Mouillé

Début 2019, Power Engineering a publié un rapport sur une chimie capable d'améliorer considérablement la réactivité du calcaire et l'élimination du dioxyde de soufre (SO2) dans les systèmes de désulfuration des gaz de combustion humides (WFGD). [1] L'article décrivait une application à grande échelle dans une centrale au charbon dans l'est des États-Unis, où la chimie a amélioré l'efficacité du lavage. Cela a permis aux opérateurs de réduire le nombre de pompes de recirculation (recyclage) des boues, ce qui a permis de réaliser des économies sur les coûts d'exploitation et de maintenance.

De plus, avec moins de pompes de recyclage en fonctionnement, la contre-pression sur l'unité a été abaissée, réduisant ainsi la charge du surpresseur et du ventilateur ID. La capacité de réduire la charge électrique parasite améliore le taux de chauffage de la centrale, ce qui pourrait permettre à certaines centrales un meilleur accès au réseau, conformément à la règle Affordable Clean Energy (ACE). [2] Cela pourrait permettre à certaines usines de rester ouvertes, sauvant ainsi des emplois locaux. L'utilisation ultérieure du produit chimique breveté dans d'autres usines a permis d'obtenir des résultats similaires, voire plus.

Cet article présente les données de l'application de cette chimie à City Water, Light & Power (CWLP) à Springfield, dans l'Illinois. Même si la production d’électricité au charbon aux États-Unis a diminué, un groupe central de centrales demeure. Aujourd'hui plus que jamais, les usines restantes doivent trouver des moyens créatifs de réduire leurs coûts d'exploitation tout en améliorant leurs performances.

Un examen rapide

Figure 1. Tour de pulvérisation, diagramme de flux du processus FGD au calcaire humide.

Pour résumer brièvement, les principaux processus mécaniques et chimiques dans les épurateurs de calcaire humide sont les suivants :

Figure 2. Déshydratation des sous-produits de l'épurateur sur un filtre à tambour sous vide. Photo gracieuseté de City Water, Light & Power.

L'efficacité et l'exhaustivité des réactions dépendent de la cinétique et de plusieurs facteurs chimiques et mécaniques importants, notamment :

Dans de nombreuses usines, des avantages significatifs sont possibles si l’absorption du SO2 et la réactivité du calcaire peuvent être améliorées. L'un des avantages est la réduction de la charge des équipements rotatifs (et des coûts d'exploitation et de maintenance correspondants) grâce à la possibilité d'arrêter une ou plusieurs pompes de recyclage pendant le fonctionnement normal. Cette possibilité a été démontrée dans des applications à grande échelle, y compris l'usine de la référence 1.

Un deuxième avantage potentiel concerne la sélection du calcaire. Certaines usines n’ont pas facilement accès à des calcaires de haute pureté. La pierre peut contenir une concentration importante de dolomite (MgCO3∙CaCO3) ou de matériaux inertes qui inhibent la réactivité. Ainsi, des méthodes supplémentaires sont nécessaires pour stimuler les réactions.

Une méthode couramment utilisée depuis des années consiste à ajouter de l'acide dibasique (DBA) aux flux de processus d'épuration, mais, comme indiqué ci-dessous, la nouvelle technologie a considérablement amélioré cette chimie. L'acide dibasique est un nom générique pour un mélange d'acides dicarboxyliques à chaîne relativement courte (deux groupes fonctionnels COOH), qui ajoutent des ions hydrogène (H+) pour aider à la dissociation du calcaire et circulent dans le processus pour continuer à contribuer à la chimie d'absorption du SO2. . Cependant, la disponibilité, le coût et même l’efficacité du DBA en font une chimie loin d’être idéale.

Le produit breveté ChemTreat, FGD1105, présente une bien meilleure capacité tampon, comme indiqué dans les tableaux ci-dessous.

Figures 3a et 3b. Une comparaison des capacités tampons des produits chimiques d’amélioration des épurateurs. Données fournies par ChemTreat.

Le FGD1105 a une capacité tampon nettement supérieure à celle du DBA lorsqu'il est titré avec des acides sulfurique et chlorhydrique, et une capacité beaucoup plus élevée que les autres principales alternatives, les acides formique et lactique. La capacité tampon est une propriété essentielle de ces produits. Le personnel de CWLP a testé les trois additifs présentés dans le tableau 3b et a observé et documenté les propriétés spéciales du FGD1105 et son amélioration supérieure des performances.

Dans les usines dont les exigences en matière d'émissions de SO2 sont plus strictes que celles que la conception originale de l'épurateur peut offrir, les additifs d'amélioration peuvent fournir une augmentation supplémentaire de l'efficacité. Par exemple, chez CWLP, une élimination de 95 % du SO2 est le maximum réalisable dans les conditions de conception originales. Un additif est nécessaire pour obtenir une élimination de 97 à 98 %. S'appuyant sur ce concept, un autre avantage très important dans certaines usines est qu'une réactivité chimique améliorée peut permettre d'utiliser du charbon à plus forte teneur en soufre et moins cher que du charbon à plus faible teneur en soufre dont le coût des matériaux pourrait être le même mais provenant de beaucoup plus loin, augmentant ainsi le transport. frais. La baisse des coûts du carburant augmente considérablement les possibilités d'expédition des usines, améliorant ainsi la viabilité de l'usine et le maintien de l'emploi local sur l'installation.