Процесс SDA
Преимущества
Абсорбционная сушка распылением – уникальный процесс использования технологии сушки распылением для абсорбции кислых газов – был изобретен компанией GEA в 1970-х годах. С тех пор этот процесс постоянно дорабатывался и оптимизировался для соответствия меняющимся условиям и требованиям. Поэтому данный процесс представляет собой эффективную, универсальную и прошедшую всесторонние испытания технологию. Каждый процесс абсорбционной сушки распылением адаптирован в соответствии с требованиями клиента, а также действующим экологическим законодательством. Абсорберы отличаются такими зарекомендовавшими себя характеристиками, как контроль максимальной мощности и ввод активированного угля, которые были разработаны для целей снижения выбросов ртути и диоксина.
Преимущества
• Высокая эффективность удаления кислых газов
• Низкие капитальные, эксплуатационные расходы и расходы на техобслуживание
• Низкий расход энергии и воды, работа на воде низкого качества
• Высокая техническая готовность оборудования
Процесс абсорбционной сушки распылением
Процесс абсорбционной сушки распылением – это полусухой процесс десульфуризации дымовых газов. В процессе в качестве абсорбента используется гашеная известь Ca(OH)2, в результате чего образуется стабильный и сухой конечный продукт, который, в основном, состоит из зольной пыли и различных соединений кальция.
Горячие неочищенные дымовые газы поступают в распылительную абсорбционную сушилку через дисперсер дымовых газов и затем вступают в контакт с активным сильнодействующим абсорбентом, который распыляется ротационным атомайзером. Эффективная реакция между дымовым газом и абсорбентом предполагает быстрый массообмен кислотных составляющих дымовых газов на щелочной абсорбент. Абсорбент нейтрализует поглощенную кислоту (SO2 + Ca(OH)2 -> CaSO3/CaSO4 + H2O). Во время этой реакции происходит испарение воды с образованием сухого порошка. Малая доля сухого порошка осаждается на дно абсорбционной камеры и разгружается оттуда, а основная часть переносится в пылеуловитель ниже по технологической линии в то время, как охлажденный дымовой газ выходит из камеры. Дымовой газ – теперь чистый – проходит из пылеуловителя в дымовую трубу без повторного нагревания.
Ca(OH)2 в форме покупной гашеной извести либо, что происходит более часто и является более экономичным, приготовленный из негашеной извести CaO на площадке работ, перекачивается в ротационный атомайзер из буферного танка. После сепарации порошок транспортируется на склад конечного продукта либо перерабатывается повторно в технологическом процессе для более полного использования избыточного абсорбента. Конечный продукт после технологического процесса представляет собой стабильный и сухой порошок. Этот порошок используется по всему миру, главным образом, в дорожном строительстве, в качестве строительного материала и для других целей в строительстве.
Технология абсорбционной сушки распылением отличается великолепными характеристиками абсорбции. Это касается не только таких первичных загрязнителей, как SO2 и HCl. Благодаря мелкодисперсному распылению абсорбента в потоке дымового газа и последующему удалению пыли можно практически полностью убрать такие загрязнители, как SO3, HF и т.д. По этой причине можно использовать углеродистую сталь в качестве строительного материала по всему тракту дымовых газов. Также существует два дополнительных преимущества: Во-первых, в технологическом процессе можно использовать технологическую воду низкого качества, например, сточные воды и даже морскую воду, и, во-вторых, в результате технологического процесса не образуется сточных вод, поэтому не требуется их последующая очистка и переработка.
Более 200 установок по всему миру
По всему миру на электростанциях, металлургических заводах, заводах для сжигания мусора и заводах для сжигания опасных отходов установлено более 200 установок абсорбционной сушки распылением. Все они схожи в одном: Они работают в соответствии с требованиями к эксплуатационным характеристикам, изложенным местными органами власти. Даже теперь первые установки, установленные еще в 1980-х годах, работают удовлетворительно и успешно.
