Sistema de desulfurització amb pedra calcària i guips: una solució contrastada per al control a gran escala d’emissions de SO₂

Paraules clau principals: limestone gypsum FGD, sistema FGD calci-llegum, desulfuració humida amb calci, sistema de desulfuració de gasos d’escapament, procés calci-llegum

Descripció Meta: Descobriu com els sistemes FGD calci-llegum eliminen el SO₂ dels gasos d’escapament industrials i per què aquesta tecnologia continua sent àmpliament utilitzada en centrals elèctriques, fàbriques d’acer, plantes cimenteres i altres instal·lacions industrials a gran escala.

Per què el FGD calci-llegum continua sent àmpliament utilitzat

Quan les empreses industrials avaluen tecnologies de desulfuració de gasos d’escapament, el FGD calci-llegum sol ser un dels primers processos considerats.

La raó no és difícil d’entendre.

La tecnologia s’ha utilitzat extensament en grans instal·lacions industrials durant dècades. La pedra calcària és àmpliament disponible en moltes regions, el procés està ben establert i el gips resultant es pot utilitzar en aplicacions adequades.

La desulfuració humida amb pedra calcària i gips és especialment habitual en grans instal·lacions de generació d’energia elèctrica, però la seva aplicació no es limita al sector elèctric.

Indústries com l’acer, la metal·lúrgia, el processament químic i d’altres també poden necessitar la retirada a gran escala de SO₂.

Per a aquests projectes, l’objectiu no és simplement instal·lar un absorbent. Tot el procés ha de funcionar contínuament sota fluxos de gas variables, càrregues de sofre i condicions operatives canviantes.

MirShine Environmental Group ofereix sistemes personalitzats de desulfuració amb pedra calcària i gips basats en les condicions reals de cada instal·lació industrial.

Com funciona la desulfuració amb pedra calcària i gips?

El procés utilitza pedra calcària, principalment carbonat de calci (CaCO₃), com a reactiu desulfurador.

La calcària es prepara com una suspensió i es fa circular per un absorbidor.

Els gasos calents de la xemeneia entren a l'absorbidor i entren en contacte amb la suspensió de calcària.

El SO₂ s'absorbeix a la fase líquida i reacciona amb compostos que contenen calci.

La reacció global simplificada es pot representar, finalment, com:

SO₂ + CaCO₃ + O₂ → CaSO₄ + CO₂

El sulfat de calci pot formar guix en condicions de procés controlades.

La suspensió de guix resultant es separa del líquid i pot deshidratar-se més.

El camí químic exacte implica espècies intermèdies de sulfit i bisulfit, però l'objectiu pràctic és convertir el SO₂ gasós en un producte sòlid estable.

Equip principal d’un sistema FGD de calcària

Un sistema complet FGD de calcària-guix conté diversos subsistemes principals.

Preparació de la calcària

La calcària ha de ser triturada i preparada fins a la mida de partícula requerida.

Segons el projecte, la calcària es pot comprar en forma de pols adequada o processar-se in situ.

La qualitat i la fiuresa de la calcària afecten la seva velocitat de reacció i el seu rendiment.

Absorvent

L’absorbidor és el component fonamental del sistema FGD per via humida.

Els gasos d’escapament entren a l’absorbidor i entren en contacte amb la suspensió de calcària en circulació.

El nombre de nivells d’aspersió, la distribució de gotes, la circulació líquida, la velocitat del gas i el temps de residència afecten la retirada de SO₂.

Sistema de circulació de la suspensió

Les bombes de circulació desplacen la suspensió d’absorció a través del sistema d’aspersió.

El funcionament fiable de les bombes és essencial, ja que normalment l’absorbidor opera de manera contínua.

Sistema d'oxidació

Els compostos de sofre absorbits han de ser oxidats per formar sulfat de calci.

S'introdueix aire a la suspensió per donar suport a l'oxidació.

Una oxidació estable és important per produir guips amb característiques adequades.

Deshidratació del guips

Després de l'oxidació, la suspensió de guips es separa del líquid.

