desulfurearea carbunelui

7/28/2019 desulfurearea carbunelui

1/7

Universitatea Constantin Brancoveanu

DEZVOLTARE DURABILA SI

PROTECTIA MEDIULUI

Master : Management in Administratie si Servicii Pubice

An : I

Student: Pardut Alexandru Stefan


2/7

Metode de desulfurarea carbunelui pentru reducerea

impactului asupra atmosferei

Dezvoltarea durabil este un concept relativ nou aplicat creteriieconomice, cu scopul de a lua n considerare, n principal, aspectele deordin ecologic la nivelul Planetei.

Arderea combustibililor fosili conduce la evacuarea n atmosfera aunor volume importante de oxizi gazosi de sulf. n urma precipitatiilorchimice si a transformarilor pe care le sufera n atmosfera, acesti oxizidevin sursa precipitatiilor acide, forma sub care si exercita la nivelul

solului actiunea distrugatoare asupra vegetatiei. n acelasi timp, nconditiile specifice (temperatura si presiune ridicata, prezenta umiditatii,alaturi de particule de cenusa) ce caracterizeaza circulatia gazelor arsedinspre instalatia de ardere spre cosul de evacuare n atmosfera, oxiziigazosi exercita o puternica actiune coroziva asupra instalatiilor cecompun circuitul gazelor arse. Bioxidul de sulf da nastere aciduluisulfuros care, prin oxidare sub actiunea radiatiei solare, se transforma nacid sulfuric. Actiunea poluatoare a H2SO4 se exercita sub forma ploiloracide, principalul factor generator al mortii padurilor n tarileindustrializate din Europa de vest si centrala.

Directivele Europene impun norme stricte cu privire la reducereaunuia dintre cei mai importani ageni poluani, dioxidul de sulf,

principala substan care genereaz ploile acide.Combustibilii fosili precum crbunele sau petrolul, conin cantitisemnificative de sulf. La ardere, aproximativ 95% din cantitatea de sulfse transform n dioxid de sulf care la rndul su reacioneaz cu

particulele de ap din atmosfer, formnd n condiii normale detemperatur i presiune cunoscutele ploi acide.

Dc fr aplicarea unei metode de desulfurare, emisiile de dioxid de sulfpot depi ntr-o central pe crbune 8000 mg/n.m.c, ultimele norme aleUniunii Europene impun sub sanciunea nchiderii centralei o cantitate de

pn la 200 mg/n.m.c.Arderea combustibililor fosili reprezinta principala sursa de dioxid de

sulf (SO2). Se deosebesc trei cai principale de reducere a emisiei de SO2,respectiv: desulfurarea combustibililor, alegerea corespunzatoare acombustibilului, desulfurarea gazelor de ardere.


3/7

n carbune, sulful este prezent sub 3 forme: sulf organic, radical sulfatsia pirita.

Sulful organic, care face parte integranta din diagrama Fe-carbon sicare nu poate fi extras prin segregare fizica directa, reprezinta 3070 %

din totalul de sulf. n general, raportul sulf organic/sulf total este mairidicat la combustibilul cu continut scazut de sulf si scade cu crestereacontinutului de sulf. Continutul de sulf din radical sulfat este, n general,inferior, 0.05 [ % ]. Pirita ,n carbune, se afla sub forma de particulediscrete si chiar microscopice. Este un mineral greu, cu o densitate deaproximativ 5.0, n timp ce carbunele are o densitate maxima de numai1,8 [kg/dm3].

Continutul n pirita al carbunelui poate fi usor redus prin reducerea

granulatiei, urmata de o separare gravitationala. n general, cantitatea depirita retinuta creste pe masura ce carbunele este macinat n particule ctmai fine si densitatea la care se produce separarea scade. Particulele decarbune cu continut redus de pirita si particulele de cenusa vor cadea cu

particulele minerale pure. De aici rezulta un produs mai curat, nsa cupierderi mai ridicate de energie sau de caldura. Cnd aceste particule suntfoarte fine, metoda de segregare gravimetrica devine mai putin rentabila.n cazul utilizarii carbunelui, desulfurarea combustibilului este relativdificila. n focarele de mare capacitate, cu accent asupra acelora dincentralele termoelectrice, utilizarea unor combustibili cu continut scazutde sulf, dar mai scumpi, nu reprezinta o solutie viabila ntotdeauna. Dinacest motiv, pentru reducerea emisiei de SO2 se realizeaza o desulfurare agazelor de ardere.

