertekliniame skystyje, kad susidarytų potvynis, kurį daugiausia sudaro dideli gipso kristalai (potencialiai skirti pardavimui), kuriuos galima nusausinti iki mažo drėgmės kiekio naudojant vakuuminę juostinę sausinimo sistemą. Šaltinis: CH2M HILL
Kai kuriose FGD sistemose kietosioms dalelėms klasifikuoti ir nusausinti naudojami gravitaciniai tirštikliai arba nusodinimo tvenkiniai, o kai kuriose – centrifugos arba rotacinio vakuuminio būgno sausinimo sistemos, tačiau daugumoje naujų sistemų naudojami hidroklonai ir vakuuminės juostos. Kai kuriose sistemose gali būti naudojami du hidroklonai, sujungti nuosekliai, siekiant padidinti kietųjų dalelių pašalinimą iš sausinimo sistemos. Dalis hidroklono pertekliaus gali būti grąžinta į FGD sistemą, siekiant sumažinti nuotekų srautą.
Valymas taip pat gali būti pradėtas, kai FGD suspensijoje susikaupia chloridų, o tai būtina dėl FGD sistemos konstrukcinių medžiagų atsparumo korozijai apribojimų.
FGD nuotekų charakteristikos
FGD nuotekų sudėčiai įtakos turi daug kintamųjų, pavyzdžiui, anglies ir kalkakmenio sudėtis, skruberio tipas ir naudojama gipso sausinimo sistema. Anglis į FGD nuotekas įneša rūgštinių dujų, tokių kaip chloridai, fluoridai ir sulfatai, taip pat lakiųjų metalų, įskaitant arseną, gyvsidabrį, seleną, borą, kadmį ir cinką. Klintis į FGD nuotekas įneša geležies ir aliuminio (iš molio mineralų). Klintis paprastai susmulkinamas šlapiuoju rutuliniu malūnu, o rutuliukų erozija ir korozija į kalkakmenio suspensiją įneša geležies. Molis dažniausiai įneša inertinių smulkių dalelių, ir tai yra viena iš priežasčių, kodėl nuotekos išvalomos iš skruberio.
Nuo: Thomas E. Higgins, PhD, PE; A. Thomas Sandy, PE; ir Silas W. Givens, PE.
Email: caroline@rbsic-sisic.com
Įrašo laikas: 2018 m. rugpjūčio 4 d.