Ionisk væskeavsvovling, SCR-denitrifikasjon og elektrostatisk utfelling for gjenvinning av fast avfallsressurser

01 — Bransjebakgrunn

Ressursgjenvinning av fast avfall: Resirkulering av blybatterier og argumentet for avsvovling av ionisk væske

Utnyttelse av fast avfallsressurser befinner seg i skjæringspunktet mellom sirkulærøkonomipolitikk og industriell utslippskontroll. Gjenvinning og omsmelting av bly fra brukte blybatterier er en av de mest økonomisk betydningsfulle og teknisk utfordrende sektorene innen avfallsgjenvinningsindustrien. Brukte blybatterier inneholder resterende svovelsyreelektrolytt, blysulfatpasta og metalliske blyplater som, når de behandles i oksidasjonsovner, genererer avgass som bærer høye konsentrasjoner av SO₂ (fra sulfat- og syreforbindelser), NOx (fra høytemperaturreaksjoner i forbrenningsluft), fine blyholdige partikler og andre sure gassarter. Disse forurensningene må alle kontrolleres til strenge grenser før avgassen slippes ut.

Bedriften i denne casestudien er et ledende spesialisert selskap innen sektoren for resirkulering og omsmelting av bly, med hovedvirksomhet som omfatter gjenvinning av brukte blybatterier, omsmelting for å produsere resirkulert bly og produksjon av aluminiumslegeringer. Med en årlig prosesseringskapasitet på omtrent 200 000 tonn brukte batterier og en årlig produksjon av resirkulert bly og aluminiumslegering på rundt 100 000 tonn, er den blant de ledende bedriftene i industrien for sekundær blygjenvinning. Anlegget driver to oksidasjonsovner (oksidasjons-reduksjonsovn), som genererer et samlet røykgassvolum på 40 000 m³/t ved 180 °C.

Det definerende trekket ved avgass fra oksidasjonsovner fra blyresirkulering er kombinasjonen av høy SO₂-konsentrasjon (600–1 500 mg/Nm³), høy NOx (600–1 500 mg/Nm³), høyt oksygeninnhold (8–16%) og høy PM-mengde – alt samtidig i et korrosivt gassmiljø som inneholder blypartikler og syretåke. De konvensjonelle våtskrubbing- og kalkstein-FGD-metodene som brukes i kraftverk- og stålindustriapplikasjoner, står overfor betydelige utfordringer i dette miljøet fordi den ioniske væskekjemien i avgass fra blyresirkulering skaper forhold som svekker standard sorbentytelse og genererer komplekse flytende avløpsvann. Dette prosjektet benytter ionisk væskeavsvovling – en teknologi som er spesielt valgt for denne applikasjonens kjemi – kombinert med SCR og en flertrinns elektrostatisk og posefilterstøvfjerningskjede.

«Den viktigste ingeniørbeslutningen i dette prosjektet var å plassere avsvovlingstrinnet for ionisk væske nedstrøms for en omfattende forbehandlingskjede for fjerning av støv fra ESP og posefilter – noe som reduserer partikkelmengden betraktelig før gassen kommer i kontakt med det ioniske væskeabsorbentet. Denne oppstrøms støvhåndteringen beskytter driftsforholdene for resirkulering av ionisk væske, reduserer risikoen for blokkering av katalysator i SCR-trinnet og senker de totale driftskostnadene for systemet betydelig ved bruk av spillvarmegjenvinning fra lavtemperaturvarmevekslere for keramiske fliser.»

— Oppsummering av ingeniørerfaring, prosjekt for fjerning av støv/avsvovling/denitrifikasjon av fast avfallsressurser

02 — Forurensningsprofil

Avgass fra oksidasjonsovn: Høyt SO₂-innhold, høyt NOx-innhold, høyt PM-innhold og høyt O₂-innhold i en etsende blyholdig gasstrøm

De to oksidasjonsovnene genererer til sammen 40 000 m³/t prosessrøkgass ved 180 °C. Oksygeninnholdet er høyt, 8–16%, noe som er karakteristisk for avgass fra oksidasjonsovner og har implikasjoner for både avsvovlingskjemi (som favoriserer SO₂-oksidasjon til SO₃ i våtskrubbere) og for SCR-katalysatordesign (som krever oksygentolerante katalysatorformuleringer). Det høye O₂-innholdet betyr også at temperaturkontrollen ved avsvovlingsinnløpet og styringen av SCR-innløpet må ta hensyn til det oksidative miljøet ved forhøyede temperaturer.

