Tecnologia FGD de calcaria humida: control pràctic de SO₂ per a centrals elèctriques, indústria de l'acer i indústria pesant

Paraules clau principals: fGD de calcaria humida, tecnologia FGD de calcaria, sistema industrial de desulfuració, sistema d’eliminació de SO₂, desulfuració humida de gasos residuals

Descripció Meta: Enteneu com la tecnologia FGD de calcaria humida controla les emissions de SO₂ en centrals elèctriques, fàbriques d’acer, plantes cimenteres i altres indústries pesants, incloent-hi el disseny del sistema, l’explotació, les consideracions de reforma i la recuperació de guips.

Una mirada més atenta a la desulfuració amb calcaria humida

La desulfuració de gasos residuals és una part essencial del control ambiental en indústries que crema combustibles que contenen sofre o que processen matèries primeres que contenen sofre.

Entre les diverses tecnologies de desulfuració de gasos d’escapament disponibles avui dia, la desulfuració amb callosa humida continua sent una de les solucions més establertes per a aplicacions industrials d’alta capacitat.

Aquesta tecnologia és especialment rellevant quan cal tractar contínuament grans quantitats de gasos d’escapament.

Un sistema FGD amb callosa humida utilitza una suspensió de callosa per absorbir el diòxid de sofre dels gasos d’escapament. Mitjançant l’absorció, la reacció química, l’oxidació i la separació sòlid-líquid, el sofre es recupera finalment principalment en forma de guix.

El procés és relativament madur, però això no vol dir que cada projecte pugui fer servir el mateix disseny.

Una central elèctrica, una fàbrica d’acer, una fàbrica de ciment i una instal·lació química poden tenir temperatures de gas molt diferents, concentracions de pols, càrregues de sofre, horaris d’explotació i espais disponibles.

Una bona enginyeria FGD comença tenint en compte aquestes diferències.

El procés bàsic

El primer pas és preparar la callosa.

La pedra calcària es tritura i es mol, o es subministra en forma de pols adequada, abans de barrejar-la amb aigua per crear una suspensió.

La suspensió es bombeja cap a l’absorbidor.

A l’interior de l’absorbidor, els gasos residuals passen per una zona d’aspersió on la suspensió de pedra calcària es distribueix mitjançant diversos nivells d’aspersió.

El SO₂ dels gasos residuals es dissol en les gotes líquides.

Després reacciona amb compostos que contenen calci.

Els compostos de sofre es proven oxidats, formant sulfat de calci.

En condicions adequades, es formen cristalls de guips a la suspensió.

El guips es separa i es deshidrata.

Aquest procés permet convertir un contaminant gasós en un producte sòlid estable.

Per què és important el contacte gas-líquid

L’absorbidor és al centre del rendiment de la desulfuració de fums amb pedra calcària humida.

El sistema ha d’entrar en contacte íntim una gran quantitat de gas amb la llosa circulant.

La disposició de les toveres d’aspersió, la mida de les gotes, la velocitat del gas, la distribució del líquid i les dimensions de l’absorbidor afecten aquest contacte.

Si la distribució de la llosa és irregular, algunes parts del gas podrien no tenir un contacte suficient amb l’absorbent.

Si la velocitat del gas és massa elevada, les pèrdues de pressió i l’arrossegament podrien augmentar.

Per tant, el disseny de l’absorbidor és un problema d’enginyeria que implica diversos factors competitius.

Qualitat i molta de la pedra calcària

No tota la pedra calcària es comporta exactament de la mateixa manera.

Les diferents fonts de pedra calcària tenen composicions químiques, duresa, puresa i reactivitat diferents.

Per tant, el disseny de la FGD ha de tenir en compte la pedra calcària real que s’utilitzarà.

Si la pedra calcària es prepara in situ, l’equipament de mòltura també forma part del sistema global.

La fiuresa requerida afecta el rendiment de la reacció, mentre que la potència de mòltura contribueix als costos d’explotació.

Per aquest motiu, la selecció i la preparació de la pedra calcària s’han d’avaluar durant les fases inicials del disseny del projecte.

Gestió de la química de la suspensió

La suspensió d’absorció no és simplement aigua mesclada amb pedra calcària.

La seva química canvia contínuament a mesura que es capta el SO₂ i els compostos de calci reaccionen.

El pH d’explotació s’ha de controlar dins de l’interval adequat.

Si el pH esdevé massa baix, el rendiment de la captació de SO₂ pot veure’s afectat.

Si es fa servir una quantitat excessiva de pedra calcària sense un control adequat, la utilització del reactiu pot resultar ineficient.

