Sistema FGD calcare-gesso: una soluzione consolidata per il controllo su larga scala delle emissioni di SO₂

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Meta Description: Scopri come i sistemi FGD calcare-gesso rimuovono l'SO₂ dai fumi industriali e perché questa tecnologia continua a essere ampiamente utilizzata nelle centrali elettriche, negli impianti siderurgici, nelle cementerie e in altre grandi strutture industriali.

Perché il sistema FGD calcare-gesso continua a essere ampiamente utilizzato

Quando le aziende industriali valutano le tecnologie di desolforazione dei fumi, il sistema FGD calcare-gesso è solitamente uno dei primi processi presi in considerazione.

Il motivo non è difficile da comprendere.

Questa tecnologia è stata utilizzata ampiamente in grandi impianti industriali per decenni. La calcarea è ampiamente disponibile in molte regioni, il processo è ben consolidato e il gesso risultante può essere impiegato in applicazioni idonee.

Il sistema di desolforazione a umido con calcarea-gesso è particolarmente diffuso negli impianti di generazione elettrica di grandi dimensioni, ma la sua applicazione non si limita al settore energetico.

Anche i settori siderurgico, metallurgico, della lavorazione chimica e altri possono richiedere una rimozione su larga scala di SO₂.

Per questi progetti, l’obiettivo non è semplicemente installare un assorbitore: l’intero processo deve funzionare in modo continuo nonostante le variazioni di portata dei gas, del carico di zolfo e delle condizioni operative.

MirShine Environmental Group fornisce sistemi personalizzati di desolforazione a calcarea-gesso, basati sulle effettive condizioni di ciascun impianto industriale.

Come funziona la desolforazione a calcarea-gesso (FGD)?

Il processo utilizza la calcarea, costituita principalmente da carbonato di calcio (CaCO₃), come reagente per la desolforazione.

La calcarea viene preparata sotto forma di sospensione e fatta circolare attraverso un assorbitore.

I gas di scarico caldi entrano nell'assorbitore e vengono messi a contatto con la sospensione di calcarea.

L'SO₂ viene assorbito nella fase liquida e reagisce con composti contenenti calcio.

La reazione complessiva semplificata può essere infine rappresentata come:

SO₂ + CaCO₃ + O₂ → CaSO₄ + CO₂

Il solfato di calcio può formare gesso in condizioni di processo controllate.

La sospensione di gesso risultante viene separata dal liquido e può essere ulteriormente disidratata.

Il percorso chimico esatto prevede specie intermedie solfito e bisolfito, ma l'obiettivo pratico è convertire l'SO₂ gassoso in un prodotto solido stabile.

Principali apparecchiature in un sistema FGD a calcarea

Un sistema completo FGD a calcarea-gesso comprende diversi sottosistemi principali.

Preparazione della calcarea

La calcarea deve essere frantumata e preparata alla granulometria richiesta.

A seconda del progetto, la calcarea può essere acquistata già sotto forma di polvere idonea oppure lavorata in loco.

La qualità e la finezza della calcarea influenzano la velocità della reazione e il suo grado di utilizzo.

Assorbente

L’assorbitore è il componente principale del sistema FGD a umido.

I fumi entrano nell’assorbitore e vengono messi a contatto con la sospensione circolante di calcarea.

Il numero di livelli di nebulizzazione, la distribuzione delle gocce, la circolazione del liquido, la velocità del gas e il tempo di permanenza influenzano tutti la rimozione dell’SO₂.

Sistema di circolazione della fanghiglia

Le pompe di circolazione spostano la sospensione assorbente attraverso il sistema di nebulizzazione.

Il funzionamento affidabile delle pompe è essenziale, poiché l’assorbitore opera normalmente ininterrottamente.

Sistema di ossidazione

I composti di zolfo assorbiti devono essere ossidati per formare solfato di calcio.

L'aria viene introdotta nella sospensione per favorire l'ossidazione.

Un’ossidazione stabile è fondamentale per produrre gesso con caratteristiche adeguate.

Disidratazione del gesso

Dopo l'ossidazione, la sospensione di gesso viene separata dal liquido.