Forurensningsprofilen krever behandling av fem samtidige parametere: NOx ved 600–1 500 mg/Nm³, SO₂ ved 600–1 500 mg/Nm³, PM ved 10 mg/Nm³ ved avsvovlingsinnløpet (etter forbehandling), NOx ved SCR-denitrifikasjonsinnløpet ved 10 mg/Nm³ etter denitrifikasjonsforbehandlingen, og NOx ved oksidasjonsovnens utgang som går inn i SCR i området 600–1 500 mg/Nm³. Alle grenser må oppnås samtidig ved skorsteinen.

03 — Behandlingsløsning

Fem-trinns prosess: Tørr ESP → Varmeveksling → Posefilter → Ionisk flytende FGD → SCR → Våt ESP

Behandlingssystemet er bygget på den eksisterende oksidasjonsovninfrastrukturen, og legger til et nybygd SCR-denitrifikasjonssystem til den eksisterende kombinasjonen av ESP + ionisk væskeavsvovling + våt ESP-utstyr. Den grunnleggende designinnsikten er at det ioniske væskeavsvovlingstrinnet krever en dypt forrenset gasstrøm for å fungere effektivt: støvpartikler i gasstrømmen absorberer og deaktiverer det ioniske væskeabsorbentet, noe som reduserer dens kapasitet for SO₂-fangst over tid. Ved å plassere en omfattende tørr ESP + varmeveksler + posefilterforbehandlingskjede oppstrøms for det ioniske væsketrinnet, reduseres gassen som kommer inn i det ioniske væskeabsorbentet til ≤10 mg/Nm³ PM – et nivå der driftsforholdene for ionisk væske er tilstrekkelige og resirkuleringslevetiden er akseptabel.

Den andre viktige designbeslutningen er plasseringen av SCR-reaktoren nedstrøms for avsvovlingstrinnet med ionisk væske. Denne konfigurasjonen av SCR på kaldsiden er nødvendig fordi avsvovlingen med ionisk væske reduserer SO₂ til svært lave nivåer før gassen kommer i kontakt med SCR-katalysatoren, noe som eliminerer risikoen for ammoniumbisulfatavsetning på katalysatoren som ville oppstå ved lave temperaturer i gass med høyt SO₂-innhold. Ved å plassere SCR-en etter den ioniske flytende FGD-en, opererer katalysatoren i et tilnærmet SO₂-fritt miljø ved 180–220 °C, noe som gjør at lavtemperatur-SCR-katalysatoren kan levere den ønskede 97%-denitrifikasjonseffektiviteten uten SO₂-forgiftningen som ville oppstå i en varmsideposisjon oppstrøms for FGD-en.

Trinn 1: Tørr elektrostatisk filtrering (ESP) – forhåndsfjerning av grovpartikler

Avgass fra oksidasjonsovn ved 180 °C passerer først gjennom den eksisterende tørre elektrostatiske utfelleren (ESP), som fjerner mesteparten av de grove blyholdige partiklene fra gasstrømmen. Dette trinnet beskytter den nedstrøms varmeveksleren mot erosjon av slipende støv og reduserer PM-belastningen til et nivå som kan håndteres av varmeveksler- og posefiltertrinnene. ESP-en opererer med høy spenning under de korrosive forholdene med høyt O₂-innhold i avgass fra oksidasjonsovn og må spesifiseres med korrosjonsbestandige elektrodematerialer.

Trinn 2: Varmeveksler for keramiske fliser (220 °C → 40 °C, deretter 40 °C → 130 °C)

Den forhåndsavstøvede gassen passerer gjennom lavtemperaturvarmeveksleren av keramiske fliser (modell HB-565; røykgassvolum 40 000 m³/t på hver side; varmsideinnløp 220 °C, utløp ca. 128 °C; kaldsideinnløp 40 °C, utløp ca. 130 °C; varmevekslingsareal ca. 563 m²; varmebelastning ca. 1344 kW; designtrykk 5 kPa; husmateriale S31603 rustfritt stål med 0,7 mm veggtykkelse; rørflensmateriale S30408; dimensjoner ca. 3300 × 2200 × 2700 mm). Den varme gassen forhåndskjøles før den går inn i posefilteret, mens den kjølige etter-FGD-gassen varmes opp igjen før den går inn i SCR-reaktoren. Denne spillvarmegjenvinningssløyfen eliminerer behovet for ekstern gassoppvarming for SCR, og konverterer det som ellers ville vært en betydelig energikostnad til et selvstendig varmegjenvinningssystem som bruker anleggets egen avgassenergi.