Reziduurile solide din epurarea carbunelui pot fi grosiere sau fine sisunt compuse din deseuri de carbune, ardezie, sisturi de carbune , de

pirita si argila. O metoda de a scapa de aceste deseuri ale carbunelui brutconsta n depozitarea n strat pe un teren netezit, compactarea, acoperireacu pamnt si apoi replantarea cu vegetatie. Aceste metode sunt menite sa

mpiedice aprinderea spontana si infiltrarea apei. Reziduurile fine sunt, deobicei, deversate n bazine de decantare sub forma de noroi saudeshidratate si adaugate la gramada de reziduuri grosiere.

O posibilitate de a reduce emisia de SO2 este alegerea unui anumitcombustibil (n faza de proiectare) sau schimbarea celui utilizat n modcurent n exploatare (alegerea combustibilului). De exemplu, n ultimiiani utilizarea gazului natural a crescut considerabil n instalatiile de micasi medie capacitate. Cum continutul de sulf din gazul natural este practic

neglijabil, emisia de SO2 a fost redusa pe aceasta cale.


4/7

Reducerea bioxidului de sulf prin injectie de calcar n focar poate fi unprocedeu bun de desulfurare.

Pudra de calcar este injectata n focar, unde este calcinata la CaO, care

reactioneaza cu SO2, rezultnd CaSO4.Produsul desulfurarii si aditivul care nu a reactionat sunt colectate nprecipitator, mpreuna cu aerul de combustie. Metoda a avut cele maibune rezultate deoarece calcarul este injectat la o temperatura favorabilasi acolo se afla o presiune suficienta, datorata aerului de la parteasuperioara a arzatorului, pentru a distribui bine aditivul. Functie desarcina cazanului, eficienta reducerii atinge valori de 5070 %.

Avantajele injectiei de calcar sunt: proces simplu, realizare rapida,costul investitiei scazut, consum mic de energie, disponibilitatea

instalatiei ridicata.Dezavantajele metodei sunt: grad de desulfurare limitat, tendinta dezgurificare n focar, manipulare dificila a cenusei.

Normele foarte severe de emisie, care coboara valoarea de la 23.5g/m3, la numai 0.4 g/m3, cum este exemplul pentru Japonia, SUA,Germania, impun neaparat folosirea unor instalatii chimice la toatecazurile de ardere a carbunelui.

n ultimele doua decenii au fost dezvoltate mai multe Procedee dedesulfurare, dintre care cele mai importante sunt:

Procedeul Umed, n care se introduce ca agent activ o solutie dehidroxid de calciu si carbonat de sodiu, obtinnd ca deseu namolurinerecuperabile sau cel mult cu posibilitate de extractie de gips. Procedeul Semiuscat, n care se introduce ca agent activ o solutieconcentrata de amoniac sau hidroxid de calciu, n filtru avnd locevaporarea completa a apei. Produsele sulfatice sunt recuperate n stareuscata, permitnd reintroducerea lor n circuitul economic.

Procedeul Catalitic, cu producere de sulf, aplicat la o temperaturaridicata a gazelor de ardere.

Cea mai larga implementare industriala o are procedeul umed daracestea se aplica in special la desulfurarea gazelor naturale.

O metoda de desulfurare uscata a gazelor de ardere, bazata peadsorbtie fizica, utilizeaza aditivi solizi. Pe acest principiu se bazeazandepartarea combinata a oxizilor de sulf si de azot cu cocs activ. O alta

posibilitate, n special pentru instalatii mici si mijlocii (ntre50100

MW), este absorbtia chimica a SO2 de catre aditivi uscati, activi din punct


5/7

de vedere chimic. Adaugarea de aditivi uscati pulverizati, pe baza decalciu sau magneziu, pentru reducerea emisiilor de componente acide alegazelor (SO2, dar si HCI si HF), este cunoscuta de mult timp si reprezinta,de ctva timp, un procedeu obisnuit aplicat n numeroase focare.

Aditivii pot fi injectati n diferite puncte ale arderii, sau n diferitepuncte ale traseului gazelor de ardere. n cazul arderii carbunelui brun sila arderea n strat fluidizat s-au obtinut rezultate bune prin dozareaaditivului n combustibil.

Reducerea coninutului de sulf al crbunelui, pn la limita ce arpermite respectarea normelor de emisie privind coninutul de SOx n fum,ar conduce la creterea preului combustibilului n aa msur, nctcrbunele epurat nu ar mai putea fi utilizat economic n scopuri

energeticePractica industrial a dovedit c, n condiiile respectrii emisiilor

limit de SOx impuse de legislaiile n vigoare, este mai economic s sefoloseasc pcur cu un coninut de sulf mai redus, deoarece instalaiile

pentru desulfurarea gazelor de ardere necesit investiii i costuri deexploatare ridicate.