El sistema necessita, per tant, instrumentació i control automàtic per mantenir condicions d’explotació estables.

Oxidació i formació de guix

Els compostos de sofre formats durant l'absorció no es converteixen immediatament en guix.

La suspensió necessita una etapa d'oxidació.

Es fa entrar aire a l'absorbidor o a una zona d'oxidació específica per convertir les espècies de sulfit en sulfat.

Aquest procés és important perquè la formació estable de guix depèn d'una oxidació eficaç.

La qualitat del guix resultant pot veure's afectada per les condicions d'oxidació, la concentració de sòlids, la cristal·lització, les impureses i el rendiment del deshidratatge.

Deshidratació del guips

Un cop produït el guix, cal separar-lo de la suspensió.

L'equipament de deshidratatge pot reduir el contingut d'aigua i produir un material més fàcil d'emmagatzemar, transportar o, potser, reutilitzar.

Segons el projecte, l'equipament pot incloure hidrociclons, filtres de cinta amb buit o altres tecnologies de separació sòlid-líquid.

La configuració adequada depèn dels requisits de guix i del disseny general del procés.

Depuració de gasos d’escapament amb pedra calcària humida per a centrals elèctriques

Les centrals elèctriques solen necessitar sistemes FGD d’alta capacitat a causa dels seus grans volums de gasos d’escapament.

Un sistema de pedra calcària humida es pot dissenyar per suportar l’operació contínua i les variacions de càrrega de la caldera.

El disseny ha de tenir en compte:

• Cabdal màxim i mínim de gas

• Concentració de SO₂

• Temperatura dels gasos de combustió

• Càrrega de pols

• Qualitat de la pedra calcària

• Límit d’emissions exigit

El sistema també necessita una redundància suficient per als equips crítics quan és important mantenir l’operació contínua de la planta.

Depuració de gasos d’escapament amb pedra calcària humida per a aplicacions siderúrgiques i metal·lúrgiques

Els processos siderúrgics i metal·lúrgics poden generar gasos d’escapament que contenen SO₂ juntament amb alts nivells de pols i altres components.

Aquestes condicions poden crear reptes addicionals per a la desulfuració humida de gasos (FGD).

El pols que entra a l’absorbidor pot influir en les propietats de la llosa i augmentar el desgast dels equips.

Per tant, el control del pols a montant i la gestió de la llosa cal considerar-los conjuntament.

Desulfuració humida amb pedra calcària per a calderes industrials

Les calderes industrials són una altra aplicació important.

A diferència de les centrals elèctriques molt grans, les instal·lacions de calderes industrials poden tenir un espai d’instal·lació relativament limitat.

Això fa que la disposició de l’equipament sigui especialment important.

Cal considerar dissenys compactes, traçats adequats de canonades, selecció de bombes i accés per a manteniment.

Rehabilitació de sistemes FGD: què els fa diferents?

La rehabilitació d’un sistema FGD humit amb pedra calcària en una instal·lació industrial en funcionament requereix més que la simple selecció d’un absorbidor.

Els enginyers han de comprendre la planta existent.

Per exemple:

On es pot instal·lar l’absorbidor?

El ventilador existent pot suportar la caiguda de pressió addicional?

Hi ha prou espai per a la preparació de calcària?

Com es retirarà el guips?

La planta pot subministrar prou aigua de procés?

Com es comunicarà el nou sistema de control amb la planta existent?

Aquestes preguntes poden afectar significativament el disseny final.

Un projecte de reforma pot implicar modificacions en els conductes existents, els ventiladors, les bombes, els sistemes elèctrics, els suports estructurals i els sistemes de control.

Consum d’energia i caiguda de pressió

Un sistema FGD consume energia.

Els principals consumidors d'energia poden incloure:

• Bombes de circulació de llosa

• Equipament de mòltura de calcària

• Ventiladors d'aire d'oxidació

• Equipaments de deshidratació de guix

L’absorbidor i el sistema de canonades també generen pèrdues de pressió.

Per tant, un disseny eficient de FGD no hauria de centrar-se únicament en l’eficiència de la retirada de SO₂.

L’objectiu d’enginyeria hauria de ser assolir el rendiment ambiental requerit mantenint el consum d’energia i els costos operatives sota control.

Experiència d’enginyeria FGD de MirShine

MirShine Environmental Group ofereix solucions industrials de desulfuració, incloent FGD de calcària-gips, FGD basat en amoníac i altres tecnologies de tractament de gasos d’escapament.

L’empresa treballa amb clients de diferents sectors industrials i avalua cada projecte segons els requisits reals del procés.