L'equipament de deshidratació redueix el contingut d'aigua i prepara el guips per al seu emmagatzematge o ús posterior.

Per què és adequat el calcari per a la depuració de gasos?

Un dels avantatges més importants del calcari és la seva disponibilitat.

Hi ha jaciments de calcari en moltes parts del món, i normalment aquest material és menys car que alguns reagents alternatius.

La cadena d’aprovisionament madura fa que la desulfuració amb callosa sigui atractiva per a grans projectes industrials on el consum de reactius pot ser considerable.

Un altre avantatge és la possibilitat d’aprofitar l’escòria.

Segons la seva puresa i qualitat, l’escòria de desulfuració pot emprar-se en aplicacions com ara materials de construcció o producció de ciment.

Desulfuració amb callosa en centrals tèrmiques

Històricament, les grans centrals tèrmiques de carbó han estat una de les aplicacions més importants de la desulfuració amb callosa en humit.

Les grans calderes produeixen volums significatius de gasos d’escapament, i la concentració de diòxid de sofre pot variar segons les característiques del combustible.

Un sistema de desulfuració correctament dissenyat ha d’adaptar-se als canvis en:

• Càrrega de la caldera

• Contingut de sofre del combustible

• Cabdal de gasos de xemeneia

• Temperatura del gas

Per tant, l’absorbidor i el sistema de circulació necessiten una flexibilitat operativa suficient.

Depuració de gasos fumants amb callosa en plantes siderúrgiques

Les plantes siderúrgiques poden tenir diverses fonts d'emissions que contenen sofre.

Segons el procés de producció, la depuració de gasos fumants basada en callosa es pot utilitzar on el tractament humit de gasos sigui tècnicament adequat.

El disseny del sistema ha de tenir en compte la concentració de pols i d'altres components gasosos que poden afectar l'operació de la suspensió i el desgast dels equips.

Depuració de gasos fumants amb callosa en plantes cimenteres

Les plantes cimenteres generen grans quantitats de gas d'escapament del forn i dels processos relacionats.

La composició i la temperatura del gas poden diferir notablement de les dels calderes convencionals per a energia elèctrica.

Per tant, el sistema de depuració de gasos fumants s'ha de dissenyar segons les condicions reals del forn.

Factors que afecten el rendiment de la depuració de gasos fumants amb callosa

Diversos factors influeixen en l'eficiència final de la retirada de SO₂.

Reactivitat de la calcària

La qualitat de la calcària afecta la velocitat de dissolució i de reacció.

Relació líquid-gas

La quantitat de llosa que es fa circular per l’absorbidor ha de ser prou elevada per garantir un contacte gas-líquid eficaç.

Velocitat del gas

La velocitat del gas influeix en el temps de residència, la caiguda de pressió i el rendiment de l’absorbidor.

pH

La llosa de l’absorbidor s’ha de mantenir dins d’un interval operatiu adequat.

Oxidació

És necessària una oxidació estable per convertir els compostos de sofre en guips.

Projectes de reforma de FGD amb calcària

Moltes instal·lacions industrials existents ja disposen d’alguna forma d’equipament de desulfurització, però han de complir requisits més exigents en matèria d’emissions.

Una reforma pot implicar:

• Modificació de l’absorbidor

• Actualització del sistema d’aspersió

• Substitució de la bomba de circulació

• Milioraments en la preparació de calcària

• Modificació del sistema d’oxidació

• Actualització del sistema de deshidratació del guix

• Modernització del sistema de control

L’àmbit exacte depèn del sistema existent.

L’enginyeria de reforma sovint és més complicada que una instal·lació de nova planta, ja que l’equipament nou s’ha d’integrar amb les estructures i els conductes existents.

Com MirShine aborda els projectes de FGD amb calcària

MirShine Environmental Group ofereix solucions personalitzades de desulfuració de gasos d’escapament per a clients industrials.

El procés de disseny comença amb les dades operatives bàsiques.