• Общее количество построенных установок: > 200
• Общее количество абсорберов: > 350
• Общее количество атомайзеров: > 450
• Технология реализована на электростанциях мощностью 25 000 МВтэ и 4300 МВтт
• Технология реализована более, чем на 160 линиях для сжигания мусора по всему миру
• Технология реализована на агломерационных лентах площадью более 10 000 м2 по всему миру
Ключевые компоненты
Распылительная абсорбционная сушилка – ротационный атомайзер, газовый дисперсер и абсорбционная камера – лежат в основе процесса абсорбционной сушки распылением.Ротационный атомайзер
Диск атомайзера
Ротационный атомайзер является ключевым элементом распылительной абсорбционной сушилки. При помощи этого оборудования происходит распыление жидкого абсорбента в дымовой газ посредством подачи жидкого абсорбента на диск атомайзера, который вращается со скоростью около 10 000 об/мин. Направляя жидкость наружу, быстро вращающийся диск разбивает жидкость на распыленный туман, состоящий из очень маленьких капель (менее 50 микрон) с большой площадью поверхности.
В ротационных атомайзерах, которые применяются для процесса абсорбционной сушки распылением – типы F-100, F-360, F-800 и F-1000 – и которые были изменены для работы в особо тяжелых условиях с абразивными абсорбентами, используются диски и вкладыши для дисков из специальной нержавеющей стали, устойчивой к истиранию.
Ротационный атомайзер состоит из верхней и нижней части, которые разделены центральной опорной пластиной. В верхней части находится редуктор и система смазки, а также верхний маслосборник. Атомайзер приводится в действие вертикальным фланцевым двигателем, расположенным над редуктором. Эластичная муфта передает мощность от двигателя входному валу редуктора. Нижняя часть атомайзера, на которую воздействует горячая среда абсорбционной камеры, состоит из гибкого вала, подшипников вала, питающей и промывной трубы, распределителя жидкости и диска атомайзера. Для обеспечения устойчивости к истиранию, детали атомайзера и диска атомайзера производятся из керамических материалов. Эти части являются сменными, так как они изнашиваются под действием потока абсорбента.
Газовые дисперсеры
Газовые дисперсеры служат для оптимального распределения дымового газа внутри абсорбционной камеры, благодаря чему улучшается взаимодействие между дымовым газом и распыленными частицами подаваемого абсорбента. Стандартный газовый дисперсер, тип DGA – это верхний газовый дисперсер с регулируемыми направляющими лопатками. Он используется для газа с небольшим содержанием абразивной или липкой зольной пыли. Стойкий к эрозии газовый дисперсер, тип DGR, используется для дымовых газов, содержащих высокую концентрацию абразивной зольной пыли. Этот газовый дисперсер используется во многих распылительных абсорбционных сушилках, применяемых на муниципальных заводах для сжигания мусора.
Составные газовые дисперсеры используются для потока дымовых газов 400 000 Нм3/ч и более. В них дымовой газ разделяется на два потока. Примерно 60% уходит в верхний газовый дисперсер, а оставшийся дымовой газ проходит через центральный газовый дисперсер. Эта конфигурация часто используется на электростанциях и агломерационных установках. Большая часть газовых дисперсеров выполнена из малоуглеродистой стали.
Камера распылительной абсорбционной сушилки
Камера распылительной абсорбционной сушилки, как правило, выполнена из малоуглеродистой стали, и представляет собой цилиндрическую конструкцию с конической нижней частью. Дымовой газ попадает в камеры через газовый дисперсер (газовые дисперсеры) и выходит оттуда через выходной канал, расположенный в конусообразном дне. Ротационный атомайзер установлен в камере по центру и окружена выходным каналом верхнего газового дисперсера, благодаря чему газ смешивается с подаваемым распыленным абсорбентом. Центральный газовый дисперсер находится непосредственно под атомайзером, обеспечивая хорошие условия для реакции газа и жидкости.
Размер камеры зависит от количества и свойств дымового газа. Форма также зависит от типа газового дисперсера. Выходной канал для крупных частиц находится на дне конуса абсорбера.
