Molhado

No início de 2019, a Power Engineering publicou um relatório sobre uma química que pode aumentar significativamente a reatividade do calcário e a remoção de dióxido de enxofre (SO2) em sistemas úmidos de dessulfurização de gases de combustão (WFGD). [1] O artigo descreveu uma aplicação em grande escala numa central alimentada a carvão no leste dos EUA, onde a química melhorou a eficiência da lavagem. Isto, por sua vez, permitiu que os operadores reduzissem o número de bombas de recirculação (reciclagem) de polpa, proporcionando economia de custos operacionais e de manutenção.

Além disso, com menos bombas de reciclagem em operação, a contrapressão na unidade foi reduzida, reduzindo a carga do booster e do ventilador ID. A capacidade de reduzir a carga elétrica parasita melhora a taxa de calor da planta, o que poderia permitir a algumas plantas maior acesso à rede, de acordo com a regra de Energia Limpa Acessível (ACE). [2] Isto pode permitir que algumas fábricas permaneçam abertas, salvando empregos locais. O uso subsequente do produto químico patenteado em outras fábricas alcançou resultados semelhantes e muito mais.

Este artigo descreve dados da aplicação desta química na City Water, Light & Power (CWLP) em Springfield, Illinois. Embora a produção de energia a carvão nos EUA tenha diminuído, permanece um grupo central de centrais. Agora, mais do que nunca, as restantes fábricas são desafiadas a encontrar formas criativas de reduzir os custos operacionais e, ao mesmo tempo, melhorar o desempenho da fábrica.

Uma revisão rápida

Figura 1. Torre de pulverização, diagrama de fluxo do processo FGD de calcário úmido.

Para revisar brevemente, os principais processos mecânicos e químicos em lavadores de calcário úmido são os seguintes:

Figura 2. Desaguamento do subproduto do purificador em um filtro de tambor a vácuo. Foto cortesia da City Water, Light & Power.

A eficiência e a integridade das reações dependem da cinética e de vários fatores químicos e mecânicos importantes, principalmente:

Em muitas fábricas, serão possíveis benefícios significativos se a absorção de SO2 e a reatividade do calcário puderem ser melhoradas. Uma vantagem é a redução da carga do equipamento rotativo (e dos custos correspondentes de operação e manutenção) graças à capacidade de desligar uma ou mais bombas de reciclagem durante a operação normal. Esta possibilidade foi demonstrada em aplicações em escala real, incluindo a planta da referência 1.

Um segundo benefício potencial diz respeito à seleção do calcário. Algumas fábricas não têm acesso imediato a calcários de alta pureza. A pedra pode conter uma concentração significativa de dolomita (MgCO3∙CaCO3) ou materiais inertes que inibem a reatividade. Assim, são necessários métodos suplementares para impulsionar as reações.

Um método comum usado há anos é a adição de ácido dibásico (DBA) às correntes do processo de purificação, mas, conforme descrito abaixo, a nova tecnologia melhorou significativamente esta química. Ácido dibásico é um nome genérico para uma mistura de ácidos dicarboxílicos de cadeia relativamente curta (dois grupos funcionais COOH), que adicionam íons de hidrogênio (H+) para ajudar na dissociação do calcário e circulam através do processo para continuar auxiliando na química de absorção de SO2. . No entanto, a disponibilidade, o custo e até a eficiência do DBA tornam-no um produto químico abaixo do ideal.

O produto patenteado da ChemTreat, FGD1105, apresenta uma capacidade tampão muito melhor, conforme descrito nos gráficos abaixo.

Figuras 3a e 3b. Uma comparação das capacidades de tamponamento de produtos químicos para aprimoramento de purificadores. Dados fornecidos pela ChemTreat.

FGD1105 tem uma capacidade tampão significativamente maior do que o DBA quando titulado com ácidos sulfúrico e clorídrico, e uma capacidade muito maior do que as outras alternativas principais, ácidos fórmico e láctico. A capacidade de buffer é uma propriedade crítica desses produtos. O pessoal da CWLP testou todos os três aditivos mostrados no gráfico 3b e observou e documentou as propriedades especiais do FGD1105 e sua melhoria de desempenho superior.

Em fábricas com requisitos de emissão de SO2 mais rígidos do que o projeto original do purificador pode oferecer, os aditivos de aprimoramento podem proporcionar um aumento adicional de eficiência. Por exemplo, no CWLP, a remoção de 95% de SO2 é o máximo alcançável nas condições originais do projeto. É necessário um aditivo para obter 97-98% de remoção. Com base neste conceito, outro benefício muito significativo em algumas fábricas é que a maior reatividade química pode permitir o uso de carvão com alto teor de enxofre e mais barato do que o carvão com baixo teor de enxofre, cujo custo material pode ser o mesmo, mas vem de muito mais longe, aumentando o transporte. custos. Os custos mais baixos de combustível aumentam dramaticamente as oportunidades de envio de plantas, melhorando assim a viabilidade da planta e a continuidade do emprego local nas instalações.