Kalkkikivi-gipsi-FGD-järjestelmä: Todistettu ratkaisu laajamittaiseen SO₂-päästöjen hallintaan

Kohdeavainsanat: limestone gypsum FGD, limestone FGD system, wet limestone desulfurization, flue gas desulfurization system, limestone gypsum process

Meta-kuvaus: Opettele, kuinka kalkkikivi-gipsi-FGD-järjestelmät poistavat SO₂:n teollisesta savukaasusta ja miksi tämä teknologia on edelleen laajalti käytössä voimalaitoksissa, terästehtaissa, sementtilaitoksissa ja muissa suurissa teollisuuslaitoksissa.

Miksi kalkkikivi-gipsi-FGD on edelleen laajalti käytössä

Kun teollisuusyritykset arvioivat savukaasun rikkidioksidin poistoteknologioita, kalkkikivi-gipsi-FGD on yleensä yksi ensimmäisistä harkinnassa olevista prosesseista.

Syy tähän ei ole vaikea ymmärtää.

Teknologiaa on käytetty laajalti suurissa teollisuustiloissa useiden vuosikymmenten ajan. Kalkkikiviä löydään laajalti monilta alueilta, prosessi on hyvin vakiintunut ja tuloksena saatava gipsi voidaan hyödyntää sopivissa sovelluksissa.

Kostea kalkkikivi–gipsi-puhdistus (wet limestone-gypsum FGD) on erityisen yleinen suurissa sähköntuotantolaitoksissa, mutta sen käyttö ei rajoitu sähköalalle.

Teräs-, metallurgia-, kemiankäsittely- ja muut teollisuudet voivat myös vaatia laajamittaista SO₂-poistoa.

Näissä hankkeissa tavoitteena ei ole pelkästään absorbaattorin asentaminen. Koko prosessin on toimittava jatkuvasti vaihtuvissa kaasuvirtausoloissa, rikkitaakassa ja käyttöolosuhteissa.

MirShine Environmental Group tarjoaa kunkin teollisuustilan todellisten olosuhteiden mukaisia kustomoituja kalkkikivi–gipsi-desulfurointijärjestelmiä.

Miten kalkkikivi–gipsi-puhdistus (limestone-gypsum FGD) toimii?

Prosessissa käytetään kalkkikiveä, joka koostuu pääasiassa kalsiumkarbonaatista (CaCO₃), desulfurointireagenssina.

Kalkkikivi valmistetaan liuokseksi ja kierrätetään absorboijaan.

Kuumat savukaasut virtaavat absorboijaan ja tulevat kosketukseen kalkkikiviliuoksen kanssa.

SO₂-absorboituu nestefaasiin ja reagoi kalsiumia sisältävien yhdisteiden kanssa.

Yksinkertaistettu kokonaismuodostuma voidaan lopulta esittää seuraavasti:

SO₂ + CaCO₃ + O₂ → CaSO₄ + CO₂

Kalsiumsulfaatti voi muodostaa gipsiä hallitun prosessiolosuhteen vallitessa.

Syntyvä gipsiliuos erotetaan nesteestä ja sitä voidaan lisäkuivata.

Tarkka kemiallinen reitin kulku sisältää välituotteita, sulfiitteja ja bisulfitteja, mutta käytännön tavoitteena on muuntaa kaasumainen SO₂ vakaaan kiinteäksi tuotteeksi.

Päävarusteet kalkkikivi-POK-järjestelmässä

Täydellinen kalkkikivi–gipsi-POK-järjestelmä sisältää useita pääalajärjestelmiä.

Kalkkikiven valmistus

Kalkkikivi on murskattava ja valmistettava vaadittuun hiukkaskokoon.

Projektin mukaan kalkkikivi voidaan ostaa sopivassa jauhemuodossa tai käsitellä paikan päällä.

Kalkkikiven laatu ja hienous vaikuttavat sen reaktiokykyyn ja hyötykäyttöön.

Absorber

Absorboija on kostean rikkidioksidin poistojärjestelmän ydinosa.

Kaasupäästöt saapuvat absorboijaan ja tulevat kosketukseen kiertävän kalkkikiviliuoksen kanssa.

Suihkutasojen määrä, pisaroiden jakautuminen, nesteen kiertonopeus, kaasun nopeus ja viipymäaika vaikuttavat rikkidioksidin poistoon.

Liuoksen kiertojärjestelmä

Kiertopumput kuljettavat absorptioliuosta suihkujärjestelmän läpi.

Luotettava pumpputoiminta on välttämätöntä, koska absorboija toimii yleensä jatkuvasti.

Happamatjärjestelmä

Absorboitujen rikkoyhdisteiden täytyy hapettua kalsiumsulfaatiksi.

Ilmaa johdetaan liuokseen hapettamisen tukemiseksi.

Vakaa hapetus on tärkeää sopivien ominaisuuksien saamiseksi kipsille.

