يتزايد تكرار ووقت وعمق الحلاقة القصوى. لا تختبر حلاقة الذروة العميقة موثوقية واقتصادية تشغيل الوحدة فحسب، بل تؤثر أيضًا على التشغيل المستقر لمرافق حماية البيئة والامتثال للانبعاثات الملوثة. بالنسبة لتكنولوجيا تحويل المرونة، تم إجراء الكثير من الأبحاث في الغلايات والتوربينات البخارية والمعدات المساعدة ونظام التحكم ونزع النتروجين من غاز المداخن، ولكن فيما يتعلق بإزالة الكبريت من غاز المداخن
هناك القليل جدًا من الأبحاث حول كيفية التكيف بسرعة مع الحلاقة العميقة للذروة (خاصة الزيادة السريعة في الحمل) في نظام FGD. في السابق، كانت معدات إزالة الكبريت من غاز المداخن (FGD) في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم في الصين تستخدم بشكل أساسي عملية إزالة الكبريت الرطبة من الحجر الجيري/الجبس، حيث كانت المادة الماصة عبارة عن الحجر الجيري (يتكون بشكل أساسي من CaCO3). كان جهاز إزالة الكبريت هذا غير مكلف نسبيًا ولديه قدرة جيدة على إزالة الكبريت، ولكن نظرًا لانخفاض قابلية ذوبانه وقلويته الضعيفة، كان هناك عنق الزجاجة في تحسين كفاءة إزالة الكبريت بعد الوصول إلى مستوى معين.
أصبحت إمدادات الفحم الحالية محدودة بشكل متزايد وأنواع الفحم معقدة ومتنوعة. يشكل الفحم عالي الكبريت (المشار إليه فيما بعد باسم "الفحم عالي الكبريت") أو مزج الفحم غير المتساوي تحديات كبيرة لانبعاثات ثاني أكسيد الكبريت. الطرق التقليدية مثل تحسين تشغيل مضخات تدوير الملاط، وضبط تردد مضخات التدوير، وتنظيم قيمة الرقم الهيدروجيني لملاط برج الامتصاص، واستخدام إضافات إزالة الكبريت من أجل التعديل السريع والعميق، لها أداء غير كافي ولها العديد من العيوب. أثناء عملية زيادة الحمل السريعة والمتكررة للوحدة، لا يمكن أن تلبي سعة التصميم الحالية وسرعة استجابة FGD الطلب، وغالبًا ما يتجاوز تركيز انبعاث ثاني أكسيد الكبريت (في هذه المقالة، يشير "تركيز" ثاني أكسيد الكربون إلى تركيز الكتلة) المعيار مما يشكل ضغطًا كبيرًا على محطة توليد الكهرباء وموظفي التشغيل؛ لذلك، من الضروري جدًا تطوير تقنيات جديدة مقابلة لمعالجة هذه المشكلة وتحسين القدرة على التكيف وقدرات الاستجابة لحالات الطوارئ لأنظمة مجموعة التركيز الحالية. تأخذ هذه المقالة وحدة بقدرة 600 ميجاوات كمثال وتجري تجارب باستخدام نوع جديد من ماص إزالة الكبريت عالي الكفاءة (يشار إليه فيما بعد باسم "جهاز إزالة الكبريت الجديد") لحل مشكلة انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت المفرطة أثناء حلاقة الذروة العميقة والزيادة السريعة في الحمل الوحدة، مع تحسين قدرة نظام FGD على التكيف مع الفحم المحتوي على الكبريت.
مزيل الكبريت الجديد ومبدأ إزالة الكبريت
جهاز إزالة الكبريت الجديد عبارة عن مادة ماصة تعتمد على الكالسيوم، وتتكون بشكل رئيسي من Ca (OH) 2 الناعم جدًا. ويستخدم الكالسيوم كركيزة وبعض المعادن القلوية وأيونات الكربونات كإضافات. بعد تنشيط وتعديل المكونات الوظيفية المختلفة، فإنه يحقق أداء قلوي قوي ويمكنه امتصاص ثاني أكسيد الكبريت بكفاءة. تتم عملية التحضير على النحو التالي: يتم إدخال كتل الجير عالية النقاء والمكلسة والمختارة بعناية (التي تتكون بشكل رئيسي من CaO) إلى الهاضم بواسطة وحدة التغذية، ويتم إضافة الماء ومحفز خاص لهضم كتل الجير إلى الجير الناضج Ca (OH). ) 2. بعد ذلك، بعد الترشيح والتنقية متعددة المراحل، تتم إزالة الشوائب مثل المواد الخاملة غير القابلة للذوبان، وأخيراً معلق Ca (OH) 2 بكسر كتلي يبلغ حوالي 25٪ (يحتوي على كمية صغيرة من المواد القلوية القابلة للذوبان مثل يتم الحصول على Na2O وMgO الموجودين في الجير الأصلي. يبلغ حجم الجسيمات لمزيل الكبريت الجديد حوالي 200 نانومتر ويتم تحليله باستخدام محلل حجم الجسيمات بالليزر Malvern. المؤشرات الرئيسية لهذا المنتج هي: سائل أبيض حليبي، مع نسبة كتلة صلبة تبلغ (25 ± 1)٪؛ يجب ألا يتجاوز الجزء الكتلي من المواد الحمضية غير القابلة للذوبان 0.3%؛ قيمة الرقم الهيدروجيني لا تقل عن 13. بالمقارنة مع مسحوق الجير المطفأ العادي الموجود في السوق، فإن هذا المنتج يتميز بنقاوة عالية، ودقة صغيرة، وتفاعلية عالية، ولكن فرق التكلفة ليس كبيرًا.
