ความถี่ เวลา และความลึกของการโกนสูงสุดกำลังเพิ่มขึ้น การโกนแบบล้ำลึกไม่เพียงแต่ทดสอบความน่าเชื่อถือและความประหยัดของการทำงานของเครื่องเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อการทำงานที่มั่นคงของสิ่งอำนวยความสะดวกการปกป้องสิ่งแวดล้อมและการปฏิบัติตามข้อกำหนดของการปล่อยมลพิษอีกด้วย สำหรับเทคโนโลยีการเปลี่ยนแปลงความยืดหยุ่น มีการวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับหม้อไอน้ำ กังหันไอน้ำ อุปกรณ์เสริม ระบบควบคุม และการแยกไนตริฟิเคชั่นของก๊าซไอเสีย แต่สำหรับการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ของก๊าซไอเสีย
มีงานวิจัยน้อยมากเกี่ยวกับวิธีการปรับให้เข้ากับการโกนสูงสุดอย่างรวดเร็ว (โดยเฉพาะการเพิ่มภาระอย่างรวดเร็ว) ในระบบ FGD ก่อนหน้านี้ อุปกรณ์กำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (FGD) ในโรงไฟฟ้าถ่านหินในประเทศจีนส่วนใหญ่ใช้กระบวนการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์แบบเปียกด้วยหินปูน/ยิปซั่ม โดยที่ตัวดูดซับคือหินปูน (ส่วนใหญ่ประกอบด้วย CaCO3) เครื่องกำจัดกำมะถันนี้มีราคาไม่แพงนักและมีความสามารถในการกำจัดกำมะถันที่ดี แต่เนื่องจากความสามารถในการละลายต่ำและมีความเป็นด่างต่ำ จึงเกิดปัญหาคอขวดในการปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัดกำมะถันเพิ่มเติมหลังจากถึงระดับหนึ่ง
อุปทานถ่านหินในปัจจุบันเริ่มเข้มงวดมากขึ้น และประเภทของถ่านหินมีความซับซ้อนและหลากหลาย ถ่านหินที่มีกำมะถันสูง (ต่อไปนี้จะเรียกว่า "ถ่านหินที่มีกำมะถันสูง") หรือการผสมถ่านหินที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดความท้าทายอย่างมากต่อการปล่อย SO2 วิธีการทั่วไป เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของปั๊มหมุนเวียนสารละลาย การปรับความถี่ของปั๊มหมุนเวียน การควบคุมค่า pH ของสารละลายหอดูดซับ และการใช้สารเติมแต่งการกำจัดกำมะถันเพื่อการปรับอย่างรวดเร็วและลึก มีประสิทธิภาพไม่เพียงพอและมีข้อเสียหลายประการ ในระหว่างกระบวนการเพิ่มภาระอย่างรวดเร็วและบ่อยครั้งของหน่วย ความสามารถในการออกแบบที่มีอยู่และความเร็วการตอบสนองของ FGD ไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ และความเข้มข้นของการปล่อย SO2 (ในบทความนี้ "ความเข้มข้น" ของ SO2 หมายถึงความเข้มข้นของมวล) มักจะเกินมาตรฐาน ซึ่งสร้างแรงกดดันอย่างมากต่อโรงไฟฟ้าและบุคลากรปฏิบัติการ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่เกี่ยวข้องเพื่อแก้ไขปัญหานี้ และปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวและการตอบสนองฉุกเฉินของระบบ FGD ที่มีอยู่ บทความนี้ใช้หน่วย 600MW เป็นตัวอย่างและดำเนินการทดลองโดยใช้ตัวดูดซับกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชันประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่ (ต่อไปนี้จะเรียกว่า "ตัวกำจัดซัลเฟอร์ไรเซอร์ใหม่") เพื่อแก้ปัญหาการปล่อย SO2 ที่มากเกินไปในระหว่างการโกนจุดสูงสุดและปริมาณที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของ ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวของระบบ FGD กับถ่านหินที่มีกำมะถัน
เครื่องกำจัดกำมะถันแบบใหม่และหลักการกำจัดกำมะถัน
เครื่องกำจัดซัลเฟอร์ไรเซอร์แบบใหม่เป็นสารดูดซับที่มีแคลเซียมเป็นหลัก ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย Ca (OH) 2 ที่ละเอียดมาก โดยจะใช้แคลเซียมเป็นสารตั้งต้น และใช้โลหะอัลคาไลน์และไอออนคาร์บอเนตบางชนิดเป็นสารเติมแต่ง หลังจากการเปิดใช้งานและการปรับเปลี่ยนส่วนประกอบการทำงานต่างๆ จะทำให้เกิดประสิทธิภาพเป็นด่างที่แข็งแกร่งและสามารถดูดซับ SO2 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขั้นตอนการเตรียมมีดังต่อไปนี้: บล็อคปูนขาวที่มีความบริสุทธิ์สูงที่ผ่านการคัดสรรและเผาอย่างระมัดระวัง (ประกอบด้วย CaO เป็นหลัก) จะถูกป้อนเข้าเครื่องย่อยด้วยเครื่องป้อน