Влажный

В начале 2019 года компания Power Engineering опубликовала отчет о химическом составе, который может значительно повысить реакционную способность известняка и удаление диоксида серы (SO2) в системах мокрой десульфурации дымовых газов (WFGD). [1] В статье описывается полномасштабное применение на угольной электростанции на востоке США, где химия повысила эффективность очистки. Это, в свою очередь, позволило операторам сократить количество насосов рециркуляции (рециркуляции) шлама, обеспечив экономию затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание.

Кроме того, благодаря меньшему количеству работающих рециркуляционных насосов противодавление на агрегате было снижено, что снизило нагрузку на бустерный и внутренний вентилятор. Способность снижать паразитную электрическую нагрузку повышает теплоотдачу электростанций, что может обеспечить некоторым предприятиям больший доступ к сети в соответствии с правилом доступной чистой энергии (ACE). [2] Это может позволить некоторым заводам остаться открытыми, сохраняя местные рабочие места. Последующее использование запатентованного химиката на других предприятиях дало аналогичные результаты и даже больше.

В этой статье приводятся данные о применении этого химического вещества в компании City Water, Light & Power (CWLP) в Спрингфилде, штат Иллинойс. Хотя производство электроэнергии на угле в США сократилось, основная группа электростанций осталась. Сейчас, как никогда ранее, перед оставшимися заводами стоит задача найти творческие способы снижения эксплуатационных расходов и одновременного повышения производительности предприятия.

Краткий обзор

Рис. 1. Блок-схема распылительной башни, технологическая схема ДДГ с влажным известняком.

Вкратце, основные механические и химические процессы в мокрых известняковых скрубберах заключаются в следующем:

Рисунок 2. Обезвоживание побочных продуктов скруббера на вакуумном барабанном фильтре. Фотография предоставлена ​​City Water, Light & Power.

Эффективность и полнота реакций зависят от кинетики и нескольких важных химических и механических факторов, в первую очередь:

На многих заводах можно получить значительные выгоды, если можно будет повысить поглощение SO2 и реакционную способность известняка. Одним из преимуществ является снижение нагрузки на вращающееся оборудование (и соответствующих затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание) благодаря возможности отключать один или несколько рециркуляционных насосов во время нормальной работы. Эта возможность была продемонстрирована в полномасштабных приложениях, включая установку, указанную в ссылке 1.

Второе потенциальное преимущество касается выбора известняка. Некоторые заводы не имеют прямого доступа к известнякам высокой чистоты. Камень может содержать значительную концентрацию доломита (MgCO3-CaCO3) или инертных материалов, ингибирующих реакционную способность. Таким образом, для усиления реакций необходимы дополнительные методы.

Распространенным методом, используемым в течение многих лет, является добавление двухосновной кислоты (DBA) в технологические потоки скруббера, но, как указано ниже, новая технология значительно улучшила этот химический состав. Двухосновная кислота — это общее название для смеси дикарбоновых кислот с относительно короткой цепью (две функциональные группы COOH), которые добавляют ионы водорода (H+), чтобы помочь в диссоциации известняка и циркулируют в процессе, продолжая способствовать химической абсорбции SO2. . Однако доступность, стоимость и даже эффективность DBA делают его далеко не идеальным химическим веществом.

Запатентованный продукт ChemTreat, FGD1105, демонстрирует гораздо лучшую буферную способность, как показано на диаграммах ниже.

Рисунки 3а и 3б. Сравнение буферной способности химикатов для улучшения скруббера. Данные предоставлены ChemTreat.

FGD1105 имеет значительно более высокую буферную емкость, чем DBA, при титровании как серной, так и соляной кислотами, а также гораздо более высокую емкость, чем другие основные альтернативы, муравьиную и молочную кислоты. Буферная емкость является важнейшим свойством этих продуктов. Персонал CWLP протестировал все три добавки, показанные на диаграмме 3b, а также наблюдал и задокументировал особые свойства FGD1105 и его превосходное улучшение характеристик.

На заводах с более жесткими требованиями к выбросам SO2, чем может обеспечить первоначальная конструкция скруббера, улучшающие добавки могут обеспечить дополнительное повышение эффективности. Например, на CWLP удаление SO2 на 95% является максимально достижимым при исходных проектных условиях. Добавка необходима для достижения степени удаления 97—98%. Опираясь на эту концепцию, еще одним очень важным преимуществом на некоторых заводах является то, что повышенная химическая реактивность может позволить использовать менее дорогой уголь с более высоким содержанием серы, чем уголь с низким содержанием серы, стоимость материалов которого может быть такой же, но поступает из гораздо более удаленных мест, что увеличивает транспортировку. расходы. Снижение затрат на топливо значительно увеличивает возможности отправки установок, тем самым повышая жизнеспособность установок и сохраняя занятость местного населения на предприятии.