Instalacja odsiarczania spalin - metoda sucha (FSI)

METODA SUCHA FSI (FURNACE SORBENT INJECTION)

Metoda ta polega na dozowaniu do komory paleniskowej suchych sorbentow takich jak:
- kamień wapienny o zawartości CaCO3 powyżej 90%
- wapno hydratyzowane Ca(OH)2
- wapno palone CaO
- dolomit CaCO3 + MgCO3

Sorbent do kotła może być dozowany na trzy sposoby:
1. Bezpośrednio mieszany z węglem (np. w młynie).
2. Wdmuchiwany do komory paleniskowej wokół płomienia.
3. Wdmuchiwany do komory paleniskowej powyżej płomienia (sposób preferowany).

Metoda suchego odsiarczania (nazywana również metodą bezpośrednią), polega na absorpcji siarki przez CaO uzyskane ze: zmielonego kamienia wapiennego, wapna hydratyzowanego lub dolomitu.
Sorbent po wprowadzeniu do komory paleniskowej ulega rozkładowi tj. dekarbonizacji lub dehydratyzacji zgodnie z reakcjami:

CaCO3 + DQ => CaO + CO2
Ca(OH)2 + DQ => CaO + H2O

a następnie wapno reaguje z SO2 wg reakcji:

CaO + SO2 => CaSO3 + DQ
CaO + SO2 + 1/2 O2 => CaSO4 + DQ

Dehydratyzacja występuje w temperaturze powyżej 400°C, a dekarbonizacja powyżej 750°C. Dotychczasowe doświadczenia wykazują, że wprowadzenie mączki kamienia wapiennego do komory paleniskowej winno się odbywać w obszarach temperatur 780 - 1200°C.

Temperatura panująca w rejonie do którego wprowadza się sorbent jest jednym z najważniejszych parametrów warunkujących uzyskanie zamierzonego efektu odsiarczania. Zbyt wysoka temperatura może spowodować spiekanie cząstek sorbentu oraz intensywne reakcje CaO z minerałami zawartymi w węglu. Ponadto o efektach odsiarczania tą metodą decydują takie czynniki jak:

- ilość dozowanego sorbentu (stosunek molowy Ca/S)
- jakość przemiału dozowanego sorbentu
- udział metali alkalicznych w sorbencie (czystość sorbentu)
- udział metali alkalicznych w popiele paliwowym
- czas przebywania (kontaktu) sorbentu ze spalinami w komorze paleniskowej
- jednorodność wymieszania sorbentu ze spalinami

Optymalizacja tych wszystkich czynników w trakcie eksploatacji jest trudna, co w efekcie powoduje, że praktycznie osiągana skuteczność odsiarczania w tej metodzie wynosi 20 - 40 % (max 45 %).


Zalety metody FSI:
- niski koszt inwestycyjny
- prosta budowa, a więc krótki termin realizacji inwestycji
- niska cena sorbentu
- małe zapotrzebowanie powierzchni na instalacje pomocnicze
- suchy produkt końcowy

Do wad tej metody zaliczyć należy możliwość zanieczyszczenia powierzchni ogrzewalnych kotła oraz wzrost zapylenia spalin.

W zakresie metody suchej RAFAKO posiada własne rozwiązania. Instalacja FSI o skuteczności 30 - 40 % została zaprojektowana i dostarczona przez RAFAKO dla dwóch kotłów OR-32 pracujących w Cukrowni Gostyń.

Kolejnym przykładem wdrożenia tego typu technologii jest zrealizowana przez RAFAKO instalacja odsiarczania na dużych kotłach energetycznych BP-1150 w Elektrowni Opole (bloki 360 MW). Instalacja została zabudowana na kotłach K1, K2, K3 na okres przejściowy. Pracowała do momentu uruchomienia instalacji mokrego odsiarczania spalin. Była to instalacja wyjątkowa w energetyce z uwagi na wielkość obiektu.