濡れた

2019 年初め、パワー エンジニアリングは、湿式排煙脱硫 (WFGD) システムにおける石灰石の反応性と二酸化硫黄 (SO2) 除去を大幅に強化できる化学に関するレポートを発表しました。 [1] この記事では、米国東部の石炭火力発電所での本格的な応用例について概説しており、そこでは化学薬品によりスクラビング効率が向上しました。 これにより、オペレーターはスラリー再循環 (リサイクル) ポンプの数を減らすことができ、運用コストとメンテナンスコストを節約できます。

さらに、稼働するリサイクルポンプが少なくなったことで、ユニットの背圧が低下し、ブースターと ID ファンの負荷が軽減されました。 寄生電気負荷を削減する機能により、プラントの発熱率が向上し、手頃な価格のクリーン エネルギー (ACE) ルールに従って、一部のプラントでは送電網へのアクセスが向上する可能性があります。 [2] これにより、一部の工場は操業を続けることができ、地元の雇用が救われる可能性があります。 その後、他の工場でもこの特許化学物質が使用され、同様以上の結果が得られました。

この記事では、イリノイ州スプリングフィールドにある都市水・光・電力 (CWLP) でのこの化学の応用から得られたデータの概要を説明します。 米国の石炭火力発電の生産は減少しているが、中核となる発電所群は残っている。 現在、残りのプラントは、プラントのパフォーマンスを向上させながら運転コストを削減する創造的な方法を見つけることがこれまで以上に求められています。

簡単なレビュー

図 1. スプレー塔、湿式石灰石 FGD プロセスのフロー図。

簡単に復習すると、湿式石灰岩スクラバーにおける主な機械的および化学的プロセスは次のとおりです。

図 2. 真空ドラムフィルター上でのスクラバー副生成物の脱水。 写真提供：City Water, Light & Power

反応の効率と完全性は、速度論といくつかの重要な化学的および機械的要因に依存します。最も注目すべきは次のとおりです。

多くのプラントでは、SO2 吸収と石灰石の反応性を高めることができれば、大きな利益が得られる可能性があります。 利点の 1 つは、通常動作中に 1 つ以上のリサイクル ポンプを停止できるため、回転装置の負荷 (およびそれに伴う運用コストとメンテナンス コスト) が軽減されることです。 この可能性は、参考文献 1 のプラントを含む本格的なアプリケーションで実証されています。

2 番目の潜在的な利点は、石灰石の選択に関するものです。 工場によっては、高純度の石灰石をすぐに入手できない場合があります。 石には、相当濃度のドロマイト (MgCO3 – CaCO3) または反応性を阻害する不活性物質が含まれている可能性があります。 したがって、反応を促進するには補足的な方法が必要です。

長年使用されてきた一般的な方法は、スクラバーのプロセス流に二塩基酸 (DBA) を添加することですが、以下に概説するように、新技術によりこの化学的性質が大幅に改善されました。 二塩基酸は、比較的短鎖のジカルボン酸 (2 つの COOH 官能基) のブレンドの総称であり、水素イオン (H+) を追加して石灰石の解離を助け、プロセス全体を循環して SO2 吸収化学を支援し続けます。 。 ただし、DBA の可用性、コスト、さらには効率を考慮すると、DBA は理想的とは言えません。

特許取得済みの ChemTreat 製品である FGD1105 は、以下のグラフに示すように、はるかに優れた緩衝能力を示します。

図 3a と 3b。 スクラバー強化化学薬品の緩衝能力の比較。 データは ChemTreat によって提供されました。

FGD1105 は、硫酸と塩酸の両方で滴定した場合、DBA よりも大幅に高い緩衝能力を持ち、他の主要な代替品であるギ酸や乳酸よりもはるかに高い緩衝能力を持っています。 バッファ容量はこれらの製品の重要な特性です。 CWLP 担当者は、表 3b に示す 3 つの添加剤すべてをテストし、FGD1105 の特殊な特性とその優れた性能向上を観察し文書化しました。

元のスクラバー設計で実現できるよりも厳しい SO2 排出要件があるプラントでは、強化添加剤によってさらに効率が向上する可能性があります。 たとえば、CWLP では、元の設計条件下で達成可能な最大値は 95% の SO2 除去です。 97 ～ 98% の除去を得るには添加剤が必要です。 この概念に基づいて、一部の工場でのもう 1 つの非常に重要な利点は、化学反応性の向上により、原料コストは同じでもはるかに遠くから来る低硫黄石炭よりも高硫黄で安価な石炭の使用が可能になり、輸送が増加することです。費用がかかります。 燃料コストの削減により、プラントが派遣される機会が劇的に増加し、それによってプラントの実行可能性が向上し、施設での地元の雇用が継続します。