Le apparecchiature per la disidratazione riducono il contenuto d'acqua e preparano il gesso per lo stoccaggio o per un utilizzo successivo.

Perché la calcite è adatta alla desolforazione dei fumi (FGD)?

Uno dei principali vantaggi della calcite è la sua disponibilità.

Giacimenti di calcite esistono in molte parti del mondo e il materiale è generalmente meno costoso rispetto ad alcuni reagenti alternativi.

La catena di approvvigionamento consolidata rende la tecnologia FGD a base di calcite particolarmente interessante per grandi progetti industriali, nei quali il consumo di reagente può essere notevole.

Un altro vantaggio è la possibilità di utilizzare il gesso.

A seconda della purezza e della qualità, il gesso da FGD può essere utilizzato in applicazioni come materiali da costruzione o produzione di cemento.

FGD a calcare nelle centrali elettriche

Storicamente, le grandi centrali elettriche a carbone sono state una delle applicazioni più importanti per l’FGD a calcare umido.

I grandi calderoni producono volumi significativi di gas di scarico e la concentrazione di biossido di zolfo può variare in base alle caratteristiche del combustibile.

Un sistema FGD progettato correttamente deve essere in grado di adattarsi alle variazioni di:

• Carico del calderone

• Contenuto di zolfo nel combustibile

• Portata dei fumi

• Temperatura dei gas

L’assorbitore e il sistema di circolazione devono quindi offrire sufficiente flessibilità operativa.

FGD a calcare negli impianti siderurgici

Gli impianti siderurgici possono avere diverse fonti di emissioni contenenti zolfo.

A seconda del processo produttivo, la desolforazione a base di calcare (FGD) può essere utilizzata laddove il trattamento umido dei gas sia tecnicamente appropriato.

La progettazione del sistema deve tenere conto della concentrazione di polveri e di altri componenti gassosi che possono influenzare il funzionamento della sospensione e l’usura delle apparecchiature.

Desolforazione a base di calcare negli impianti cementieri

Gli impianti cementieri generano grandi quantità di gas di scarico provenienti dal forno e dai processi correlati.

La composizione e la temperatura dei gas possono differire notevolmente rispetto a quelle dei tradizionali generatori di vapore.

Di conseguenza, il sistema FGD deve essere progettato in base alle effettive condizioni operative del forno.

Fattori che influenzano le prestazioni della desolforazione a base di calcare

Diversi fattori influenzano l’efficienza finale di rimozione dell’SO₂.

Reattività del calcare

La qualità della calcare influisce sulla velocità di dissoluzione e di reazione.

Rapporto liquido-gas

La quantità di sospensione circolata attraverso l’assorbitore deve essere sufficiente a garantire un efficace contatto gas-liquido.

Velocità del gas

La velocità del gas influenza il tempo di residenza, la caduta di pressione e le prestazioni dell’assorbitore.

pH

La sospensione nell’assorbitore deve essere mantenuta entro un intervallo operativo adeguato.

Ossidazione

Un’ossidazione stabile è necessaria per convertire i composti dello zolfo in gesso.

Progetti di retrofit FGD con calcare

Molte strutture industriali esistenti sono già dotate di una qualche forma di impianto di desolforazione, ma devono rispettare nuovi requisiti emissivi.

Un retrofit può comprendere:

• Modifica dell’assorbitore

• Aggiornamento del sistema di nebulizzazione

• Sostituzione della pompa di circolazione

• Miglioramenti nella preparazione della calcite

• Modifica del sistema di ossidazione

• Potenziamento della disidratazione del gesso

• Modernizzazione del sistema di controllo

L’ambito esatto dipende dal sistema esistente.

L’ingegneria per la riqualificazione è spesso più complessa rispetto a un’installazione su terreno vergine, poiché le nuove apparecchiature devono essere integrate con le strutture e i canali esistenti.

Come MirShine affronta i progetti FGD a calcite

MirShine Environmental Group fornisce soluzioni personalizzate di desolforazione dei fumi per clienti industriali.

Il processo di progettazione inizia dai dati operativi di base.