معادلة التفاعل الكلية لامتصاص ثاني أكسيد الكبريت بواسطة جهاز إزالة الكبريت الجديد هي
ويمكن ملاحظة أن تفاعل Ca (OH) 2 وامتصاص الحجر الجيري SO2 هو نفسه بشكل أساسي، والمنتجات الثانوية هي نفسها أيضًا. ولذلك، فإن إضافة جهاز إزالة الكبريت الجديد لن يكون له آثار عكسية على تشغيل نظام إزالة الكبريت من غاز المداخن الرطب الموجود في الحجر الجيري/الجبس. مزايا مزيل الكبريت الجديد هي كما يلي:
a) SO2 هو أكسيد حمضي، ومزيل الكبريت الجديد Ca (OH) 2 قلوي بقوة. ولذلك، عندما يلتقي الاثنان، سيحدث تفاعل معادلة حمض-قاعدة قوي وغير قابل للانعكاس، مع معدل تفاعل ونشاط أعلى بكثير من سلسلة تفاعلات الأحماض الضعيفة والملح القلوي الضعيف بين الحجر الجيري وثاني أكسيد الكبريت؛ ولذلك، فإن معدل التفاعل والنشاط السطحي لمزيل الكبريت الجديد أعلى بكثير من معدل التفاعل والنشاط السطحي للحجر الجيري الماص التقليدي.
b)حجم الجسيمات لمزيل الكبريت الجديد يتركز نسبيًا، بشكل أساسي حوالي 200 نانومتر. بالمقارنة مع مسحوق الحجر الجيري التقليدي (حجم الجسيمات أقل من 44 ميكرومتر)، فإن فرق حجم الجسيمات بين الاثنين يزيد عن 200 مرة؛ لذلك، يتمتع جهاز إزالة الكبريت الجديد بمساحة سطح محددة أكبر، وتفاعلية أعلى، ويمكنه التفاعل بشكل كامل وسريع مع ثاني أكسيد الكبريت دون بقايا. بسبب المساحة السطحية الصغيرة للحجر الجيري، وضعف الملح القلوي CaCO3، وحوالي 10% من الشوائب في الحجر الجيري، وعملية تشغيل المطاحن الكروية، فإن 10% إلى 20% من مسحوق الحجر الجيري لن يتفاعل ويبقى في برج الامتصاص، مما يسبب الترسيب و حتى التحجيم داخل البرج.
c)مزيل الكبريت الجديد عبارة عن قلوي قوي وCaCO3 عبارة عن ملح قلوي ضعيف. الأول له تأثير وسرعة أعلى بكثير في تحسين قيمة الرقم الهيدروجيني لملاط برج الامتصاص مقارنة بالأخير؛ لذلك، يمكن لجهاز إزالة الكبريت الجديد أن يزيد بسرعة قيمة الرقم الهيدروجيني لملاط برج الامتصاص ويحسن تأثير إزالة الكبريت لبرج الامتصاص.
d)يتمتع جهاز إزالة الكبريت الجديد بمساحة سطحية كبيرة ونشاط قوي، لذا فإن الشوائب مثل الرماد المتطاير والحجر الجيري التي تؤثر على جودة الملاط، وكذلك أيونات الكلوريد، لا يمكن أن تؤثر على تفاعله. له تأثير حوكمة جيد على الملاط الذي تدهور بسبب الشوائب.
e) صلابة جهاز إزالة الكبريت الجديد أقل بكثير من صلابة الحجر الجيري، كما أن Ca (OH) 2 عبارة عن مادة قلوية قوية، مما يقلل من التآكل والانسداد والتآكل الحمضي للمعدات وخطوط الأنابيب في نظام FGD. يمكنه تحسين عمر خدمة المعدات وخطوط الأنابيب وتقليل معدلات صيانة المعدات.