Компания GEA постоянно занимается разработкой и оптимизацией конструкции и размера камеры распылительной абсорбционной сушилки и газового дисперсера. Сейчас у нас имеются абсорбционные камеры, производительность которых составляет 2 000 000 Нм3/ч. И мы все еще проводим работы по разработке распылительных абсорбционных сушилок для еще большей газовой нагрузки.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ
В связи с тем, что значительная часть расходов электростанции связана с контролем выбросов, нужные технологии не только смягчают воздействие на окружающую среду, но и предлагают дополнительные конкурентные преимущества.
Регулирование мощности SDA
Конечный продукт абсорбционной сушки распылением состоит из продуктов реакции, избыточного абсорбента и зольной пыли. Соотношение SO2/HCl входящего газа высокое, что позволяет осуществлять работу при температуре адиабатического насыщения и уменьшить содержание извести в конечном продукте. Система абсорбционной сушки распылением может обеспечить очень высокую степень десульфуризации, значение которой на практике ограничивается только приемлемым содержанием избыточной извести в конечном продукте.
Когда речь заходит о количестве и составе газа, нормальные изменения в режиме работы источника дымовых газов настолько несущественны, что контроль температур и выбросов достигается при помощи простого смешивания потоков подачи абсорбента и повторно используемого шлама (или воды) в верхнем танке. Абсорбент, используемый на электростанциях, в основном, приобретается и хранится в форме CaO с последующим гашением на площадке работ.
(вставить воспроизведение)
Горячие неочищенные дымовые газы поступают в модуль абсорбера через газовый дисперсер для оптимального распределения потока газа, а реакция с абсорбентом ускоряется при помощи распыления, осуществляемого ротационным атомайзером. Эффективная реакция между газом и распыленным раствором абсорбента предполагает быстрый массообмен кислотных составляющих, который происходит при переходе из газообразного в жидкое состояние.
Щелочной абсорбент нейтрализует поглощенную кислоту, и необходимые продукты реакции образуются посредством одновременного испарения воды. Малая доля высушенного конечного продукта осаждается на дно абсорбционной камеры и разгружается оттуда, а основная часть переносится в пылеуловитель вместе с охлажденным дымовым газом и с ним удаляется. Очищенный дымовой газ проходит из пылеуловителя в дымовую трубу без повторного нагревания.
После химической реакции абсорбции кислотных составляющих и конечной сушки порошковый конечный продукт отделяется от газовой фазы и транспортируется на склад конечного продукта либо повторно используется в процессе абсорбционной сушки распылением для более полного использования избыточного абсорбента. Разработка системы абсорбционной сушки распылением как системы с одним циклом использования абсорбента, либо как установки с рециркуляцией, зависит от качества входящего газа и требований к уровню выбросов.
Агломерационные установки и аналогичные сферы применения
Абсорбционная сушка распылением – это идеальное решение для удаления пыли и выбросов кислых газов от агломерационных установок.
Установка SDA Процесс агломерации
Колебания в качестве газа могут происходить относительно быстро, следовательно, необходимо разработать систему управления с необходимым быстродействием. Абсорбент, используемый на агломерационных установках, в основном, приобретается и хранится в форме CaO с последующим гашением на площадке работ. Ротационные атомайзеры, применяемые на агломерационных установках, – F-360, F-800 и F-1000 – оснащены дисками и сердечниками из нержавеющей стали.
(вставить воспроизведение)
Горячие неочищенные дымовые газы поступают в модуль абсорбера через газовый дисперсер для оптимального распределения потока газа, а реакция с абсорбентом ускоряется при помощи распыления, осуществляемого ротационным атомайзером. Эффективная реакция между газом и распыленным раствором абсорбента предполагает быстрый массообмен кислотных составляющих при переходе из газообразного в жидкое состояние.
Щелочной абсорбент нейтрализует поглощенную кислоту, и продукт реакции образуется посредством одновременного испарения воды. Малая доля высушенного конечного продукта осаждается на дно абсорбционной камеры и разгружается оттуда, а основная часть переносится в пылеуловитель вместе с охлажденным дымовым газом и с ним удаляется. Очищенный дымовой газ проходит из пылеуловителя в дымовую трубу без повторного нагревания.