Trinn 3: Posefilter – finpartikkelpolering

Etter avkjøling med varmeveksling går gassen inn i posefilteret for fjerning av fine partikler. Posefilteret reduserer PM til ≤10 mg/Nm³ – den viktigste terskelen for levedyktighet ved avsvovling av ionisk væske. PM ved avsvovlingstrinnets innløp er rapportert som 10 mg/Nm³, noe som bekrefter at posefilteret oppnår målet for forbehandling. Posefilteret gir også en sekundær oppfanging av eventuelle blyholdige partikler som passerer gjennom ESP-trinnet, noe som sikrer at det ioniske væsketrinnet ikke blir utsatt for tungmetallholdig støv som gradvis ville forurenset det ioniske væskeabsorbentet.

Trinn 4: Avsvovling av ionisk væske

Den forhåndsrensede gassen ved omtrent 40 °C (avkjølt av varmeveksleren) går inn i systemet for avsvovling av ioniske væsker. Avsvovling av ioniske væsker bruker et spesialformulert ionisk væskeabsorbent som selektivt fanger opp SO₂ fra gasstrømmen gjennom fysisk absorpsjon. De viktigste fordelene i forhold til konvensjonell kalkstein-gips-FGD for denne applikasjonen er: (1) ingen generering av fast avfall – den SO₂-belastede ioniske væsken regenereres og resirkuleres, og produserer konsentrert SO₂ som kan brukes til å produsere svovelsyre i stedet for å generere gips som krever avhending; (2) ingen generering av avløpsvann fra selve FGD-prosessen; (3) SO₂ som fanges opp kan rekonsentreres og selges som et biprodukt eller bearbeides til svovelsyre, noe som gjør en samsvarskostnad til en inntektspost; (4) lavere reagensforbruk siden den ioniske væsken resirkuleres og regenereres i stedet for å forbrukes støkiometrisk. Avsvovlingsutløpskonsentrasjonen er ≤35 mg/Nm³ som designet, med faktiske målte verdier som bekrefter samsvar. Den viktigste driftskontrollen er pH-styring av den ioniske væskesirkulasjonssløyfen: overvåking av væskens pH og kontroll av HF (fra oksidasjonsovnens avgass) og SO₂-mengde i den ioniske væsken for å opprettholde absorpsjonseffektiviteten og forhindre dannelse av bunnfall som ville blokkere sirkulasjonssystemet.

Trinn 5: SCR-denitrifikasjon (180–220 °C lavtemperatur)

Etter avsvovling med ionisk væske varmes den rene gassen (lavt SO₂, lavt PM) oppvarmes fra omtrent 40 °C til 180–220 °C av varmeveksleren til keramiske fliser ved bruk av den innkommende varme, rå spillvarmen fra gassen. Den oppvarmede gassen går inn i lavtemperatur-SCR-denitrifikasjonsreaktoren. SCR-systemet oppnår NOx-reduksjon på 97%. Viktige katalysatorparametere: katalysatorhull 30; elementstørrelse 150 × 150 mm (tverrsnitt), 580 mm høyde; stigning 4,93 mm; hullavstand 4,23 mm; veggtykkelse 0,70 mm; porøsitet 70,1%; katalysatorspesifikt overflateareal 678 m²/m³; aktiv komponent V₂O₅ på TiO₂-bærer (75–85%-bærerinnhold); designtemperatur 220 °C; maksimal driftstemperatur 420 °C; minimum driftstemperatur 220 °C; enkeltlags trykkfall ≤135 Pa (ren katalysator); kjemisk levetid: 24 000 timer fra første gasskontakt; denitrifikasjonseffektivitet ≥96,66% ved 16 000 timer; SCR-innløpskatalysatorkanalhastighet 4,33 m/s; teoretisk ureaforbruk 20,38 kg/t; volumromhastighet 2661 t⁻¹. SCR-systemet er montert nedstrøms for det ioniske væsketrinnet, og utnytter den SO₂-frie gasstilstanden for å muliggjøre lavtemperaturdrift uten ammoniumsulfatkatalysatorforgiftning. Ammoniakvann brukes som reduksjonsmiddel ved 0,02 t/t; ammoniakkslippgaranti ≤5 ppm (faktisk: 3 ppm).

