젖은

2019년 초 Power Engineering은 습식 연도 가스 탈황(WFGD) 시스템에서 석회석 반응성과 이산화황(SO2) 제거를 크게 향상시킬 수 있는 화학에 대한 보고서를 발표했습니다. [1] 기사에서는 화학 물질이 세정 효율성을 향상시킨 미국 동부의 석탄 화력 발전소에 대한 본격적인 적용에 대해 설명했습니다. 이를 통해 운영자는 슬러리 재순환(재활용) 펌프의 수를 줄여 운영 및 유지 관리 비용을 절감할 수 있었습니다.

또한 작동 중인 재활용 펌프 수가 적어 장치의 배압이 낮아져 부스터 및 ID 팬 부하가 감소했습니다. 기생 전기 부하를 줄이는 기능은 발전소 열률을 향상시켜 ACE(Affordable Clean Energy) 규칙에 따라 일부 발전소가 그리드에 더 많이 접근할 수 있게 해줍니다. [2] 이를 통해 일부 공장을 계속 열어 지역 일자리를 구할 수 있습니다. 이후 다른 공장에서 특허 받은 화학 물질을 사용하여 유사한 결과를 얻었으며 그 이상을 달성했습니다.

이 기사에서는 일리노이주 스프링필드에 있는 CWLP(City Water, Light & Power)에서 이 화학 물질을 적용한 데이터를 간략하게 설명합니다. 미국의 석탄 화력 발전 생산량이 감소했지만 핵심 발전소 그룹은 남아 있습니다. 이제 그 어느 때보다 나머지 공장에서는 운영 비용을 절감하는 동시에 공장 성능을 향상시킬 수 있는 창의적인 방법을 찾아야 하는 과제에 직면해 있습니다.

빠른 검토

그림 1. 스프레이 타워, 습식 석회석 FGD 공정 흐름도.

간략하게 살펴보면, 습식 석회석 세정기의 주요 기계적, 화학적 공정은 다음과 같습니다.

그림 2. 진공 드럼 필터에서 탈수되는 스크러버 부산물. 사진 제공: City Water, Light & Power.

반응의 효율성과 완전성은 동역학과 몇 가지 중요한 화학적, 기계적 요인에 따라 달라집니다. 특히 다음과 같습니다.

많은 공장에서 SO2 흡수와 석회석 반응성을 향상시킬 수 있다면 상당한 이점을 얻을 수 있습니다. 한 가지 장점은 정상 작동 중에 하나 이상의 재활용 펌프를 차단할 수 있는 기능 덕분에 회전 장비 부하가 감소하고 이에 따른 운영 및 유지 관리 비용이 든다는 것입니다. 이 가능성은 참고문헌 1의 플랜트를 포함하여 실제 규모의 응용에서 입증되었습니다.

두 번째 잠재적 이점은 석회석 선택과 관련이 있습니다. 일부 공장에서는 고순도 석회석을 쉽게 이용할 수 없습니다. 돌에는 상당한 농도의 백운석(MgCO3→CaCO3)이나 반응성을 억제하는 불활성 물질이 포함되어 있을 수 있습니다. 따라서 반응을 촉진하기 위해서는 보충적인 방법이 필요합니다.

수년 동안 사용된 일반적인 방법은 스크러버 공정 흐름에 DBA(이염기산)를 첨가하는 것이지만, 아래에 설명된 대로 신기술이 이 화학적 성질을 크게 개선했습니다. 이염기산은 상대적으로 짧은 사슬의 디카르복실산(2개의 COOH 작용기)의 혼합물에 대한 일반적인 이름으로, 수소 이온(H+)을 추가하여 석회석의 해리를 돕고 공정을 순환하여 SO2 흡수 화학을 계속 지원합니다. . 그러나 DBA의 가용성, 비용 및 효율성으로 인해 DBA는 이상적인 화학이 아닙니다.

특허 받은 ChemTreat 제품인 FGD1105는 아래 차트에 설명된 대로 훨씬 더 나은 버퍼링 용량을 나타냅니다.

그림 3a와 3b. 스크러버 강화 화학물질의 완충 용량 비교. ChemTreat에서 제공한 데이터.

FGD1105는 황산과 염산을 모두 사용하여 적정할 때 DBA보다 훨씬 더 높은 완충 용량을 가지며, 다른 주요 대안인 포름산 및 젖산보다 훨씬 더 높은 용량을 갖습니다. 버퍼링 용량은 이러한 제품의 중요한 특성입니다. CWLP 직원은 차트 3b에 표시된 세 가지 첨가제를 모두 테스트했으며 FGD1105의 특수 특성과 탁월한 성능 개선을 관찰하고 문서화했습니다.

원래 스크러버 설계가 제공할 수 있는 것보다 SO2 배출 요구 사항이 더 엄격한 공장에서는 개선 첨가제를 사용하여 효율성을 추가로 높일 수 있습니다. 예를 들어, CWLP에서는 원래 설계 조건에서 달성 가능한 최대 SO2 제거율이 95%입니다. 97~98% 제거율을 얻으려면 첨가제가 필요합니다. 이 개념을 바탕으로 일부 발전소에서 얻을 수 있는 또 다른 매우 중요한 이점은 향상된 화학 반응성을 통해 재료 비용은 동일하지만 훨씬 더 멀리서 오는 저유황 석탄보다 고황, 저렴한 석탄을 사용할 수 있어 운송이 증가한다는 것입니다. 소송 비용. 연료 비용이 낮아지면 공장 파견 기회가 크게 늘어나 공장의 생존 가능성이 향상되고 해당 시설에서 지속적인 현지 고용이 가능해집니다.