Això inclou:

• Cabdal de gasos de xemeneia

• Concentració de SO₂

• Temperatura

• Concentració de pols

• Concentració de sortida requerida

• Hores de funcionament

• Propietats de la calcària

També es tenen en compte l’espai disponible a la planta i l’equipament existent.

Per a projectes de reforma, la distribució del lloc i els plànols del sistema existent són especialment importants.

Desulfuració amb calcària respecte a altres tecnologies de desulfuració

La desulfuració amb calcària i guix és només una de les opcions disponibles per als clients industrials.

Segons el projecte, altres tecnologies poden incloure:

• Desulfuració amb amoníac

• Desulfurització semiseca

• Dessulfurització seca

La selecció hauria de tenir en compte tant factors tècnics com econòmics.

Per a una instal·lació gran amb accés a calcària econòmica i un possible mercat de guips, la desulfurització amb calcària-guips (limestone-gypsum FGD) pot ser una solució atractiva.

Per a una planta amb subministrament fiable d’amoníac i interès per a la recuperació de sulfat d’amoni, la desulfurització amb amoníac (ammonia FGD) pot mereixer consideració.

La tria adequada depèn del projecte concret.

Conclusió

La desulfurització amb calcària-guips (limestone-gypsum FGD) continua sent una tecnologia important per al control industrial a gran escala de SO₂, gràcies al seu procés madur, la disponibilitat àmplia de reactius i la possible utilització del guips.

No obstant això, el rendiment fiable depèn d’un disseny d’enginyeria adequat.

El disseny de l’absorbidor, la qualitat de la calcària, la circulació de la llosa, l’oxidació, la manipulació del guips i els sistemes de control contribueixen tots al resultat final.

MirShine ofereix solucions personalitzades de desulfurització amb calcària-guips (limestone-gypsum FGD) per a clients industrials, incloent instal·lacions noves i projectes de reforma.

Mitjançant l’avaluació de tot el procés, en lloc de centrar-se només en l’absorbidor, MirShine pretén oferir sistemes pràctics que puguin funcionar de manera fiable a llarg termini.

Preguntes freqüents

Què és la desulfuració de gasos d’escapament amb calaix i guips?

És un procés humit de desulfuració de gasos d’escapament que utilitza una suspensió de calaix per absorbir el SO₂ i converteix el sofre en sulfat de calci, que normalment es recupera com a guips.

Per què s’utilitza la calaix per a la desulfuració de gasos d’escapament?

La calaix és àmpliament disponible i, en general, econòmica. La seva cadena d’aprovisionament madura la fa adequada per a la desulfuració industrial a gran escala.

Què és el guips FGD?

El guips FGD és sulfat de calci produït durant el procés humit de desulfuració amb calaix. Segons la seva qualitat, pot ser adequat per a aplicacions relacionades amb la construcció.

Quins són els principals equips en la desulfuració amb calaix?

Els principals equips inclouen la preparació de calaix, l’absorbidor, les bombes de circulació de suspensió, el sistema d’oxidació, l’equipament de deshidratació del guips, els conductes i els sistemes de control.

Es pot utilitzar la desulfuració amb calaix en instal·lacions existents?

Sí. Els sistemes FGD existents es poden actualitzar o ampliar per millorar el rendiment de la retirada de SO₂ i complir requisits d’emissió més estrictes.

Què afecta l’eficiència de la FGD amb callosa?

Els factors importants inclouen la reactivitat de la callosa, la circulació de la suspensió, la velocitat del gas, el pH, la temperatura, l’oxidació i el disseny de l’absorbidor.

És adequada la FGD amb callosa per a les fàbriques d’acer?

Pot ser adequada per a certs processos siderúrgics i relacionats, segons la composició del gas i el rendiment requerit de retirada de SO₂.

Pot MirShine subministrar un sistema complet de FGD amb callosa?

MirShine pot subministrar solucions personalitzades d’enginyeria i d’equipaments FGD segons les condicions del gas de xemeneia del client, els requisits d’emissió i les condicions del lloc.