Tehnologia umedă de desulfurizare cu calcar: Controlul practic al emisiilor de SO₂ în centralele electrice, industria siderurgică și industria grea

Cuvinte-cheie prioritare: tehnologie umedă de desulfurizare cu calcar, tehnologie de desulfurizare cu calcar, sistem industrial de desulfurizare, sistem de eliminare a SO₂, desulfurizare umedă a gazelor de ardere

Meta Descriere: Aflați cum tehnologia umedă de desulfurizare cu calcar controlează emisiile de SO₂ în centralele electrice, uzinele siderurgice, uzinele de ciment și alte industrii grele, inclusiv proiectarea sistemului, exploatarea, considerentele privind modernizarea și recuperarea gipsului.

O privire mai atentă asupra desulfurizării umede cu calcar

Desulfurizarea gazelor de ardere este o componentă esențială a controlului mediului în industriile care ard combustibili conținând sulf sau prelucrează materii prime conținând sulf.

Dintre diferitele tehnologii FGD disponibile în prezent, desulfurizarea umedă cu calcar rămâne una dintre cele mai consacrate soluții pentru aplicații industriale de mare capacitate.

Tehnologia este deosebit de relevantă acolo unde trebuie tratate continuu cantități mari de gaze de evacuare.

Un sistem FGD umed cu calcar utilizează o suspensie de calcar pentru a absorbi dioxidul de sulf din gazele de evacuare. Prin absorbție, reacție chimică, oxidare și separare solid-lichid, sulful este recuperat, în final, în principal sub formă de gips.

Procesul este relativ matur, dar acest lucru nu înseamnă că fiecare proiect poate folosi aceeași proiectare.

O centrală electrică, o uzină siderurgică, o fabrică de ciment și o instalație chimică pot avea temperaturi foarte diferite ale gazelor, concentrații de praf, încărcări de sulf, programe de funcționare și spații disponibile.

O bună inginerie FGD pornește de la aceste diferențe.

Procesul de bază

Primul pas este pregătirea calcarului.

Calcarul este zdrobit și măcinat sau furnizat sub formă de pulbere adecvată înainte de a fi amestecat cu apă pentru a crea o suspensie.

Suspensia este pompată către absorbant.

În interiorul absorbantului, gazul de eșapament trece printr-o zonă de pulverizare în care suspensia de calcar este distribuită prin mai multe niveluri de pulverizare.

Dioxidul de sulf din gazul de eșapament se dizolvă în picăturile lichide.

Apoi reacționează cu compușii care conțin calciu.

Compușii de sulf sunt ulterior oxidați, formând sulfat de calciu.

În condiții potrivite, cristalele de gips se dezvoltă în suspensie.

Gipsul este apoi separat și deshidratat.

Acest proces permite transformarea unui poluant gazos într-un produs solid stabil.

De ce este important contactul gaz-lichid

Absorbantul se află în centrul performanței sistemului de desulfurizare umedă cu calcar.

Sistemul trebuie să aducă un volum mare de gaz în contact strâns cu suspensia care circulă.

Amplasarea duzelor de pulverizare, dimensiunea picăturilor, viteza gazului, distribuția lichidului și dimensiunile absorbantului influențează acest contact.

Dacă distribuția suspensiei este neuniformă, unele porțiuni ale gazului s-ar putea să nu aibă un contact suficient cu absorbantul.

Dacă viteza gazului este prea ridicată, pierderea de presiune și antrenarea pot crește.

Prin urmare, proiectarea absorbantului este o problemă de inginerie care implică mai mulți factori concurenți.

Calitatea și măcinarea calcarului

Nu toate tipurile de calcar se comportă în mod identic.

Sursele diferite de calcar au compoziții chimice, duritate, puritate și reactivitate diferite.

Proiectarea sistemului FGD trebuie, așadar, să țină cont de calcarul concret care va fi utilizat.

Dacă calcarul este pregătit pe loc, echipamentele de măcinare devin, de asemenea, parte integrantă a întregului sistem.

Finețea necesară influențează performanța reacției, în timp ce puterea de măcinare contribuie la costurile de exploatare.

Din acest motiv, selecția și pregătirea calcarului trebuie evaluate în stadiile inițiale ale proiectării.

Gestionarea compoziției suspensiei

Suspensia de absorbție nu este doar apă amestecată cu calcar.

Compoziția sa chimică se modifică continuu pe măsură ce SO₂ este absorbit și compușii de calciu reacționează.

PH-ul de funcționare trebuie controlat în intervalul corespunzător.

Dacă pH-ul devine prea scăzut, performanța absorbției SO₂ poate fi afectată.

Dacă se adaugă excesiv de mult calcar fără un control adecvat, utilizarea reactivului poate deveni ineficientă.

