Išči
Slo | Eng | Blok 6 | Unit 6
Domov Skupina HSE Domov Skupina HSE

Mokri kalcitni postopek za razžveplanje dimnih plinov

V svetu je že več kot trideset let poznana tehnologija za izločanje žveplovih oksidov iz dimnih plinov. Za velike termoenergetske objekte se je najbolj uveljavil mokri kalcitni postopek. Velika prednost tega postopka je visoka učinkovitost in poceni absorpcijsko sredstvo, to je mleti apnenec (CaCO3). Produkt razžveplanja dimnih plinov je sadra (CaSO4x2H2O), ki ni škodljiva za okolje, primerno obdelana pa se lahko uporablja tudi v gradbeništvu.

Glavni fizikalno – kemijski postopki mokrega kalcitnega postopka so:

  1. prehod žveplovega dioksida in ostalih kislih komponent (HCl, HF, SO3) iz plina v suspenzijo – absorpcija,
  2. raztapljanje apnenca,
  3. nevtralizacija kislih komponent,
  4. oksidacija sulfita v sulfat,
  5. kristalizacija sadre.

Z mokrim kalcitnim postopkom se izločajo iz dimnih plinov tudi vse ostale kisle komponente (HCl, HF).

ABSORPCIJA SO2

Prehod žveplovega dioksida iz plina v vodno suspenzija imenujemo absorpcija. Po prehodu plina v suspenzijo poteka proces hidratacije in disociacije nastale kisline.

SO2 pl àSO2 tek

SO2 tek + H2O à H2SO3

Disociacija kisline:

H2SO3 à H+ + HSO3-

H2SO3 à 2H+ + SO32-

RAZTAPLJANJE APNENCA

Apnenec se raztaplja v vodni suspenziji in pri tem nastaja ogljikov dioksid.

CaCO3 (trd) à CaCO3 (tek)

CaCO3 + H+ àCa2++ HCO3-

HCO3-+ H+ àH2O + CO2

Nastali CO2 se hitro izloči in se zmeša z dimnimi plini. Količina sproščenega CO2 je zanemarljiva v primerjavi z vsebnostjo CO2 v dimnih plinih.

NEVTRALIZACIJA KISLIH KOMPONENT

Kalcijevi ioni v pralniku nevtralizirajo nastale kisline. V procesu nevtralizacije potekajo naslednje reakcije:

Ca2+ + 2HSO3- à Ca(HSO3)2

Ca(HCO3)2 + 2H+ + SO32- à CaSO3 x ½ H20 + 3/2H2O + 2CO2

Vrednost pH v recirkulacijski posodi je regulirana z doziranjem apnenca in znaša 5.4 – 5.9.

OKSIDACIJA

Oksidacijski zrak se v recirkulacijsko posodo razpršuje preko cevovodov v območju mešal recirkulacijske posode in je potreben za oksidacijo sulfita v sulfat:

2 HSO3-+ O2 à 2 SO42- + 2H+

Mešala so posebne konstrukcije, ki omogočajo intenzivno razprševanje oksidacijskega zraka v suspenzijo.

KRISTALIZACIJA

Nastali ioni sulfata skupaj s kalcijevimi ioni dosežejo mejo nasičenja raztopine sadre, posledica tega pa je, da se pričnejo usedati po kristalizaciji sadre:

Ca2+ + SO42-+ 2 H2O    CaSO4 x 2 H2O

Kristalizacija poteka v glavnem v recirkulacijski posodi.

MASNA BILANCA

Kot izhodišče za izračun masne bilance odstranjevanja kislih komponent iz dimnih plinov se uporabi skupna kemijska enačba, ki ponazarja celoten proces mokrega kalcitnega postopka.

                SO2 + CaCO3 + ½ H20 à CaSO4∙2H2O + CO2

                SO3 + CaCO3+ 2H2O à CaSO4∙2H2O + CO2

                2HCl + CaCO3 à CaCl2 + H2O + CO2

                2HF + CaCO3 à CaF2 + H2O + CO2

Na osnovi vstopnih količin kislih komponent v RDP6 se izračuna potrebna količina apnenca in oksidacijskega zraka ob upoštevanju nečistoč, stopnje čiščenja in vseh ostalih dejavnikov, ki vplivajo na proces.

Množinsko razmerje med kislimi komponentami in apnencem:

Zahtevana količina apnenca je določena na sledeči način:

Količina potrebnega kisika za oksidacijo kalcijevega sulfita v kalcijev sulfat je določena na osnovi kemijske enačbe med žveplovim dioksidom in apnencem:

pri čemer je:

n…množina snovi (mol)

m…masa snovi (g)

M…molska masa snovi (g/mol).