Trinn 6: Våtelektrostatisk filtrering (WESP) – Sluttpolering

Post-SCR-gassen går inn i den våte elektrostatiske utskilleren for endelig polering av syretåke og finpartikler før skorsteinsutslipp. WESP-en fanger opp eventuelle gjenværende syreaerosoler og submikronpartikler som ikke ble fjernet i de tidligere behandlingstrinnene, noe som sikrer at PM-utløpsmålet på ≤10 mg/Nm³ nås med tilstrekkelig samsvarsmargin.

⭐ Nytt utstyr lagt til i dette oppgraderingsprosjektet

Viktige utstyrsparametere

04 — Kjernefordeler

Seks grunner til at denne prosessarkitekturen er optimal for blygjenvinning fra oksidasjonsovnens avgass

• ✓
  Dyp oppstrøms støvfjerning beskytter den ioniske væsken og SCR-katalysatoren samtidig: Den grunnleggende arkitektoniske avgjørelsen i dette prosjektet er å behandle PM-problemet grundig før gassen kommer i kontakt med enten den ioniske væskeabsorbenten eller SCR-katalysatoren. Den kombinerte tørre ESP + varmeveksler + posefilterkjeden reduserer PM fra råovnens utløpsnivå til ≤10 mg/Nm³ før det ioniske væsketrinnet og til et enda lavere nivå før SCR-trinnet. Denne dype forstøvfjerningen tjener to formål: den opprettholder driftsforholdene for resirkulering av ionisk væske ved å forhindre partikkelforurensning av absorbenten, og den beskytter SCR-katalysatoren mot akselerert blokkering og kjemisk forgiftning som ville oppstå ved eksponering for blyholdig støv i forhøyede konsentrasjoner. Begge fordelene bidrar direkte til systemets levetid og redusert vedlikeholdsfrekvens.
• ✓
  Kaldside-SCR etter ionisk væske-FGD eliminerer ammoniumbisulfatkatalysatorforgiftning: Lavtemperatur-SCR ved 180–220 °C er utsatt for ammoniumbisulfat (ABS)-avsetning når SO₂ er tilstede på katalysatoroverflaten, fordi ABS-dannelseshastigheten er høyest ved 180–280 °C. Ved å plassere SCR-en nedstrøms for avsvovlingstrinnet for ionisk væske reduseres SO₂-konsentrasjonen ved SCR-innløpet fra 600–1500 mg/Nm³ til omtrent 35 mg/Nm³ eller lavere. Ved denne lave SO₂-konsentrasjonen reduseres ABS-dannelseshastigheten dramatisk, noe som gjør at lavtemperatur-SCR-katalysatoren kan levere 97%-denitrifikasjonseffektiviteten uten den progressive katalysatordeaktiveringen fra ABS-forurensning som ville oppstått i en varm-side SCR-posisjon oppstrøms for FGD.
• ✓
  Gjenvinning av spillvarme fra keramiske fliser eliminerer kostnader for ekstern SCR-oppvarming: SCR-en krever at innløpsgassen har en temperatur på 180–220 °C for effektiv katalytisk reaksjon. Den post-ioniske-væske-FGD-gassen kommer ut ved omtrent 40 °C. Uten varmegjenvinning ville dette kreve oppvarming av 40 000 m³/t gass fra 40 °C til 180 °C – en energikostnad tilsvarende omtrent 75 m³/t naturgass. Varmeveksleren av keramiske fliser gjenvinner denne energien fra den innkommende varme rågassen (som uansett må kjøles ned for posefilter- og ionisk væsketrinnene), og konverterer et samtidig energioverskudd til gjenoppvarmingsdrift uten ekstra drivstoffkostnader. Naturgassforbruket på 75 m³/t er nødvendig for å fylle opp varmeveksleren for å opprettholde SCR-innløpstemperaturen, men dette er langt mindre enn det som ville vært nødvendig uten varmegjenvinningssystemet.
• ✓
  Ionisk flytende avsvovling genererer ikke gipsavfall og muliggjør gjenvinning av SO₂-biprodukter: I motsetning til kalkstein-gips-avsvovling (som genererer gips som et fast biprodukt som krever håndtering og avhending eller salg), regenererer ionisk flytende avsvovling absorbenten og konsentrerer den fangede SO₂-en som en gjenvinnbar produktstrøm. I forbindelse med blygjenvinningsindustrien kan den gjenvunnede konsentrerte SO₂-en bearbeides til svovelsyre for gjenbruk i batteriproduksjon eller industriell kjemisk produksjon, noe som skaper en sirkulær økonomi som gjør en samsvarskostnad om til et inntektsgenererende biprodukt. Fraværet av gips eliminerer også avvannings-, lagrings- og logistikkinfrastrukturen som våt avsvovling krever.
• ✓
  Oppgradering av eksisterende infrastruktur minimerer kapitalkostnader og forstyrrelser på anlegget: Prosjektet legger til varmeveksleren for keramiske fliser og SCR-denitrifikasjonssystemet til anleggets eksisterende kombinasjon av ESP, posefilter, ionisk væskeavsvovling og våt ESP-utstyr. Ved å bygge videre på den eksisterende infrastrukturen i stedet for å designe et helt nytt behandlingssystem, er kapitalkostnadene for oppgraderingen begrenset til kun de nye komponentene (varmeveksler og SCR-reaktor), mens samsvarsfordelen dekker alle regulerte parametere. Denne tilnærmingen er direkte anvendelig på ethvert anlegg der konvensjonelt utslippskontrollutstyr allerede er på plass, men NOx-samsvar ikke kan oppnås uten et ekstra denitrifikasjonstrinn.
• ✓
  24 000 timers kjemisk levetid for SCR-katalysator dekker tre år med kontinuerlig drift: SCR-katalysatorens kjemiske levetidsgaranti på 24 000 timer fra første gasskontakt, kombinert med en effektivitetsgaranti på ≥96,66% på 16 000 timer, betyr at katalysatoren kan operere i omtrent 3 år med 8000 t/år drift før den kjemiske levetiden er nådd. V₂O₅/TiO₂-lavtemperaturkatalysatorformuleringen som brukes i denne installasjonen, er spesielt utviklet for det SO₂-utarmede miljøet med høyt O₂-innhold i den post-ioniske-væske-FGD-gasstrømmen. Trykkfallet i ett lag er garantert på ≤135 Pa (ren katalysator), noe som gjør at SCR-systemet kan operere innenfor den eksisterende viftekapasiteten for induserte trekk uten behov for vifteoppgraderinger.

