Enerji santrallerinde kükürt giderme için silisyum karbür baca gazı kükürt giderme nozulu

Baca Gazı Kükürt Giderme (FGD) Emici Nozulları
Alkali bir reaktif, örneğin ıslak kireçtaşı bulamacı kullanılarak egzoz gazlarından kükürt oksitlerin (yaygın olarak SOx olarak adlandırılır) uzaklaştırılması.

Fosil yakıtlar, kazanları, fırınları veya diğer ekipmanları çalıştırmak için yanma süreçlerinde kullanıldığında, egzoz gazının bir parçası olarak SO2 veya SO3 salma potansiyeline sahiptirler. Bu kükürt oksitler, sülfürik asit gibi zararlı bileşikler oluşturmak üzere diğer elementlerle kolayca reaksiyona girer ve insan sağlığını ve çevreyi olumsuz etkileme potansiyeline sahiptir. Bu potansiyel etkiler nedeniyle, baca gazlarındaki bu bileşiğin kontrolü, kömürle çalışan enerji santrallerinin ve diğer endüstriyel uygulamaların önemli bir parçasıdır.

Erozyon, tıkanma ve birikme endişeleri nedeniyle, bu emisyonları kontrol etmek için en güvenilir sistemlerden biri, kireçtaşı, hidratlı kireç, deniz suyu veya diğer alkali çözeltiler kullanan açık kuleli ıslak baca gazı kükürt giderme (FGD) işlemidir. Püskürtme nozulları, bu bulamaçları emme kulelerine etkili ve güvenilir bir şekilde dağıtabilir. Uygun boyutta damlacıkların düzgün desenlerini oluşturarak, bu nozullar, baca gazına yıkama çözeltisinin karışmasını en aza indirirken, uygun emilim için gerekli yüzey alanını etkili bir şekilde oluşturabilir.

Baca Gazı Kükürt Giderme (FGD) Emici Meme Seçimi:
Dikkate alınması gereken önemli faktörler:

Temizleme ortamının yoğunluğu ve viskozitesi
Gerekli damla boyutu
Doğru damlacık boyutu, uygun emilim oranlarının sağlanması için çok önemlidir.
Meme malzemesi
Baca gazı genellikle aşındırıcıdır ve yıkama sıvısı sıklıkla yüksek katı madde içeriğine ve aşındırıcı özelliklere sahip bir bulamaç olduğundan, uygun korozyon ve aşınmaya dayanıklı malzemenin seçimi önemlidir.
Meme tıkanma direnci
Temizleme sıvısı genellikle yüksek katı madde içeriğine sahip bir bulamaç olduğundan, tıkanmaya karşı direnç açısından nozul seçimi önemlidir.
Püskürtme nozulu deseni ve yerleşimi
Uygun emilimi sağlamak için gaz akışının tamamen kapsanması, bypass olmaması ve yeterli bekleme süresi önemlidir.
Meme bağlantı boyutu ve tipi
Gerekli yıkama sıvısı akış hızları
Nozul boyunca mevcut basınç düşüşü (∆P)
∆P = meme girişindeki besleme basıncı – meme dışındaki proses basıncı
Deneyimli mühendislerimiz, tasarım detaylarınıza uygun olarak hangi nozulun gereken performansı göstereceğini belirlemenize yardımcı olabilir.
Baca Gazı Kükürt Giderme (FGD) Emici Memelerinin Yaygın Kullanım Alanları ve Sektörler:
Kömür ve diğer fosil yakıtlı enerji santralleri
Petrol rafinerileri
Belediye atık yakma tesisleri
Çimento fırınları
Metal eritme tesisleri

SiC Malzeme Veri Sayfası

Kireç/Kireçtaşı ile İlgili Dezavantajlar

Şekil 1'de gösterildiği gibi, kireç/kireçtaşı zorlamalı oksidasyon (LSFO) kullanan baca gazı kükürt giderme sistemleri üç ana alt sistemden oluşmaktadır:

• Reaktiflerin hazırlanması, kullanımı ve saklanması
• Emici kap
• Atık ve yan ürün yönetimi

Reaktif hazırlama işlemi, kırılmış kireçtaşının (CaCO3) bir depolama silosundan karıştırıcılı bir besleme tankına taşınmasından oluşur. Elde edilen kireçtaşı bulamacı daha sonra kazan baca gazı ve oksitleyici hava ile birlikte emici kaba pompalanır. Püskürtme nozulları, gelen baca gazına ters yönde akan ince reaktif damlacıkları verir. Baca gazındaki SO2, kalsiyumca zengin reaktif ile reaksiyona girerek kalsiyum sülfit (CaSO3) ve CO2 oluşturur. Emiciye verilen hava, CaSO3'ün CaSO4'e (dihidrat formu) oksidasyonunu teşvik eder.

