La frequenza, il tempo e la profondità del peak shaving stanno aumentando. Il deep peak shaving non solo mette alla prova l'affidabilità e l'economia del funzionamento dell'unità, ma influisce anche sul funzionamento stabile delle strutture di protezione ambientale e sulla conformità delle emissioni inquinanti. Per quanto riguarda la tecnologia di trasformazione della flessibilità, sono state condotte molte ricerche su caldaie, turbine a vapore, apparecchiature ausiliarie, sistemi di controllo e denitrificazione dei gas di combustione, ma per la desolforazione dei gas di combustione
Sono disponibili pochissime ricerche su come adattarsi rapidamente al profondo peak shaving (in particolare al rapido aumento del carico) nel sistema FGD. In precedenza, le apparecchiature di desolforazione dei gas di combustione (FGD) nelle centrali elettriche a carbone in Cina utilizzavano principalmente il processo di desolforazione a umido di calcare/gesso, in cui l’assorbente era calcare (composto principalmente da CaCO3). Questo desolforatore era relativamente economico e aveva una discreta capacità di desolforazione, ma a causa della sua bassa solubilità e debole alcalinità, c'era un collo di bottiglia nel migliorare ulteriormente l'efficienza di desolforazione dopo aver raggiunto un certo livello.
L’attuale offerta di carbone sta diventando sempre più limitata e le tipologie di carbone sono complesse e varie. Il carbone ad alto contenuto di zolfo (di seguito denominato “carbone ad alto contenuto di zolfo”) o la miscelazione irregolare del carbone pongono sfide significative alle emissioni di SO2. I metodi convenzionali come l'ottimizzazione del funzionamento delle pompe di circolazione dei liquami, la regolazione della frequenza delle pompe di circolazione, la regolazione del valore del pH dei liquami della torre di assorbimento e l'utilizzo di additivi di desolforazione per una regolazione rapida e profonda hanno prestazioni insufficienti e molti inconvenienti. Durante il rapido e frequente processo di aumento del carico dell'unità, la capacità di progettazione esistente e la velocità di risposta dell'FGD non sono in grado di soddisfare la domanda e la concentrazione delle emissioni di SO2 (in questo articolo, la "concentrazione" di SO2 si riferisce alla concentrazione di massa) spesso supera lo standard , che esercita una forte pressione sulla centrale elettrica e sul personale operativo; Pertanto, è assolutamente necessario sviluppare nuove tecnologie corrispondenti per affrontare questo problema e migliorare l’adattabilità e le capacità di risposta alle emergenze dei sistemi FGD esistenti. Questo articolo prende come esempio un'unità da 600 MW e conduce esperimenti utilizzando un nuovo tipo di assorbente di desolforazione ad alta efficienza (di seguito denominato "nuovo desolforatore") per risolvere il problema delle emissioni eccessive di SO2 durante la riduzione dei picchi profondi e il rapido aumento del carico di l’unità, migliorando al tempo stesso l’adattabilità del sistema FGD al carbone contenente zolfo.
Nuovo desolforatore e suo principio di desolforazione
Il nuovo desolforatore è un assorbente a base di calcio, composto principalmente da Ca (OH) 2 molto fine. Utilizza calcio come substrato e alcuni metalli alcalini e ioni carbonato come additivi. Dopo l'attivazione e la modifica di vari componenti funzionali, raggiunge forti prestazioni alcaline e può assorbire efficacemente SO2. Il processo di preparazione è il seguente: blocchi di calce di elevata purezza accuratamente selezionati e calcinati (composti principalmente da CaO) vengono immessi in un digestore da un alimentatore e vengono aggiunti acqua e un catalizzatore speciale per digerire i blocchi di calce in calce matura Ca (OH ) 2. Quindi, dopo filtrazione e purificazione a più stadi, vengono rimosse le impurità come sostanze inerti insolubili e infine una sospensione di Ca (OH) 2 con una frazione in massa di circa il 25% (contenente una piccola quantità di sostanze solubili alcaline come Si ottiene Na2O e MgO contenuti nella calce originale). La dimensione delle particelle del nuovo desolforatore è di circa 200 nm analizzate utilizzando un analizzatore di dimensioni delle particelle laser Malvern. I principali indicatori di questo prodotto sono: liquido bianco lattiginoso, con una frazione di massa solida pari a (25 ± 1)%; La frazione in massa delle sostanze acide insolubili non deve superare lo 0,3%; Il valore del pH non è inferiore a 13. Rispetto alla normale polvere di calce idrata sul mercato, questo prodotto ha elevata purezza, piccola finezza ed elevata reattività, ma la differenza di costo non è significativa.
L'equazione di reazione totale per l'assorbimento di SO2 da parte del nuovo desolforatore è
Si può vedere che la reazione tra Ca (OH) 2 e SO2 che assorbe il calcare è sostanzialmente la stessa, e anche i sottoprodotti sono gli stessi. Pertanto, l'aggiunta del nuovo desolforatore non avrà effetti negativi sul funzionamento dell'attuale sistema di desolforazione dei fumi umidi a base di calcare/gesso. I vantaggi del nuovo desolforatore sono i seguenti:
a) SO2 è un ossido acido e il nuovo desolforatore Ca (OH) 2 è fortemente alcalino. Pertanto, quando i due si incontrano, si verificherà una reazione di neutralizzazione acido-base forte e irreversibile, con una velocità di reazione e un'attività molto più elevate rispetto alla serie di reazioni di acidi deboli e sali alcalini deboli tra calcare e SO2; Pertanto, la velocità di reazione e l'attività superficiale del nuovo desolforatore sono molto più elevate di quelle del calcare assorbente convenzionale.
b)La dimensione delle particelle del nuovo desolforatore è relativamente concentrata, principalmente intorno ai 200 nm. Rispetto alla polvere di calcare convenzionale (dimensione delle particelle inferiore a 44 μ m), la differenza nella dimensione delle particelle tra i due è più di 200 volte; Pertanto, il nuovo desolforatore ha una superficie specifica più ampia, una maggiore reattività e può reagire completamente e rapidamente con SO2 senza lasciare residui. A causa della piccola superficie del calcare, del sale alcalino debole CaCO3, di circa il 10% di impurità nel calcare e del processo di funzionamento dei mulini a sfere, dal 10% al 20% della polvere di calcare non reagisce e rimane nella torre di assorbimento, causando sedimentazione e anche scalando all'interno della torre.
c)Il nuovo desolforatore è un alcali forte e CaCO3 è un sale alcalino debole. Il primo ha un effetto e una velocità molto più elevati nel migliorare il valore del pH del liquame della torre di assorbimento rispetto al secondo; Pertanto, il nuovo desolforatore può aumentare rapidamente il valore del pH dei liquami della torre di assorbimento e migliorare l'effetto di desolforazione della torre di assorbimento.
d)Il nuovo desolforatore ha un'ampia superficie e una forte attività, quindi impurità come ceneri volanti e calcare che influiscono sulla qualità del liquame, così come gli ioni cloruro, non possono influenzarne la reazione. Ha un buon effetto di governo sui liquami che sono stati deteriorati dalle impurità.
e) La durezza del nuovo desolforatore è molto inferiore a quella del calcare e Ca (OH) 2 è un alcali forte, che riduce l'usura, il blocco e la corrosione acida delle apparecchiature e delle tubazioni nel sistema FGD. Può migliorare la durata delle apparecchiature e delle condutture e ridurre i tassi di manutenzione delle apparecchiature.