После абсорбции кислотных составляющих, химической реакции и конечной сушки порошковый конечный продукт отделяется от газовой фазы и транспортируется на склад конечного продукта либо повторно используется в процессе абсорбционной сушки распылением для более полного использования избыточного абсорбента. Разработка системы абсорбционной сушки распылением как системы с одним циклом использования абсорбента, либо как установки с рециркуляцией, зависит от качества входящего газа и требований к уровню выбросов.
Использование на заводах для сжигания мусора
Абсорбционная сушка распылением представляет собой способ выполнить строжайшие требования к контролю выбросов, которые распространяются на заводы по сжиганию мусора.
Процесс образования отходов SDA
Высокое содержание HCl в газе способствует более значительному повышению температуры входящего газа, чем на электростанциях. Следовательно, конечный продукт будет характеризоваться другими свойствами. Кроме того, в отходящем газе выше влажность и содержание O2 выше. Параметры сушки абсорбера, высокое содержание хлоридов в конечном продукте, режим с однократным использованием абсорбента и т.д. требуют конструкцию с большим временем удержания в абсорбционной камере. Следовательно, установки работают при более высоких температурах на выходе.
В конструкцию может быть интегрирована система контроля пиков, чтобы система распылительной абсорбционной сушилки смогла справиться с резкими изменениями входных условий. Благодаря этой характеристике сухой абсорбент – порошкообразный Ca(OH)2 – вдувается непосредственно в поток дымового газа. Для эффективного ограничения выбросов, в частности ртути и диоксинов, также может применяться система адсорбента, основанная на впрыске распыленного активированного угля. Абсорбент, используемый на заводах для сжигания мусора – это CaO или Ca(OH)2, в зависимости от локальных поставок и стоимости.
(вставить воспроизведение)
Горячие неочищенные дымовые газы поступают в модуль абсорбера через верхний газовый дисперсер для оптимального распределения потока газа, а реакция с абсорбентом ускоряется при помощи распыления, осуществляемого ротационным атомайзером. Эффективная реакция между газом и распыленным шламом из абсорбента предполагает быстрый массообмен кислотных составляющих при переходе из газообразного в жидкое состояние.
Щелочной абсорбент нейтрализует поглощенную кислоту, и образуются необходимые продукты реакции. Во время этой реакции происходит испарение воды с образованием сухого порошка. Малая доля сухого порошка осаждается на дно абсорбционной камеры и разгружается оттуда, а основная часть переносится в пылеуловитель ниже по технологической линии вместе с охлажденным дымовым газом и удаляется из газа. Очищенный дымовой газ проходит из пылеуловителя в дымовую трубу без повторного нагревания.
После химической реакции, абсорбции кислотных составляющих и конечной сушки порошковый конечный продукт отделяется от газовой фазы и транспортируется на склад конечного продукта либо повторно используется в процессе абсорбционной сушки распылением для более полного использования избыточного абсорбента. Для эффективного удаления диоксинов и ртути из газа распыленный активированный уголь также вдувается в поток газа. Система контроля пиков, основанная на впрыске гашеной извести в поток газа, может быть также интегрирована в конструкцию для быстрого реагирования на значительные колебания качества входящего газа. Большинство распылительных абсорбционных сушилок для заводов для сжигания мусора выполнены с однократным использованием абсорбента.
Process for Power plant and Sinter plant applications
Key Components
The Spray Dryer Absorber – the Rotary Atomizer, the Gas Disperser and the Absorber Chamber – is the heart of the Spray Drying Absorption process.
Spray Drying Absorption - the unique use of the spray drying technology for acid-gas absorption - was originally invented by GEA in the 1970s.
Ever since, it has been subject to continuous further development and optimized to meet changing conditions and requirements. Hence, the process stands as an efficient, versatile and thoroughly tested technology.
Rotary Atomizer wheel
This wheel is the key element in the SDA and atomizes the absorbent liquid into flue gas. The fast-rotating wheel breaks the liquid into an atomized mist of exceptionally small droplets with immense surface areas.
Gas Dispersers
Gas dispersers serve to optimize the distribution of flue gas inside the absorber chamber, facilitating the best contact between the flue gas and the atomized droplets of absorbent feed.