Temel LSFO reaksiyonları şunlardır:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Oksitlenmiş bulamaç, emici ünitenin dibinde toplanır ve daha sonra taze reaktif ile birlikte püskürtme nozulu başlıklarına geri dönüştürülür. Geri dönüşüm akışının bir kısmı, tipik olarak hidrosiklonlardan, tambur veya bant filtrelerinden ve karıştırıcılı atık su/sıvı depolama tankından oluşan atık/yan ürün işleme sistemine çekilir. Depolama tankından gelen atık su, kireçtaşı reaktif besleme tankına veya taşan kısmın atık su olarak uzaklaştırıldığı bir hidrosiklona geri dönüştürülür.

Tipik Kireç/Kireçtaşı Zorlamalı Oksidasyon Islak Yıkama Prosesi Şeması

Islak LSFO sistemleri tipik olarak %95-97 oranında SO2 giderme verimliliğine ulaşabilir. Bununla birlikte, özellikle yüksek kükürtlü kömür kullanan tesisler için emisyon kontrol gereksinimlerini karşılamak üzere %97,5'in üzerinde seviyelere ulaşmak zordur. Magnezyum katalizörleri eklenebilir veya kireçtaşı daha yüksek reaktiviteli kirece (CaO) dönüştürülebilir, ancak bu tür modifikasyonlar ek tesis ekipmanı ve ilgili işçilik ve enerji maliyetlerini gerektirir. Örneğin, kirece dönüştürme işlemi ayrı bir kireç fırınının kurulumunu gerektirir. Ayrıca, kireç kolayca çökelir ve bu da yıkayıcıda kireç tortusu oluşma potansiyelini artırır.

Kireç fırınıyla kalsinasyon maliyeti, kireçtaşının doğrudan kazan fırınına enjekte edilmesiyle azaltılabilir. Bu yaklaşımda, kazanda üretilen kireç, baca gazıyla birlikte yıkayıcıya taşınır. Olası sorunlar arasında kazan kirlenmesi, ısı transferine müdahale ve kazanda aşırı yanma nedeniyle kirecin etkisiz hale gelmesi yer alır. Dahası, kireç, kömürle çalışan kazanlarda erimiş külün akış sıcaklığını düşürerek, aksi takdirde oluşmayacak katı birikintilere neden olur.

LSFO prosesinden çıkan sıvı atıklar, genellikle santralin diğer bölümlerinden gelen sıvı atıklarla birlikte stabilizasyon havuzlarına yönlendirilir. Islak FGD sıvı atık suyu, sülfit ve sülfat bileşikleriyle doymuş olabilir ve çevresel hususlar genellikle nehirler, dereler veya diğer su yollarına deşarjını sınırlandırır. Ayrıca, atık suyun/sıvının tekrar yıkayıcıya geri dönüştürülmesi, çözünmüş sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum veya klorür tuzlarının birikmesine yol açabilir. Yeterli tahliye sağlanmadığı takdirde, çözünmüş tuz konsantrasyonları doygunluk seviyesinin altında kalır ve bu da büyük, yüksek hacimli stabilizasyon havuzlarına ihtiyaç duyulmasına neden olur. Tipik koşullarda, bir stabilizasyon havuzundaki çökelmiş tabaka, birkaç aylık depolamadan sonra bile %50 veya daha fazla sıvı faz içerebilir.

Emici atık çamurundan geri kazanılan kalsiyum sülfat, yüksek oranda reaksiyona girmemiş kireçtaşı ve kalsiyum sülfit külü içerebilir. Bu kirleticiler, kalsiyum sülfatın alçıpan, sıva ve çimento üretiminde kullanılmak üzere sentetik alçı olarak satılmasını engelleyebilir. Reaksiyona girmemiş kireçtaşı, sentetik alçıda bulunan baskın safsızlıktır ve aynı zamanda doğal (madenlerden çıkarılan) alçıda da yaygın bir safsızlıktır. Kireçtaşının kendisi alçıpan nihai ürünlerinin özelliklerini etkilemese de, aşındırıcı özellikleri işleme ekipmanları için aşınma sorunları yaratır. Kalsiyum sülfit, ince parçacık boyutu nedeniyle pullanma sorunlarına ve kek yıkama ve susuzlaştırma gibi diğer işleme sorunlarına yol açtığı için herhangi bir alçıda istenmeyen bir safsızlıktır.

LSFO işleminde oluşan katı maddeler sentetik alçı olarak ticari olarak pazarlanamıyorsa, bu önemli bir atık bertaraf sorununa yol açar. %1 kükürtlü kömürle çalışan 1000 MW'lık bir kazan için alçı miktarı yaklaşık 550 ton/gün'dür. Aynı tesis %2 kükürtlü kömürle çalıştığında ise alçı üretimi yaklaşık 1100 ton/gün'e çıkar. Buna yaklaşık 1000 ton/gün uçucu kül üretimi de eklendiğinde, toplam katı atık miktarı %1 kükürtlü kömür durumunda yaklaşık 1550 ton/gün, %2 kükürtlü kömür durumunda ise 2100 ton/gün olur.

EADS Avantajları

LSFO arıtma yöntemine kanıtlanmış bir alternatif teknoloji, SO2 giderme reaktifi olarak kireçtaşının yerine amonyağı kullanır. LSFO sistemindeki katı reaktif öğütme, depolama, taşıma ve nakliye bileşenleri, sulu veya susuz amonyak için basit depolama tanklarıyla değiştirilir. Şekil 2, JET Inc. tarafından sağlanan EADS sisteminin akış şemasını göstermektedir.

