Le processus amélioré de déshydratation FGD réduit les déchets solides

En 2007, la station WH Zimmer de Duke Energy a entrepris d'améliorer les performances globales de son processus de déshydratation des gaz de combustion (FGD). L'usine a mis en œuvre diverses mesures, notamment l'amélioration de la séparation eau-solides, l'amélioration de l'efficacité et de la fiabilité du programme de polymères, l'optimisation des coûts de traitement, la réduction des déchets solides envoyés à la décharge, la diminution des besoins en main-d'œuvre et le maintien de conditions sans fosse septique dans les clarificateurs. Les changements ont réussi à réduire considérablement la production de déchets solides et à réaliser des économies annuelles totales de plus d'un demi-million de dollars par an.

La centrale WH Zimmer de Duke Energy (Figure 1) est une centrale électrique au charbon de 1 300 MW située sur la rivière Ohio à Moscou, Ohio. L'unité est entrée en exploitation commerciale en 1991 et consomme environ 3,8 millions de tonnes de charbon par an. L'Agence américaine de protection de l'environnement a exigé que la station Zimmer élimine au moins 91 % du dioxyde de soufre (SO2) des gaz de combustion sans dépasser un taux d'émission de 0,548 livre de SO2 par million de Btu sur la base d'une moyenne mobile de 30 jours.1. Alimenter l’Ohio. En apportant des modifications en 2000 et 2007, la station WH Zimmer à Moscou, Ohio, a considérablement réduit la quantité de sous-produits d'épuration qui doivent être mis en décharge. Avec l'aimable autorisation de : Duke Energy

La station est équipée d'un système de désulfuration des gaz de combustion humides (FGD) amélioré au magnésium (épurateur) pour contrôler les émissions de SO2. En 2000, le processus d'épuration a été modifié pour s'adapter à un système de processus de conversion du gypse afin de fabriquer du gypse synthétique de haute qualité qui est vendu à un fabricant de panneaux muraux. Avant la modification de l'épurateur, les sous-produits de l'épurateur étaient mis en décharge à un rythme moyen de 1,7 million de tonnes par an. La modification de 2000 a réduit le taux de mise en décharge de 77 %.

En 2007, le personnel de la station a entrepris d'améliorer encore les performances et l'efficacité globales du processus de déshydratation FGD. Une équipe composée du personnel de la station, de GE Water & Process Technologies et d'Utter Construction a travaillé en étroite collaboration tout au long de l'année pour identifier les domaines potentiels d'amélioration et créer/modifier les objectifs de performance clés.

À la station Zimmer, la chaux enrichie en magnésium est mélangée à de l'eau dans un broyeur à boulets (concasseur), ce qui entraîne un processus de production de boue exothermique (générant de la chaleur) connu sous le nom d'« extinction ». La « chaux éteinte » ou « boue » est ensuite pompée vers les modules absorbeurs, où elle est utilisée pour neutraliser ou « épurer » les gaz de combustion. Le pH de fonctionnement dans la cuve de réaction de la tour absorbante est maintenu entre 5,7 et 6,8.

Comme indiqué précédemment, en 2000, le procédé FGD de la station Zimmer a été modifié pour inclure un procédé de conversion du gypse. Dans un processus de conversion de gypse, la densité du réservoir de réaction de l'absorbeur est contrôlée entre 15 % et 24 % de densité et la « boue usée » est capturée dans une écope à l'intérieur du module absorbeur. Une pelle et une pompe de purge ont été installées à la station Zimmer pendant le processus de conversion. La pelle capture la boue usée juste sous le plateau d'interface gaz SO2/boue, lorsqu'elle est à un pH compris entre 5,2 et 5,5. Cette boue usée ou « purge » est pompée directement vers le réservoir de comburant.

Également lors de la conversion du gypse, des compresseurs d'air comburant ont été installés sur l'un des deux réservoirs de stockage existants de la station. Les compresseurs d'air comburant sont utilisés pour fournir au système un débit d'air d'environ 300 000 lb/h.

Le flux de purge du laveur entre dans le réservoir d’oxydation par le haut, où commence un processus d’oxydation impliquant une réaction exothermique. La température du matériau du flux de purge est généralement augmentée d'environ 125 F à une plage de 135 F à 170 F, en fonction des conditions de fonctionnement. De l'acide sulfurique (93 %) est ajouté au procédé pour abaisser le pH à des niveaux acceptables (4,5 à 5,2) pour la conversion du sulfite de calcium en sulfate de calcium ou en gypse. La quantité d'acide supplémentaire requise pour la conversion dépend de la quantité d'hydroxyde de calcium, d'hydroxyde de magnésium, de carbonate de calcium et de bisulfate n'ayant pas réagi entrant dans l'oxydant depuis l'épurateur.