Spray Dryer Absorber chamber
The flue gas enters the SDA chamber, a cylindrical steel construction, via the gas disperser and leaves through an outlet duct at the coned bottom. The Rotary Atomizer installed centrally allows the gas to mix with the feed.
Power plant applications
The Spray Drying Absorption process is a versatile way of cleaning flue gases by the removal of acid gases and particulates generated by fossil-fuel burning, mainly coal. Because of the presence of large volumes of flue gasses, power plant installations frequently have more than one Spray Dryer Absorber module. A compound-gas disperser ensures an optimum gas flow, even at very large volumes. The considerable plant size and gas volumes normally favor recycling of the end product, allowing operation at low outlet temperatures, no more than 10 - 15° C above adiabatic saturation temperature.
The end product from Spray Drying Absorption consists of the reaction products, excess absorbent and fly ash. The SO2/HCl ratio of the inlet gas is high, thus allowing for operation close to the adiabatic saturation temperature and minimizing the content of lime in the end product. A Spray Drying Absorption system can achieve very high desulphurization rates, practically only limited by the accepted content of excess lime in the end product.
Sinter plant applications
Spray Drying Absorption is the ideal solution for removing dust and acid-gas exhaust from sinter plants.
Spray Drying Absorption installations for sinter plants combine features from power- and waste incineration plants.
Flue gas volumes are normally high; and, hence, necessitate the installation of large absorber modules. But, frequently, acid contents will be relatively low, thus allowing for the use of single pass systems.
Variations in gas quality may occur relatively fast, and therefore the control system must be designed to act accordingly. To a large extent, absorbent used for sinter plant applications will be purchased and stored as CaO for subsequent on-site slaking. The Rotary Atomizers applied in sinter plants are generally F-360, F-800 and F-1000, equipped with stainless steel wheels and central parts.
Process for Power plant and Sinter plant applications
Waste to Energy applications
Spray drying Absorption is a means to meet the strict emission regulations applying to waste-incineration plants.
Waste incinerator applications are generally characterized by relatively low gas amounts; and, hence, the absorber is constructed with only a roof gas disperser. The smaller plant size and the composition of acid content typically favor single-pass designs. The Rotary Atomizers employed in waste incinerator plants, SDAs, are normally type F-100, equipped with wheels in Hastelloy.
The high HCl content in the gas gives rise to a considerably higher inlet gas temperature than seen in power plant applications. Consequently, the end products will show different behaviors. Further, the moisture and O2 content of the waste gas is higher. The drying properties of the absorber, high chloride content in the end product, single pass mode, etc., call for a design with higher retention time in the absorber chamber, and therefore the plants are operated at high outlet temperatures.
Process for Waste to Energy applications
Загрузки
Аналитика GEA
The breakthrough that changed spray drying
In 1976, NIRO engineers responded to a competitive challenge by rethinking what spray drying could do. Their idea became the multi-stage dryer MSD. Fifty years later, the same fundamental principle helps turn liquids into the powders used in essential nutrition products and important medicines around the world. Refined through decades of engineering expertise, customer insight and continuous development, MSD is a story of innovation with lasting impact.
Не только оборудование: повышение эффективности работы предприятия
Эффективное оборудование не является автоматической гарантией эффективности всего предприятия. Реальные улучшения часто начинаются с того, что мы перестаем ограничиваться рассмотрением отдельных единиц оборудования и начинаем вникать в то, как технологические процессы, энергетические системы и эксплуатационные решения влияют друг на друга. Этот комплексный подход позволяет выявить возможности, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными.
Как клапан меняет подход к производству продуктов питания и напитков
На предприятиях по производству продуктов питания и напитков клапаны, как правило, приводятся в действие с помощью сжатого воздуха. GEA Hydract® Actuation Technology обеспечивает привод клапанов с помощью воды в замкнутом контуре с цифровым управлением. Результатом стал клапан, который можно точно зафиксировать в нужном положении и регулировать с высокой точностью. Это обеспечивает снижение энергопотребления и повышение уровня контроля.