Ciò include:

• Portata dei fumi

• Concentrazione di SO₂

• Temperatura

• Concentrazione di polvere

• Concentrazione richiesta all’uscita

• Ore di Funzionamento

• Proprietà della calcare

Vengono inoltre considerati lo spazio disponibile nell’impianto e le attrezzature esistenti.

Per i progetti di retrofit, il layout del sito e i disegni del sistema esistente sono particolarmente importanti.

FGD a calcare rispetto ad altre tecnologie di desolforazione

L’FGD a calcare-gesso è solo una delle opzioni disponibili per i clienti industriali.

A seconda del progetto, altre tecnologie possono includere:

• FGD ad ammoniaca

• Desolforazione semiasciutta

• Desolforazione a secco

La scelta deve tenere conto sia di fattori tecnici che economici.

Per un impianto di grandi dimensioni con accesso a calcare economico e un potenziale mercato per il gesso, la tecnologia FGD a calcare-gesso può rappresentare una soluzione interessante.

Per un impianto con approvvigionamento affidabile di ammoniaca e interesse per il recupero di solfato di ammonio, la tecnologia FGD a ammoniaca potrebbe meritare attenta valutazione.

La scelta corretta dipende dal progetto specifico.

Conclusione

La tecnologia FGD a calcare-gesso rimane fondamentale per il controllo industriale su larga scala delle emissioni di SO₂, grazie alla sua maturità processuale, alla vasta disponibilità dei reagenti e al potenziale impiego del gesso prodotto.

Tuttavia, prestazioni affidabili dipendono da una progettazione ingegneristica adeguata.

Il design dell’assorbitore, la qualità del calcare, la circolazione della sospensione, l’ossidazione, la gestione del gesso e i sistemi di controllo contribuiscono tutti al risultato finale.

MirShine fornisce soluzioni personalizzate FGD a calcare-gesso per clienti industriali, compresi nuovi impianti e progetti di adeguamento.

Valutando l’intero processo anziché concentrarsi esclusivamente sull’assorbitore, MirShine mira a fornire sistemi pratici in grado di operare in modo affidabile nel lungo periodo.

Domande frequenti

Cos'è la desolforazione fumi-calcare-gesso?

È un processo umido di desolforazione dei fumi che utilizza una sospensione acquosa di calcare per assorbire l'SO₂ e convertire lo zolfo in solfato di calcio, comunemente recuperato come gesso.

Perché si utilizza il calcare nella desolforazione fumi?

Il calcare è ampiamente disponibile e generalmente economico. La sua catena di approvvigionamento consolidata lo rende adatto alla desolforizzazione industriale su larga scala.

Cos'è il gesso da desolforazione fumi?

Il gesso da desolforazione fumi è il solfato di calcio prodotto durante il processo umido di desolforazione con calcare. A seconda della sua qualità, può essere idoneo per applicazioni nel settore delle costruzioni.

Quali sono le principali apparecchiature nel sistema di desolforazione fumi a base di calcare?

Le principali apparecchiature comprendono la preparazione del calcare, l'assorbitore, le pompe di circolazione della sospensione, il sistema di ossidazione, le attrezzature per la disidratazione del gesso, i canali di distribuzione e i sistemi di controllo.

Il sistema di desolforazione fumi a base di calcare può essere installato negli impianti esistenti?

Sì. I sistemi di desolforazione fumi esistenti possono essere potenziati o ampliati per migliorare le prestazioni di rimozione dell'SO₂ e soddisfare requisiti più stringenti in materia di emissioni.

Cosa influenza l'efficienza della desolforazione con calcare?

I fattori importanti includono la reattività del calcare, la circolazione della sospensione, la velocità del gas, il pH, la temperatura, l'ossidazione e la progettazione dell'assorbitore.

La desolforazione con calcare è adatta agli impianti siderurgici?

Può essere adatta a determinati processi di produzione dell'acciaio e ad attività correlate, in base alla composizione del gas e alle prestazioni richieste di rimozione dell'SO₂.

MirShine può fornire un sistema completo di desolforazione con calcare?

MirShine può fornire soluzioni personalizzate di ingegneria e di apparecchiature per la desolforazione, in base alle condizioni dei fumi, ai requisiti di emissione e alle condizioni del sito del cliente.