Per a projectes de DES amb pedra calcària, l’àmbit d’enginyeria pot abastar:

• Disseny del Procés

• Disseny de l’absorbidor

• Circulació de la llosa

• Preparació de la calcària

• Oxidació

• Manipulació del guix

• Xarxa de conductes

• Sistemes de control

• Fabricació d'equips

• Integració del projecte

Per a les plantes existents, les condicions de reforma es tenen en compte des del principi en el disseny.

Selecció de la tecnologia de dessofrització adequada

La DES amb pedra calcària en humit és molt consolidada, però no és automàticament la millor solució per a totes les plantes.

Una comparació adequada de tecnologies hauria d’incloure:

• Concentració de SO₂

• Cabdal de gasos de xemeneia

• Eficiència de retirada requerida

• Disponibilitat del reactiu

• Preu del reactiu

• Valor del subproducte

• Disponibilitat d'aigua

• Espai disponible

• Consum d'energia

• Equipament existent

Per a algunes plantes, la desulfuració amb callosa (FGD) humida pot oferir l’equilibri òptim.

Per a d’altres, la desulfuració amb amoníac (FGD) o els processos semisecs/secs poden ser més adequats.

La millor solució és aquella que s’adapta al projecte concret.

Conclusió

La desulfuració amb callosa (FGD) humida continua sent una tecnologia important per al control d’emissions industrials massives de SO₂.

La seva llarga història operativa, la cadena d’aprovisionament establerta d’equipaments, la disponibilitat generalitzada de callosa i la possible utilització del guix la converteixen en una opció pràctica per a moltes aplicacions.

Al mateix temps, els projectes exitosos de FGD requereixen una enginyeria detallada.

Cal tenir en compte el disseny de l’absorbidor, la química de la suspensió, la qualitat de la callosa, l’oxidació, la manipulació del guix, les pèrdues de pressió, el consum energètic i les condicions de reforma.

MirShine Environmental Group ofereix solucions personalitzades de desulfuració per a centrals tèrmiques, fàbriques d’acer, plantes cimenteres, instal·lacions químiques i altres clients industrials.

Mitjançant la combinació de la desulfuració húmida de gasos d’escapament (FGD) amb gips i callosa i altres tecnologies medioambientals, MirShine també pot donar suport als clients que busquen solucions integrades per al tractament de gasos d’escapament, en lloc d’equipaments aïllats.

Preguntes freqüents

Què és la desulfuració húmida de gasos d’escapament amb callosa?

La desulfuració húmida de gasos d’escapament amb callosa és una tecnologia de desulfuració de gasos d’escapament que utilitza una suspensió aquosa de callosa per absorbir el SO₂ i convertir-lo en sulfat de calci, que habitualment es recupera com a gips.

Quin és el reactiu principal emprat en la desulfuració húmida de gasos d’escapament amb callosa?

El reactiu principal és la callosa, que normalment es prepara com una suspensió aquosa abans d’entrar a l’absorbidor.

Quin és el subproducte de la desulfuració de gasos d’escapament amb callosa?

El principal subproducte sòlid és el gips, que pot ser aprofitat segons la seva qualitat i les exigències del mercat local.

La desulfuració húmida de gasos d’escapament amb callosa consumeix molta aigua?

Els sistemes FGD húmids requereixen aigua de procés, i el consum d’aigua depèn de la configuració del sistema, les condicions dels gasos d’escapament, l’evaporació, els requisits de purga i el maneig del gips.

En quins sectors industrials s’utilitza la desulfuració húmida de gasos d’escapament amb callosa?

Les aplicacions habituals inclouen la generació d'energia, l'acer, la metal·lúrgia, el ciment, el processament químic i altres processos industrials que emeten sofre.

La desulfuració húmida amb callosa pot eliminar concentracions altes de SO₂?

La desulfuració húmida amb callosa es pot dissenyar per a una àmplia gamma de concentracions de SO₂. La configuració adequada depèn de les condicions del gas d'entrada i del límit d'emissions de sortida requerit.

Es pot actualitzar una planta existent amb desulfuració amb callosa?

Sí. Els projectes de reforma poden afegir o actualitzar sistemes de desulfuració en instal·lacions industrials existents, tot i que cal avaluar atentament la distribució del lloc, la caiguda de pressió, les condicions estructurals i l'equipament existent.

Què ofereix MirShine per als projectes de desulfuració amb callosa?

MirShine ofereix solucions d'enginyeria i d'equipament personalitzades que cobreixen el disseny de procés, els sistemes d'absorció, la circulació de llesques, la preparació de callosa, l'oxidació, la gestió de guips i la integració amb instal·lacions industrials existents.