Sistemul necesită, așadar, echipamente de măsurare și comandă automată pentru a menține condiții stabile de funcționare.

Oxidare și formare de gips

Compușii de sulf formați în timpul absorbției nu devin imediat gips.

Pulpa necesită o etapă de oxidare.

Aerul este introdus în absorber sau într-o zonă dedicată de oxidare pentru a transforma speciile de sulfit în sulfat.

Acest proces este important deoarece formarea stabilă a gipsului depinde de o oxidare eficientă.

Calitatea gipsului rezultat poate fi influențată de condițiile de oxidare, concentrația de substanțe solide, cristalizare, impurități și performanța de deshidratare.

Dezidratarea gipsului

După ce gipsul a fost produs, acesta trebuie separat din pulpa.

Echipamentele de deshidratare pot reduce conținutul de apă și pot produce un material mai ușor de stocat, transportat sau, eventual, reutilizat.

În funcție de proiect, echipamentele pot include hidrociclone, filtre cu bandă sub vid sau alte tehnologii de separare solid-lichid.

Configurația adecvată depinde de cerințele privind gipsul și de proiectarea generală a procesului.

Depurare umedă a gazelor de ardere cu calcar pentru centrale electrice

Centralele electrice necesită, în mod tipic, sisteme de depurare a gazelor de ardere de mare capacitate, datorită volumelor mari de gaze de coș pe care le generează.

Un sistem umed cu calcar poate fi proiectat pentru funcționare continuă și pentru adaptarea la variațiile sarcinii cazanelor.

Proiectarea trebuie să țină cont de:

• Debitul maxim și minim al gazelor

• Concentrația de SO₂

• Temperatura gazei de scurgeri

• Încărcarea cu praf

• Calitatea calcarului

• Limita de emisie impusă

Sistemul necesită, de asemenea, o redundanță suficientă pentru echipamentele critice, acolo unde funcționarea continuă a instalației este esențială.

Depurare umedă a gazelor de ardere cu calcar pentru aplicații din domeniul siderurgiei și metalurgiei

Procesele siderurgice și metalurgice pot genera gaze de coș care conțin dioxid de sulf, împreună cu concentrații ridicate de praf și alte componente.

Aceste condiții pot crea provocări suplimentare pentru sistemele FGD umede.

Prajitura care pătrunde în absorber poate influența proprietățile suspensiei și poate crește uzura echipamentelor.

Prin urmare, controlul prafului din amonte și gestionarea suspensiei trebuie luate în considerare împreună.

FGD cu var stins umed pentru cazane industriale

Cazanele industriale reprezintă o altă aplicație importantă.

Spre deosebire de centralele electrice foarte mari, instalațiile cu cazane industriale pot avea un spațiu disponibil relativ limitat pentru montare.

Aceasta face ca aranjarea echipamentelor să fie deosebit de importantă.

Trebuie luate în considerare soluții compacte, trasee adecvate ale conductelor, selecția pompelor și accesul pentru întreținere.

Retrofitarea FGD: Ce o face diferită?

Retrofitarea unui sistem FGD cu var stins umed într-o instalație industrială în funcțiune necesită mai mult decât alegerea unui absorber.

Inginerii trebuie să înțeleagă instalația existentă.

De exemplu:

Unde poate fi instalat absorbantul?

Poate ventilatorul existent suporta căderea suplimentară de presiune?

Există suficient spațiu pentru pregătirea calcarului?

Cum va fi îndepărtat gipsul?

Poate furniza instalația apă de proces suficientă?

Cum va comunica noul sistem de control cu instalația existentă?

Aceste întrebări pot afecta în mod semnificativ proiectul final.

Un proiect de modernizare poate implica modificări ale conductelor existente, ventilatoarelor, pompelor, sistemelor electrice, suporturilor structurale și sistemelor de control.

Consumul de energie și căderea de presiune

Un sistem FGD consumă energie.

Principalele consumatoare de energie pot include:

• Pompe de circulație a suspensiei

• Echipamente pentru măcinarea calcarului

• Suflante de aer de oxidare

• Echipamente de deshidratare a gipsului

Absorbitorul și sistemul de conducte generează, de asemenea, pierderi de presiune.

Prin urmare, un design eficient al unui sistem FGD nu trebuie să se concentreze exclusiv pe eficiența eliminării SO₂.

Obiectivul ingineresc ar trebui să fie obținerea performanței de mediu necesare, menținând în același timp consumul de energie și costurile de exploatare sub control.

Experiența MirShine în proiectarea sistemelor FGD

Grupul MirShine Environmental oferă soluții industriale de desulfurizare, inclusiv FGD cu calcar-gips, FGD bazat pe amoniac și alte tehnologii de tratare a gazelor de eșapament.

