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El FGD que utiliza amoníaco en lugar de cal o piedra caliza puede lograr niveles más altos de eliminación de SO2 al mismo tiempo que elimina los desechos líquidos y sólidos.

Por el Dr. Peter Lu y Dennis McLinden, Jiangnan Environmental Technology Inc.

Los sistemas de desulfuración de gases de combustión (FGD) que utilizan cal o piedra caliza como reactivo químico son ampliamente utilizados en todo el mundo para controlar las emisiones de SO2 en las centrales eléctricas de carbón. Los sistemas basados ​​en amoniaco, sin embargo, están surgiendo como una alternativa viable para abordar las limitaciones con respecto a la generación y manejo de desechos líquidos y sólidos. La eficiente tecnología de desulfuración basada en amoníaco (EADS) no genera ningún flujo de desechos líquidos o subproductos sólidos indeseables que requieren eliminación; más bien, el proceso de circuito cerrado produce un subproducto de fertilizante de sulfato de amonio comercializable que puede reducir más del 50 por ciento del costo de operación.

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Shenhua Ningxia carbón a la planta de líquidos. La planta comenzó la producción comercial en diciembre de 2016

Inconvenientes con cal / piedra caliza
Como se muestra en la Figura 1, los sistemas FGD que emplean la oxidación forzada de cal / cal (LSFO) incluyen tres subsistemas principales:

Preparación, manipulación y almacenamiento de reactivos
Recipiente de absorción
Manejo de residuos y subproductos
La preparación del reactivo consiste en transportar piedra caliza triturada (CaCO3) desde un silo de almacenamiento a un tanque de alimentación agitado. La suspensión de piedra caliza resultante se bombea luego al recipiente absorbedor junto con el gas de combustión de la caldera y el aire oxidante. Las boquillas de pulverización proporcionan finas gotas de reactivo que luego fluyen en contracorriente al gas de combustión entrante. El SO2 en el gas de combustión reacciona con el reactivo rico en calcio para formar sulfito de calcio (CaSO3) y CO2. El aire introducido en el absorbedor promueve la oxidación de CaSO3 a CaSO4 (forma dihidratada).

Las reacciones básicas de LSFO son:

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

La suspensión espesa oxidada se acumula en el fondo del absorbedor y posteriormente se recicla junto con reactivo nuevo de nuevo a los cabezales de la boquilla de pulverización. Una parte de la corriente de reciclaje se retira al sistema de manejo de residuos / subproductos, que consiste típicamente en hidrociclones, filtros de tambor o correa, y un tanque agitado de retención de aguas residuales / licor. Las aguas residuales del tanque de retención se reciclan al tanque de alimentación de reactivo de piedra caliza oa un hidrociclón donde el desbordamiento se elimina como efluente.

Esquema típico del proceso de depuración húmeda de oxidatina forzada en cal / piedra caliza

Los sistemas LSFO húmedos generalmente pueden lograr eficiencias de remoción de SO2 de 95-97 por ciento. Sin embargo, alcanzar niveles superiores al 97.5 por ciento para cumplir con los requisitos de control de emisiones es difícil, especialmente para las plantas que usan carbón con alto contenido de azufre. Se pueden agregar catalizadores de magnesio o la caliza se puede calcinar a una cal de mayor reactividad (CaO), pero tales modificaciones implican equipo adicional de la planta y los costos de mano de obra y energía asociados. Por ejemplo, la calcinación a la cal requiere la instalación de un horno de cal separado. Además, la cal se precipita fácilmente y esto aumenta el potencial de formación de depósitos de escamas en el depurador.

El costo de la calcinación con un horno de cal puede reducirse mediante la inyección directa de caliza en el horno de la caldera. En este enfoque, la cal generada en la caldera se transporta con el gas de combustión al depurador. Los posibles problemas incluyen el ensuciamiento de la caldera, la interferencia con la transferencia de calor y la inactivación de la cal debido a la combustión excesiva en la caldera. Además, la cal reduce la temperatura de flujo de la ceniza fundida en las calderas de carbón, lo que produce depósitos sólidos que de otro modo no se producirían.

Los desechos líquidos del proceso LSFO generalmente se dirigen a estanques de estabilización junto con los desechos líquidos de otros lugares en la planta de energía. El efluente líquido FGD húmedo se puede saturar con compuestos de sulfito y sulfato y las consideraciones medioambientales generalmente limitan su liberación a ríos, arroyos u otros cursos de agua. Además, el reciclado de las aguas residuales / licor al depurador puede conducir a la acumulación de sales de sodio, potasio, calcio, magnesio o cloruro disueltas. Estas especies pueden eventualmente cristalizar a menos que se proporcione suficiente sangrado para mantener las concentraciones de sal disueltas por debajo de la saturación. Un problema adicional es la velocidad de sedimentación lenta de los sólidos residuales, lo que da como resultado la necesidad de estanques de estabilización grandes y de gran volumen. En condiciones típicas, la capa sedimentada en un estanque de estabilización puede contener 50 por ciento o más de fase líquida incluso después de varios meses de almacenamiento.

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El sulfato de calcio recuperado de la suspensión de reciclado del absorbente puede ser alto en calizas sin reaccionar y cenizas de sulfito de calcio. Estos contaminantes pueden evitar que el sulfato de calcio se venda como yeso sintético para uso en paneles de yeso, yeso y producción de cemento. La piedra caliza sin reaccionar es la impureza predominante que se encuentra en el yeso sintético y también es una impureza común en el yeso natural (minado). Si bien la piedra caliza en sí misma no interfiere con las propiedades de los productos finales de paneles, su efecto abrasivo

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