Reducerea concentrației de mercur din gazele arse

Acasă Engineering Reducerea concentrației de mercur din gazele arse

Ne ocupăm de studii și de consultanță în domeniul tehnologiei pentru reducerea și îndepărtarea concentrației de mercur din gazele arse, produse prin arderea cărbunelui brun în centrale electrice și în centrale termice. Efectuăm studii pentru surse locale mici și pentru blocuri industriale mari, pentru intervalul de debit al gazelor arse de 10.000 – 3.000 000 m³/h.

Studiul este realizat de către departamentul nostru de engineering, vezi contactul.

În cadrul arderii cărbunelui brun în cazanele de cărbune ale centralelor termice, apar gaze arse care conțin diferite substanțe toxice și, printre altele, elemente de metale grele, foarte dăunătoare pentru mediul înconjurător. Dintre cele mai frecvente metale grele din conținutul gazelor arse amintim Hg (mercur) și Se (seleniu). Mercurul (în cele ce urmează Hg) este eliminat în procesul de ardere sub trei forme. Mercurul poate fi eliminat sub formă gazoasă, adică sub formă elementară (metalică) Hg⁰, o parte a acestui mercur fiind oxidată în gazele arse în prezența halogenilor și a ne-combustiei, în așa zisa formă oxidică (divalentă) Hg²⁺. O cantitate mică de mercur este absorbită la suprafața particulelor solide ale cenușii și apare sub formă de particulele solide legată, adică Hg^p. Acest mercur este eliminat împreună cu cenușa, prin buncărul de golire inferior al cazanului, ca cenușă, apoi urmează captarea acesteia în cadrul etapei ulterioare de filtrare, adică la nivelul separatorului electrostatic instalat sau al filtrului din material textil. Concentrația obișnuită a mercurului în gazele arse produse prin arderea cărbunelui brun se află în intervalul 2 – 80 μg/Nm³, la o cantitate de mercur în combustibil presupusă în intervalul 20 – 900 μg/kg. Cum s-a arătat mai sus, mercurul apare în gazele arse sub diferite forme și captarea acestor forme de mercur presupune proceduri și tehnologii specifice, bazate pe principii mecanice și fizico-chimice. Forma elementară de mercur (Hg⁰) și captarea acesteia din gazele arse este un proces foarte complicat. Forma elementară a mercurului traversează întregul sistem de curățare a gazelor arse, fiind eliminată împreună cu acestea în mediul înconjurător. În practică, se aplică diferite metode de îndepărtare a acestei forme de mercur. Majoritatea metodelor se bazează pe principiul oxidării formei elementare de mercur în forma oxidică divalentă a acestuia (Hg²⁺), formă foarte bine solubilă în apă. Procesul de oxidare a formei elementare de mercur în forma divalentă a acestuia poate avea loc, de ex., în cadrul tehnologiei instalate pentru reducerea concentrației de NOx, așa numita tehnologie SCR, aceasta chiar la suprafața catalizatorului instalat. O altă metodă este dozarea compușilor pe bază de halogeni, aceasta fie direct în combustibilul supus arderii sau ca material aditiv în sorbentul cărbunelui activ. Cărbunele activ este aditivul folosit cel mai des pentru reducerea concentrației de mercur în gazele arse, pe baza principiului de adsorbție. Forma divalentă a mercurului poate fi captată foarte bine datorită solubilității sale, în cadrul tehnologiei de desulfurare umedă instalate sau în cadrul echipamentului cu filtru din material textil, în combinație cu dozarea cărbunelui activ. Instalarea filtrului din material textil joacă, în practică, un rol important în vederea captării mercurului, cu mult mai mare decât instalarea filtrului electrostatic. Cum s-a arătat mai sus, există multe metode de îndepărtare a mercurului din gazele arse, inclusiv combinații ale acestora. Cele mai folosite metode sunt descrise în continuare.

Dozarea cărbunelui activ în gazele arse

În practică, cea mai răspândită metodă de reducere a conținutului de mercur este dozarea cărbunelui activ sub formă de pulbere în gazele arse. Datorită suprafeței sale specifice mari, cărbunele activ are capacitatea de a lega mercurul la suprafața sa, în baza principiului de absorbție. Dozarea cărbunelui în cadrul sistemului este un proces complicat, datorită faptului că este importantă pulverizarea foarte atentă a cărbunelui activ în fluxul gazelor arse. Cel mai frecvent, cărbunele activ este injectat în cadrul sistemului în locul aflat înaintea intrării gazelor arse în încălzitorul de aer, adică un interval de temperatură a gazelor arse de 140 – 180 °C. Cărbunele activ este apoi transportat de fluxul de gaze arse în filtrul din material textil instalat în continuare, loc în care se produce separarea mercurului legat la suprafața cărbunelui activ pe materialul textil al filtrului. Cărbunele separat este condus apoi, împreună cu cenușa separată din buncărele de golire ale filtrului din material textil, în sistemul de depozitare, cu ajutorul sistemului de transport pneumatic instalat – sau face parte din materialul separat, retrimis înapoi la intrarea în filtrul din material textil, în scopul unei folosiri repetate.

Cu ajutorul sistemului cu dozare a cărbunelui activ, în combinație cu filtrul din material textil instalat, se poate separa un procent de 99 % de mercur din gazele arse. La suprafața cărbunelui activ, în afara formei oxidice a mercurului, poate fi captată, într-o anumită măsură, și forma elementară a acestuia. Pentru creșterea eficienței procesului de captare a formei elementare de mercur, în aditivul cărbunelui activ se pot doza compuși pe bază de halogeni (de ex. bromuri), în scopul oxidării în forma divalentă a mercurului, descrise mai sus. Cantitatea de cărbune activ dozată în cadrul procesului trebuie optimizată, în funcție de parametrii de exploatare reali ai cazanului și de întregul sistem. În cazul arderii cărbunelui brun cu conținut ridicat de cenușă, se poate lua în considerare o concentrație ridicată de praf de cenușă în gazele arse. Cenușa rezultată prin arderea cărbunelui are proprietăți asemănătoare cu cărbunele activ injectat, adică o suprafață specifică mare. Aflat într-o cantitate suficientă în gazele arse, cenușa are capacitatea de a lega mercur la suprafața sa. Prin acest procedeu este posibilă economisirea consumului de cărbune activ costisitor.

Modificări ale absorbanților de desulfurare

Această metodă este bazată pe o transformare și o modificare corespunzătoare a separatoarelor de picături pentru absorbanții din tehnologiile de desulfurare umedă existente, instalate în cadrul centralelor electrice pe cărbune.

Engineering