05 — Driftsresultater

Verifiserte samsvarsdata: Alle parametere på eller under tillatelsesgrensene

Årlige driftskostnader: elektrisitet ved 123 kW faktisk driftseffekt (0,4 RMB/kWh, 8000 t/år) = omtrent 39,36 titusen RMB-ekvivalenter; naturgass til SCR-oppvarming med 75 m³/t (3,2 RMB/m³, 8000 t) = omtrent 192 titusen RMB-ekvivalenter; ammoniakkvann med 0,02 t/t (500 RMB/t, 8000 t) = omtrent 8 titusen RMB-ekvivalenter. Naturgass til SCR-temperaturvedlikehold er den dominerende driftskostnadsposten, noe som forsterker verdien av keramiske fliser for å redusere behovet for tilleggsoppvarming.

06 — Implementeringsforholdsregler

Viktige tekniske og driftsmessige lærdommer for behandling av avgass fra blyresirkulering

• ⚠️
  Dårlig oppstrøms støvfjerning fører til at nedstrøms ionisk væskeavsvovlingseffektivitet synker – legg til PM-konsentrasjonsovervåking ved systeminnløpet og reager umiddelbart når effektiviteten synker: Den primære dokumenterte risikoen er at dårlig oppstrøms (forbehandling) støvfjerning fører til at effektiviteten til avsvovling av ionisk væske reduseres. Blyholdige og andre partikler fra oksidasjonsovnen absorberes i sirkulasjonssløyfen til ionisk væske, noe som gradvis forurenser absorbenten og reduserer dens SO₂-absorpsjonskapasitet. Installer en kontinuerlig PM-konsentrasjonsmåler ved innløpet til det ioniske væsketrinnet. Når innløps-PM stiger over designterskelen (≤10 mg/Nm³), iverksett umiddelbar undersøkelse av ytelsen til oppstrøms ESP og posefilteret. Hvis støvfjerningseffektiviteten har falt, må årsaken tas hånd om før det ioniske væskesystemets SO₂-fangstkapasitet svekkes. Oppgrader avsvovlingssystemets kapasitet hvis SO₂-mengden av ionisk væske ikke kan opprettholdes innenfor akseptable grenser, ved å bruke en absorbent med høyere kapasitet eller en forbedret regenereringshastighet.
• ⚠️
  Hvis SO₂-konsentrasjonen i den frontale SCR-denitrifikasjonen ikke kontrolleres på et rasjonelt nivå, øker sannsynligheten for generering av ammoniumsulfat og blokkering av katalysatoren: Selv etter avsvovlingen med ionisk væske når noe gjenværende SO₂ (≤35 mg/Nm³ ved design) SCR-katalysatoren. Ved driftstemperatur på 180–220 °C kan ammoniumbisulfat (ABS) fortsatt dannes hvis SO₂-konsentrasjonen på katalysatoroverflaten er høyere enn forventet – for eksempel hvis effektiviteten til avsvovlingen med ionisk væske faller under designnivåene under en absorbentforurensningshendelse. Overvåk trykkfallet i SCR-systemet kontinuerlig. Hvis trykkfallet stiger utover designverdien (noe som indikerer ABS- eller støvavsetning), øk SCR-innløpstemperaturen til over 280 °C for å fordampe ABS-avleiringene. Hvis trykkfallet ikke kan reduseres ved rengjøring til akseptable nivåer ved normal drift, utfør termisk analyse av katalysatorsjiktet for å avgjøre om det har oppstått irreversibel forurensning.
• ⚠️