Kipsin kuivatus

Hapetuksen jälkeen kipsiliuos erotetaan nesteestä.

Kuivatuslaitteet vähentävät vesisisältöä ja valmistavat kipsin varastointia tai muuta käyttöä varten.

Miksi kalkkikivi soveltuu kaasunpuhdistukseen?

Yksi kalkkikiven suurimmista edut on saatavuus.

Kalkkikiviesiintymiä on monilla maailman alueilla, ja materiaali on yleensä halvempaa kuin joitakin vaihtoehtoisia reagensseja.

Kypsytyn toimitusketjun ansiosta kalkkikiven käyttö rikkidioksidin poistoon (FGD) on houkuttelevaa suurille teollisille hankkeille, joissa reagenssin kulutus voi olla merkittävää.

Toinen etu on saostuneen gipsin hyödyntämismahdollisuus.

Gipsin puhdistusasteen ja laadun mukaan sitä voidaan käyttää esimerkiksi rakennusmateriaaleissa tai sementin valmistuksessa.

Kalkkikiven käyttö rikkidioksidin poistoon voimalaitoksissa

Suuret hiilipohjaiset voimalaitokset ovat perinteisesti olleet yksi tärkeimmistä sovelluskohteista kostealle kalkkikiven perusteiselle rikkidioksidin poistojärjestelmälle (wet limestone FGD).

Suuret kattilat tuottavat merkittäviä määriä savukaasua, ja rikkidioksidipitoisuus voi vaihdella polttoaineen ominaisuuksien mukaan.

Asianmukaisesti suunniteltu FGD-järjestelmä täytyy ottaa huomioon seuraavien muutokset:

• Kattilan kuorma

• Polttoaineen rikkipitoisuus

• Poistokaasuvirta

• Kaasun lämpötila

Absorboija- ja kierrätysjärjestelmän on siksi oltava riittävän joustavia käytössä.

Kalkkikiven perusteinen kaasun puhdistus terästeollisuudessa

Terästeollisuuden tehtaissa voi olla useita rikkua sisältäviä päästölähteitä.

Tuotantoprosessin mukaan kalkkikiven perusteista kaasun puhdistusta voidaan käyttää siellä, missä kostea kaasun käsittely on teknisesti soveltuva ratkaisu.

Järjestelmän suunnittelussa on otettava huomioon pölypitoisuus ja muut kaasun komponentit, jotka voivat vaikuttaa liuoksen toimintaan ja laitteiston kulumiseen.

Kalkkikiven perusteinen kaasun puhdistus sementtiteollisuudessa

Sementtiteollisuuden uunit ja niihin liittyvät prosessit tuottavat suuria määriä poistokaasua.

Kaasun koostumus ja lämpötila voivat poiketa merkittävästi perinteisten voimaloiden kattiloiden kaasuista.

Tämän vuoksi kaasun puhdistusjärjestelmä on suunniteltava todellisten uuniehtojen mukaan.

Tekijät, jotka vaikuttavat kalkkikiven perusteisen kaasun puhdistuksen tehokkuuteen

Useat tekijät vaikuttavat lopulliseen SO₂-poistotehokkuuteen.

Kalkkikiven reaktiivisuus

Kalkkikiven laatu vaikuttaa liukenemiseen ja reaktion nopeuteen.

Nesteen ja kaasun suhde

Absorboijan läpi kiertävän liuoksen määrän on oltava riittävä varmistaakseen tehokkaan kaasu-neste-kosketuksen.

Kaasun nopeus

Kaasun nopeus vaikuttaa viipymäaikaan, painehäviöön ja absorboijan suorituskykyyn.

pH

Absorboijan liuos on pidettävä sopivalla käyttöalueella.

Oksidointi

Stabiili hapetus on välttämätöntä rikkoyhdisteiden muuttamiseksi gypsiksi.

Kalkkikiveä käyttävät rakennerakentamishankkeet

Monilla olemassa olevilla teollisuustiloilla on jo jokin muoto desulfurointilaitteista, mutta niiden on täytettävä uudemmat päästövaatimukset.

Rakennerakentaminen voi sisältää:

• Absorboijan muokkausta

• Suihkujärjestelmän päivitys

• Kierrätyspumpun vaihto

• Kalkkikiven valmistuksen parannukset

• Hapettamisjärjestelmän muokkaus

• Gipsin kuivauksen päivitys

• Ohjausjärjestelmän modernisointi

Tarkka laajuus riippuu olemassa olevasta järjestelmästä.

Rakennemuutostyöt ovat usein monimutkaisempia kuin uuden tehtaan asennus, koska uudet laitteet on integroitava olemassa oleviin rakenteisiin ja kanaviin.

Miten MirShine lähestyy kalkkikiveä käyttäviä FGD-hankkeita

MirShine Environmental Group tarjoaa teollisuusasiakkaille räätälöityjä savukaasun rikkidioksidin poistoratkaisuja.