Amonyak, baca gazı, oksitleyici hava ve proses suyu, çok sayıda püskürtme nozulu içeren bir emiciye girer. Nozullar, aşağıdaki reaksiyonlara göre reaktifin gelen baca gazıyla yakın temasını sağlamak için amonyak içeren reaktifin ince damlacıklarını üretir:

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

Baca gazı akışındaki SO2, kabın üst yarısında amonyakla reaksiyona girerek amonyum sülfit üretir. Emici kabın alt kısmı, havanın amonyum sülfiti amonyum sülfata oksitlediği bir oksidasyon tankı görevi görür. Elde edilen amonyum sülfat çözeltisi, emicinin çeşitli seviyelerinde püskürtme nozulu başlıklarına geri pompalanır. Temizlenmiş baca gazı emicinin üst kısmından çıkmadan önce, içindeki sıvı damlacıklarını bir araya getiren ve ince parçacıkları yakalayan bir nem gidericiden geçer.

Amonyağın SO2 ile reaksiyonu ve sülfitin sülfata oksidasyonu, yüksek bir reaktif kullanım oranı sağlar. Tüketilen her bir pound amonyak için dört pound amonyum sülfat üretilir.

LSFO prosesinde olduğu gibi, reaktif/ürün geri dönüşüm akışının bir kısmı ticari bir yan ürün üretmek için kullanılabilir. EADS sisteminde, çıkış ürünü çözeltisi, kurutma ve paketlemeden önce amonyum sülfat ürününü konsantre etmek için bir hidrosiklon ve santrifüjden oluşan bir katı madde geri kazanım sistemine pompalanır. Tüm sıvılar (hidrosiklon taşması ve santrifüj santrifüjü) bir bulamaç tankına geri yönlendirilir ve daha sonra emici amonyum sülfat geri dönüşüm akışına yeniden verilir.

• EADS sistemleri daha yüksek SO2 giderme verimliliği (>%99) sağlar; bu da kömürle çalışan enerji santrallerine daha ucuz, daha yüksek kükürtlü kömürleri karıştırma konusunda daha fazla esneklik kazandırır.
• LSFO sistemleri uzaklaştırılan her ton SO2 için 0,7 ton CO2 üretirken, EADS prosesi hiç CO2 üretmez.
• Kireç ve kireçtaşı, SO2 giderimi için amonyağa kıyasla daha az reaktif olduklarından, yüksek sirkülasyon oranlarına ulaşmak için daha yüksek proses suyu tüketimi ve pompalama enerjisi gereklidir. Bu da LSFO sistemleri için daha yüksek işletme maliyetlerine yol açar.
• EADS sistemlerinin sermaye maliyetleri, LSFO sisteminin inşa maliyetlerine benzerdir. Yukarıda belirtildiği gibi, EADS sistemi amonyum sülfat yan ürün işleme ve paketleme ekipmanına ihtiyaç duyarken, LSFO ile ilişkili reaktif hazırlama tesisleri öğütme, taşıma ve nakliye için gerekli değildir.

EADS'nin en belirgin avantajı, hem sıvı hem de katı atıkların ortadan kaldırılmasıdır. EADS teknolojisi, sıfır sıvı deşarjlı bir işlemdir; yani atık su arıtımına gerek yoktur. Katı amonyum sülfat yan ürünü kolayca pazarlanabilir; amonyum sülfat, dünyada en çok kullanılan gübre ve gübre bileşenidir ve 2030 yılına kadar dünya çapında pazar büyümesi beklenmektedir. Ayrıca, amonyum sülfat üretimi santrifüj, kurutucu, konveyör ve paketleme ekipmanı gerektirirken, bu ekipmanlar tescilli değildir ve ticari olarak temin edilebilir. Ekonomik ve pazar koşullarına bağlı olarak, amonyum sülfat gübresi, amonyak bazlı baca gazı kükürt giderme maliyetlerini karşılayabilir ve potansiyel olarak önemli bir kar sağlayabilir.

Etkin Amonyak Kükürt Giderme Prosesi Şematik Gösterimi

Shandong Zhongpeng Özel Seramik Şirketi, Çin'deki en büyük silisyum karbür seramik yeni malzeme çözümlerinden biridir. SiC teknik seramiği: Mohs sertliği 9'dur (Yeni Mohs sertliği 13'tür), mükemmel aşınma ve korozyon direncine, mükemmel yıpranma direncine ve antioksidasyona sahiptir. SiC ürününün kullanım ömrü, %92 alümina malzemeye göre 4 ila 5 kat daha uzundur. RBSiC'nin MOR değeri, SNBSC'nin 5 ila 7 katıdır ve daha karmaşık şekiller için kullanılabilir. Teklif süreci hızlıdır, teslimat söz verildiği gibidir ve kalite eşsizdir. Hedeflerimizi zorlamaya ve topluma gönülden katkıda bulunmaya her zaman devam ediyoruz.