개선된 FGD 탈수 공정으로 고형 폐기물 감소

2007년에 Duke Energy의 WH Zimmer Station은 FGD(배연탈황) 탈수 공정의 전반적인 성능을 향상시키기 시작했습니다. 이 공장에서는 물-고체 분리 업그레이드, 폴리머 프로그램 효과 및 신뢰성 개선, 처리 비용 최적화, 매립지로 보내지는 고형 폐기물 감소, 노동 요구 사항 감소, 정화기의 무균 상태 유지 등 다양한 조치를 시행했습니다. 이러한 변화는 고형 폐기물 발생을 크게 줄이고 연간 총 50만 달러 이상의 비용 절감을 달성하는 데 성공했습니다.

Duke Energy의 WH Zimmer 발전소(그림 1)는 오하이오주 모스크바의 오하이오 강에 위치한 1,300MW 규모의 석탄 화력 발전소입니다. 이 발전소는 1991년 상업 운전을 시작했으며 연간 약 380만 톤의 석탄을 소비합니다. 미국 환경 보호국은 Zimmer Station에 30일 연속 평균을 기준으로 백만 Btu당 SO2 0.548파운드의 배출률을 초과하지 않으면서 연도 가스에서 이산화황(SO2)을 최소 91% 제거하도록 요구했습니다.1. 오하이오에 전력 공급. 2000년과 2007년에 개조를 함으로써 오하이오 주 모스크바에 있는 WH Zimmer 발전소는 매립되어야 하는 세정기 부산물의 양을 극적으로 줄였습니다. 제공: 듀크 에너지

이 발전소에는 SO2 배출을 제어하기 위해 마그네슘 강화 습식 연도가스 탈황(FGD) 시스템(스크러버)이 장착되어 있습니다. 2000년에는 벽판 제조업체에 판매되는 고품질 합성 석고를 만들기 위해 석고 전환 공정 시스템을 수용하도록 스크러버 공정이 수정되었습니다. 스크러버 개조 이전에는 스크러버 부산물이 연간 평균 170만톤 매립되었습니다. 2000년 수정으로 매립률이 77% 감소했습니다.

2007년에 발전소 직원은 FGD 탈수 공정의 전반적인 성능과 효율성을 더욱 개선하기 시작했습니다. 역 직원, GE Water & Process Technologies, Utter Construction으로 구성된 팀은 잠재적인 개선 영역을 파악하고 핵심 성과 목표를 생성/수정하기 위해 일년 내내 긴밀하게 협력했습니다.

Zimmer Station에서는 마그네슘 강화 석회를 볼밀(분쇄기)에서 물과 혼합하여 "소화"라고 알려진 발열(열 생성) 슬러리 생산 공정을 진행합니다. 그런 다음 "소석회" 또는 "슬러리"는 흡수 모듈로 펌핑되어 연도 가스를 중화하거나 "세척"하는 데 사용됩니다. 흡수탑 반응조의 작동 pH는 5.7~6.8 사이로 유지됩니다.

앞서 언급한 바와 같이, 2000년에 Zimmer Station의 FGD 공정은 석고 전환 공정을 포함하도록 수정되었습니다. 석고 전환 공정에서는 흡수체 반응조 밀도를 15%~24%로 제어하고, "사용된 슬러리"는 흡수체 모듈 내의 스쿠프에 포집됩니다. 전환 과정에서 스쿠프와 블리드 펌프가 Zimmer Station에 설치되었습니다. 스쿠프는 pH가 5.2~5.5 범위일 때 SO2 가스/슬러리 인터페이스 트레이 바로 아래에 사용된 슬러리를 포착합니다. 이 사용된 슬러리 또는 "블리드"는 산화제 탱크로 직접 펌핑됩니다.

또한 석고 전환 과정에서 산화제 공기 압축기가 스테이션의 기존 저장 탱크 2개 중 하나에 설치되었습니다. 산화제 공기 압축기는 시스템에 약 300,000lb/hr의 공기 흐름을 공급하는 데 사용됩니다.

스크러버 배출 흐름은 상단에서 산화 탱크로 들어가고, 여기서 발열 반응을 포함하는 산화 공정이 시작됩니다. 배출 스트림 재료 온도는 작동 조건에 따라 일반적으로 약 125F에서 135F~170F 범위로 증가합니다. 황산(93%)은 아황산칼슘을 황산칼슘 또는 석고로 전환하기 위해 pH를 허용 가능한 수준(4.5~5.2)으로 낮추기 위해 공정에 첨가됩니다. 전환에 필요한 추가 산의 양은 스크러버에서 산화제로 들어가는 미반응 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘 및 중황산염의 양에 따라 달라집니다.