  Ustabilitet i SCR-denitrifikasjonstemperaturkontroll gjør det vanskelig å garantere denitrifikasjonseffektivitet – overvåk alltid denitrifikasjonsinnløpstemperaturen og stopp ammoniakkinjeksjonen hvis temperaturen faller under designminimum: Den tredje dokumenterte risikoen er at ustabil temperaturkontroll ved SCR-denitrifikasjonssystemets innløp gjør det vanskelig å garantere denitrifikasjonseffektivitet. SCR-katalysatoren opererer innenfor et spesifikt temperaturvindu (designområde 220–420 °C; minimum 220 °C). Hvis ytelsen til varmeveksleren til keramiske fliser forringes (på grunn av tilsmussing), eller hvis det supplerende naturgassoppvarmingssystemet ikke fungerer som det skal, kan SCR-innløpstemperaturen falle under minimum 220 °C. Under denne temperaturen er katalysatoraktiviteten utilstrekkelig, og ureagert ammoniakk skaper ammoniumsaltavleiringer i stedet for å redusere NOx. Installer en kontinuerlig temperaturmonitor ved SCR-innløpet med en automatisk ammoniakinjeksjonssperre ved 210 °C (10 °C under minimum designtemperatur). Fortsatt ammoniakkinjeksjon ved subminimumstemperatur sløser med reagens, forårsaker overskridelser av ammoniakkslipp og avsetter ammoniumsalter i katalysatorkanalene.
• ⚠️
  Varmeveksleren for keramiske fliser er systemets mest korrosjonsfølsomme komponent – ​​unngå problemer med plateutskifting, lekkasje og korrosjonshastighet med riktig materialkvalitet og gasshastighet: Varmeveksleren behandler rå ovnsgass (høyt SO₂-innhold, høyt O₂-innhold, høyt PM-innhold, blyholdige partikler) på den varme siden og ren gass etter FGD på den kalde siden. Dette skaper et krevende miljø med dobbel korrosjon. Valg av passende materialkvalitet for varmeveksleren (S31603 spesifisert for denne installasjonen), innstilling av gasshastigheten innenfor designområdet for å minimere erosjonskorrosjon fra gjenværende støv, og optimalisering av kanalkanalens geometri for å redusere slamavsetningshastigheten er de viktigste designdisiplinene. Periodisk inspeksjon av varmevekslerrøroverflatene (minst årlig fra år 2 og utover) for reduksjon av veggtykkelse bør inkluderes i den planlagte vedlikeholdsplanen.
• ⚠️
  Blyholdige partikler fra oksidasjonsovnen må håndteres som farlig avfall ved alle innsamlingspunkter for fast avfall i behandlingssystemet: Bly er et farlig stoff i henhold til EUs REACH-forordning og direktivet om farlig avfall ved enhver konsentrasjon over den relevante terskelverdien. Fast avfall som samles inn i ESP-beholderen, posefilterbeholderne og den våte ESP-oppsamlingssummen inneholder alle blyholdige partikler i konsentrasjoner som vanligvis vil klassifisere avfallet som farlig. Hver fast avfallsstrøm må karakteriseres individuelt ved TCLP-sigevannstesting (EN 12457) før noen avhendingsrute bekreftes, og overføringen må ledsages av en forsendelsesseddel for farlig avfall i henhold til nederlandske forskrifter for transport av farlig avfall. Den ioniske væsken som er forurenset med blypartikler må på samme måte karakteriseres når den til slutt erstattes ved slutten av levetiden, da den vil inneholde absorberte blyforbindelser.
• ⚠️
  Øk tilleggsoppvarmingen (naturgass) hvis SCR-innløpstemperaturen er under minimum 220 °C – og luft gjennom sidebelegg under oppstart og nedstengning for å forhindre at katalysatoren blir utsatt for kald gass med høy fuktighet: Under oppstart og nedstengning av oksidasjonsovnene vil avgasssammensetningen og temperaturen være utenfor normale driftsparametere. Våt eller lavtemperaturgass med høyt fuktighetsinnhold bør omgås rundt SCR-reaktoren i disse overgangsperiodene: fuktkondensasjon på katalysatoren ved temperaturer under minimumstemperaturer kan forårsake irreversibel skade på katalysatoren. Sørg for at sidelinjens bypasskanal og ventil fungerer før igangkjøring, og inkluder oppstartsbypassprosedyren i operatøropplæringsprogrammet.