Suunnitteluprosessi alkaa perus käyttötietojen kokoamisella.

Tämä koskee

• Poistokaasuvirta

• SO₂-konsentraatio

• Lämpötila

• Pölypitoisuus

• Vaadittu poistokaasun pitoisuus

• Käyttöaika

• Kalkkikiven ominaisuudet

Myös saatavilla oleva teollisuusalueen tila ja olemassa olevat laitteet otetaan huomioon.

Rakennemuutoksissa sijaintipaikan asettelu ja olemassa olevien järjestelmien piirrokset ovat erityisen tärkeitä.

Kalkkikivi-POK verrattuna muihin rikkidioksidin poistoteknologioihin

Kalkkikivi-gipsi-POK on vain yksi teollisuusasiakkaille tarjottavista vaihtoehdoista.

Projektin mukaan muita teknologioita voivat olla:

• Ammiakki-POK

• Puolikuiva rikkidioksidin poisto

• Kuiva rikinpoisto

Valinnassa tulisi ottaa huomioon sekä tekniset että taloudelliset tekijät.

Suuren laitoksen kohdalla, jolla on saatavilla halpaa kalkkikiveä ja mahdollisuus myydä saadun gipsin markkinoille, kalkkikivi–gipsi-POK-järjestelmä voi olla houkutteleva ratkaisu.

Kasvammoniakin tarjoavan ja ammoniumsulfaatin talteenoton kannalta kiinnostuneen voimalaitoksen kohdalla ammoniakki-POK-järjestelmää voidaan harkita.

Oikea valinta riippuu tietystä projektista.

Johtopäätös

Kalkkikivi–gipsi-POK-järjestelmä säilyy tärkeänä teknologiana teollisessa SO₂:n torjunnassa suurilla mittakaavoilla sen kypsän prosessin, laajan reagenssien saatavuuden ja mahdollisen gipsin hyödyntämisen vuoksi.

Luotettava suorituskyky kuitenkin edellyttää asianmukaista suunnittelua.

Absorberin suunnittelu, kalkkikiven laatu, lietteen kiertäminen, hapettaminen, gipsin käsittely ja ohjausjärjestelmät vaikuttavat kaikki lopputulokseen.

MirShine tarjoaa teollisille asiakkaille räätälöityjä kalkkikivi–gipsi-POK-ratkaisuja, mukaan lukien uudet asennukset ja uudelleenvarustusprojektit.

Arvioimalla koko prosessi, ei pelkästään absorbaattoria, MirShine pyrkii tarjoamaan käytännöllisiä järjestelmiä, jotka toimivat luotettavasti pitkän aikaa.

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on kalkkikivi-gipsi-FGD?

Se on kostea savukaasujen rikkidioksidin poistoprosessi, jossa kalkkikiviliemi imee SO₂:n ja muuttaa rikin kalsiumsulfaatiksi, joka yleensä kerätään gipsinä.

Miksi kalkkikiveä käytetään FGD:ssä?

Kalkkikivi on laajalti saatavilla ja yleensä taloudellinen. Sen kypsytty toimitusketju tekee siitä sopivan suurten teollisten rikkidioksidin poistojärjestelmien raaka-aineen.

Mikä on FGD-gipsi?

FGD-gipsi on kalsiumsulfaattia, joka syntyy kosteassa kalkkikivipohjaisessa rikkidioksidin poistoprosessissa. Sen laadun mukaan sitä voidaan käyttää rakennusalan sovelluksissa.

Mitkä ovat päävarusteet kalkkikivi-FGD:ssä?

Päävarusteisiin kuuluvat kalkkikiven valmistus, absorbaattori, liemipiirit, hapettamisjärjestelmä, gipsin kuivausvarusteet, putket ja ohjausjärjestelmät.

Voiko kalkkikivi-FGD:tä käyttää olemassa olevissa voimalaitoksissa?

Kyllä. Olemassa olevia FGD-järjestelmiä voidaan päivittää tai laajentaa parantamaan SO₂-poistotehokkuutta ja täyttämään tiukemmat päästövaatimukset.

Mitkä tekijät vaikuttavat kalkkikiven FGD-tehokkuuteen?

Tärkeitä tekijöitä ovat kalkkikiven reaktiivisuus, liuoksen kierrätys, kaasun nopeus, pH-arvo, lämpötila, hapettuminen ja absorberin suunnittelu.

Sopiiko kalkkikiven FGD-tekniikka terästehtaille?

Se voi soveltua tiettyihin teräksenvalmistusprosesseihin ja niihin liittyviin prosesseihin riippuen kaasun koostumuksesta ja vaaditusta SO₂-poistotehokkuudesta.

Voiko MirShine tarjota kokonaisen kalkkikiven FGD-järjestelmän?

MirShine voi tarjota asiakkaan savukaasuehtojen, päästövaatimusten ja paikan olosuhteiden mukaisia mukautettuja FGD-insinööripalveluita ja -laitteita.