Compania colaborează cu clienți din diverse sectoare industriale și evaluează fiecare proiect în funcție de cerințele reale ale procesului.

Pentru proiectele de desulfurizare cu calcar umed, domeniul de inginerie poate acoperi:

• Proiectare a procesului

• Proiectarea absorbantului

• Circulația suspensiei

• Pregătirea calcarului

• Oxidare

• Manipularea gipsului

• Conducte

• Sisteme de Control

• Fabricarea echipamentelor

• Integrarea proiectului

Pentru instalațiile existente, condițiile de modernizare sunt integrate în proiect încă de la început.

Alegerea tehnologiei potrivite de desulfurizare

Desulfurizarea cu calcar umed este foarte bine stabilită, dar nu este automat cea mai bună soluție pentru fiecare instalație.

O comparație corectă a tehnologiilor ar trebui să includă:

• Concentrația de SO₂

• Debitul gazelor de coș

• Eficiența de eliminare necesară

• Disponibilitatea reagenților

• Prețul reagentului

• Valoarea produsului secundar

• Disponibilitatea apei

• Spațiu disponibil

• Consum de energie

• Echipamente existente

Pentru unele instalații, desulfurizarea umedă cu calcar poate oferi cel mai bun echilibru.

Pentru altele, desulfurizarea cu amoniac sau procesele semiuscate/uscate pot fi mai potrivite.

Cea mai bună soluție este cea care se potrivește proiectului concret.

Concluzie

Desulfurizarea umedă cu calcar rămâne o tehnologie importantă pentru controlul emisiilor industriale de SO₂ la scară largă.

Istoria lungă de funcționare, lanțul stabilit de aprovizionare cu echipamente, disponibilitatea largă a calcarului și posibilitatea de valorificare a gipsului o fac o alegere practică pentru multe aplicații.

În același timp, proiectele de desulfurizare de succes necesită o inginerie detaliată.

Trebuie luate în considerare: proiectarea absorberului, chimia suspensiei, calitatea calcarului, oxidarea, manipularea gipsului, pierderea de presiune, consumul de energie și condițiile de modernizare.

MirShine Environmental Group oferă soluții personalizate de desulfurizare pentru centrale electrice, uzine siderurgice, uzine de ciment, instalații chimice și alți clienți industriali.

Prin combinarea desulfurizării gazelor de ardere cu calcar-gips cu alte tehnologii ecologice, MirShine poate sprijini, de asemenea, clienții care caută soluții integrate de tratare a gazelor de ardere, nu doar echipamente izolate.

Întrebări frecvente

Ce este desulfurizarea umedă cu calcar?

Desulfurizarea umedă cu calcar este o tehnologie de desulfurizare a gazelor de ardere care utilizează o suspensie apoasă de calcar pentru a absorbi SO₂ și a-l transforma în sulfat de calciu, recuperat în mod obișnuit sub formă de gips.

Care este reagentul principal utilizat în desulfurizarea umedă cu calcar?

Reagentul principal este calcarul, de obicei pregătit sub formă de suspensie apoasă înainte de intrarea în absorbant.

Care este produsul secundar al desulfurizării cu calcar?

Produsul secundar solid principal este gipsul, care poate fi valorificat, în funcție de calitatea sa și de cerințele pieței locale.

Consumă desulfurizarea umedă cu calcar multă apă?

Sistemele de desulfurizare umedă necesită apă de proces, iar consumul de apă depinde de configurația sistemului, de condițiile gazelor de ardere, de evaporare, de necesitățile de evacuare (purge) și de manipularea gipsului.

În ce industrii se utilizează desulfurizarea umedă cu calcar?

Aplicații frecvente includ generarea de energie electrică, industria siderurgică, metalurgia, producția de ciment, procesarea chimică și alte procese industriale care emit dioxid de sulf.

Poate sistemul umed de desulfurizare cu calcar elimina concentrații ridicate de SO₂?

Sistemul umed de desulfurizare cu calcar poate fi proiectat pentru o gamă largă de concentrații de SO₂. Configurația adecvată depinde de condițiile gazului de intrare și de limita de emisii cerută la ieșire.

Se poate moderniza o instalație existentă cu un sistem de desulfurizare cu calcar?

Da. Proiectele de modernizare pot adăuga sau îmbunătăți sistemele de desulfurizare pe instalații industriale existente, deși trebuie evaluate cu atenție amplasamentul, căderea de presiune, starea structurală și echipamentele existente.

Ce oferă MirShine pentru proiectele de desulfurizare cu calcar?

MirShine oferă soluții personalizate de inginerie și echipamente, acoperind proiectarea procesului, sistemele de absorbție, circulația suspensiei, pregătirea calcarului, oxidarea, manipularea gipsului și integrarea cu instalațiile industriale existente.