Pentru ca reacia de calcinare i absorbie a dioxidului de sulf s fiesuficient de rapid, se impune ca temperatura n focar s fie de 8501080 C, Aceasta condiie poate fi ndeplinit, dac se folosetetehnologia de ardere a crbunilor n strat fluidizat.

Un strat fluidizat este un sistem n care un gaz, repartizat cu ajutorulunei grile de distribuie (grtar sau duze de insuflare), este expulzat, de

jos n sus, printr-un strat de particule solide, astfel nct particuleleplutesc n curentul de gaz i se afl ntr-o agitaie permanent.

n principiu, procedeul const n arderea particulelor de crbune nsuspensie ntr-un curent oxidant, deosebindu-se dou situaii limit,

determinate de valoarea vitezei de insuflare a aerului: arderea n stratfluidizat staionar si arderea n strat fluidizat circulant.

Procedeul de reinere parial a oxizilor de sulf prin introducereaprafului de calcar n focar se caracterizeaz prin urmtoarele aspecte: Instalaie relativ simpl, materie prim ieftin, cheltuieli de investiie iexploatare mult mai mici dect n cazul altor procedee de desulfurare agazelor de lidere. Gradul de desulfurare obinut n cazul arderii crbunelui n strat

fluidizat mai ales circulant) este ridicat i asigur concentraii de SOx n


6/7

gazele de ardere inferioare concentraiei limit, impuse de normeleprivind protecia mediului nconjurtor prin emisii. Aplicarea acestui procedeu la arderea crbunelui n stare pulverizatconduce la un grad de desulfurare modest, care necesit, de regul,

aplicarea unor msuri secundare pentru desulfurarea corespunztoare agazelor de ardere. Din cauza temperaturilor nalte se produce sinterizareaparticulelor de oxid de calciu sau chiar descompunerea sulfatului decalciu. Se mrete cantitatea de cenu care trebuie evacuat din instalaia deardere. n acelai timp se nrutesc i condiiile de reinere a prafului decenu n electrofiltre, ca urmare a creterii fineei particulelor, dar maiales ca urmare a mririi rezistivitii lor electrice, datorit coninutuluisporit de sulf reinut de cenu.

Utiliznd noua tehnologie a Instalaiilor de evacuare si lam dens,sunt nlturate toate problemele de mediu aferente depozitelor de zgur icenu. Mai mult:Se reduce drastic cantitatea de ap utilizat pentru transportul zgurii i

cenuiiDensitatea volumetric este ridicat deci se obine o capacitate mrit denmagazinareSuprafaa depozitului este ntrit i insensibil la aciunea de spulberarea vntului prin creterea gradului de coeziune a particulelor de zgur icenuElementele chimice nocive sunt reinute i fixate n roca inert de cenu Este redus riscul apariiei unor infiltraii de ap uzat n pnza freatic,

prin faptul c n condiii normale de exploatare nu va exista ap n excesn depozit, ntreaga cantitate utilizat la prepararea amesteculuiap/zgur-cenu fiind consumat n reacii chimice de fixare sau se vaevapora;

Practic, tehnologia de evacuare n lam dens reprezint o tehnologie de

inertizare, de transformare a unor deeuri nepericuloase cum sunt zgura icenua, ntr-un deeu inert, de tipul materialelor de construcii cum esteroca de cenu.

Esena tehnologiei lamului dens const n amestecarea continu areziduurilor arderii, respectiv a cenuii uscate de la electrofiltru, a zguriiumezite de la Kratzer i eventual a subproduselor de la desulfurare cu apuzat, prin circulaie hidraulic intens, n raport solid/lichid 1, ce areca efect activarea substanelor chimice de tip cimentoid aflate n cenui i

crearea unui lam dens omogen, care este pompat la depozit unde n timp


7/7

se ntrete, rezultnd a roc de cenu n toat masa depozitului.Amestecarea hidraulic intensiv a resturilor de ardere cu o cantitate deap mai mic dect masa lor duce la dizolvarea CaO i MgO, soluiacreat activnd parial suprafaa particulelor de cenu.

Cu toate ca utilizarea carbunelui nu mai este la nivelul secoului trecut,normele privind protectia mediului inconjurator cu privire la folosireaacestei surse de energie, si in special desulfurarea acestuia duce la onerentabilitate a carbunelui comparativ cu actualele tehnologii de

prelucrare a acestuia pe piata mondiala.

desulfurearea carbunelui

Documents