และเติมน้ำและตัวเร่งปฏิกิริยาพิเศษเพื่อย่อยก้อนปูนขาวให้เป็นปูนขาว Ca (OH) ) 2. จากนั้น หลังจากการกรองและการทำให้บริสุทธิ์แบบหลายขั้นตอน สิ่งเจือปน เช่น สารที่ไม่ละลายน้ำเฉื่อยจะถูกกำจัดออก และในที่สุด สารแขวนลอย Ca (OH) 2 ที่มีเศษส่วนมวลประมาณ 25% (ประกอบด้วยสารที่ละลายได้ที่เป็นด่างจำนวนเล็กน้อย เช่น จะได้ Na2O และ MgO ที่มีอยู่ในมะนาวดั้งเดิม) ขนาดอนุภาคของเครื่องกำจัดซัลเฟอร์ไรเซอร์ใหม่คือประมาณ 200 นาโนเมตร เมื่อวิเคราะห์โดยใช้เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคด้วยเลเซอร์ Malvern ตัวชี้วัดหลักของผลิตภัณฑ์นี้คือ: ของเหลวสีขาวขุ่นซึ่งมีเศษส่วนมวลของแข็ง (25 ± 1)%; เศษส่วนมวลของสารที่ไม่ละลายน้ำที่เป็นกรดจะต้องไม่เกิน 0.3% ค่า pH ไม่น้อยกว่า 13 เมื่อเปรียบเทียบกับผงมะนาวไฮเดรตทั่วไปในท้องตลาด ผลิตภัณฑ์นี้มีความบริสุทธิ์สูง ความละเอียดเล็กน้อย และมีปฏิกิริยาสูง แต่ความแตกต่างของต้นทุนไม่สำคัญ
สมการปฏิกิริยาทั้งหมดสำหรับการดูดซับ SO2 โดยเครื่องกำจัดซัลเฟอร์ไรเซอร์แบบใหม่คือ
จะเห็นได้ว่าปฏิกิริยาของ Ca (OH) 2 และหินปูนที่ดูดซับ SO2 โดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกันและผลพลอยได้ก็เหมือนกันเช่นกัน ดังนั้น การเพิ่มเครื่องกำจัดซัลเฟอร์ไรเซอร์ใหม่จะไม่ส่งผลเสียต่อการทำงานของระบบกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์แบบเปียกของหินปูน/ยิปซั่มที่มีอยู่ ข้อดีของ desulfurizer ใหม่มีดังนี้:
a) SO2 เป็นออกไซด์ที่เป็นกรด และตัวกำจัดซัลเฟอร์ไรเซอร์ Ca (OH) 2 ใหม่มีความเป็นด่างสูง ดังนั้นเมื่อทั้งสองมาพบกันจะเกิดปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางของกรด-เบสที่รุนแรงและไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้ โดยมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาและกิจกรรมที่สูงกว่าชุดของปฏิกิริยากรดอ่อนและเกลืออัลคาไลอ่อนระหว่างหินปูนและ SO2 มาก ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาและกิจกรรมพื้นผิวของ Desulfurizer ใหม่จึงสูงกว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาของหินปูนแบบดูดซับทั่วไปมาก
b)ขนาดอนุภาคของ Desulfurizer ใหม่มีความเข้มข้นค่อนข้างมาก โดยส่วนใหญ่จะอยู่ที่ประมาณ 200 นาโนเมตร เมื่อเปรียบเทียบกับผงหินปูนทั่วไป (ขนาดอนุภาคน้อยกว่า 44 μ m) ความแตกต่างของขนาดอนุภาคระหว่างทั้งสองนั้นมากกว่า 200 เท่า ดังนั้น เครื่องกำจัดซัลเฟอร์ไรเซอร์แบบใหม่จึงมีพื้นที่ผิวจำเพาะที่มากขึ้น มีปฏิกิริยาสูงขึ้น และสามารถทำปฏิกิริยากับ SO2 ได้อย่างเต็มที่และรวดเร็วโดยไม่มีสารตกค้าง เนื่องจากพื้นที่ผิวหินปูนมีขนาดเล็ก เกลืออัลคาไล CaCO3 ที่อ่อนแอ สิ่งเจือปนในหินปูนประมาณ 10% และกระบวนการดำเนินงานของโรงงานลูกชิ้น ผงหินปูน 10% ถึง 20% จะไม่ทำปฏิกิริยาและยังคงอยู่ในหอดูดซับ ทำให้เกิดการตกตะกอนและ แม้แต่การปรับขนาดภายในหอคอย
c)เครื่องกำจัดกำมะถันชนิดใหม่นั้นมีฤทธิ์เป็นด่างแก่ ส่วน CaCO3 เป็นเกลือที่เป็นด่างอ่อน แบบแรกมีผลและความเร็วที่สูงกว่ามากในการปรับปรุงค่า pH ของสารละลายหอดูดซับมากกว่าแบบหลัง ดังนั้นเครื่องกำจัดกำมะถันใหม่จึงสามารถเพิ่มค่า pH ของสารละลายหอดูดซับได้อย่างรวดเร็ว และปรับปรุงผลการกำจัดกำมะถันของหอดูดซับ
d)เครื่องกำจัดซัลเฟอร์ไรเซอร์แบบใหม่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่และมีฤทธิ์รุนแรง ดังนั้นสิ่งเจือปน เช่น เถ้าลอยและหินปูนที่ส่งผลต่อคุณภาพของสารละลาย รวมถึงคลอไรด์ไอออน จึงไม่ส่งผลต่อปฏิกิริยาของมัน มีผลธรรมาภิบาลที่ดีต่อสารละลายที่เสื่อมสภาพจากสิ่งสกปรก
e) ความแข็งของ Desulfurizer ใหม่นั้นต่ำกว่าหินปูนมาก และ Ca (OH) 2 ก็เป็นด่างเข้มข้น ซึ่งช่วยลดการสึกหรอ การอุดตัน และการกัดกร่อนของกรดของอุปกรณ์และท่อในระบบ FGD สามารถปรับปรุงอายุการใช้งานของอุปกรณ์และท่อและลดอัตราการบำรุงรักษาอุปกรณ์