07 — Ingeniørfaglige lærdommer

Fire lærdommer fra dette prosjektet for behandling av avgass fra blygjenvinning

• 1
  Rekkefølgen av behandlingstrinn avgjør om hver teknologi yter med sin nominelle effektivitet – rekkefølgen er viktigere enn spesifikasjonene for det enkelte utstyr. I dette prosjektet oppnår SCR 97%-denitrifikasjon ikke på grunn av en usedvanlig høyspesifikasjonskatalysator, men fordi behandlingssekvensen (dyp PM-fjerning før ionisk flytende FGD, ionisk flytende FGD før SCR) leverer SCR en ren gassstrøm med lavt SO₂-innhold ved riktig temperatur. Den samme katalysatoren i en annen posisjon – for eksempel oppstrøms for den ioniske flytende FGD i en gassstrøm med høyt SO₂-innhold – ville svikte innen måneder på grunn av ABS-forurensning. Behandlingssystemarkitektur (sekvens, temperatur, gassforhold ved hvert trinninnløp) er den primære ingeniørdesignbeslutningen for komplekse applikasjoner med flere forurensninger.
• 2
  Ionisk flytende avsvovling er et overlegent alternativ til kalkstein-gips-FGD for blyresirkuleringsapplikasjoner, spesielt fordi det ikke genererer faste eller flytende avfallsstrømmer fra selve FGD-prosessen. I et anlegg som allerede håndterer blyforurenset fast avfall fra ESP og posefilter, vil det å legge til et kalkstein-gips FGD-trinn generere en ytterligere strøm av potensielt blyforurenset gips som krever klassifisering og avhending av farlig avfall. Den ioniske væskeprosessen unngår denne ekstra avfallsstrømmen og produserer samtidig et gjenvinnbart konsentrert SO₂-biprodukt med kommersiell verdi. For enhver bly-, sink- eller annen tungmetallholdig avgassapplikasjon der FGD-avfallsstrømmen ville bli klassifisert som farlig, bør ionisk væskeavsvovling evalueres som den primære avsvovlingsteknologien før kalkstein-gips FGD spesifiseres.
• 3
  Spillvarmegjenvinning gjennom varmeveksleren for keramiske fliser omdanner en energiforpliktelse til den primære varmekilden for SCR-reaktoren. Den rå, varme avgassen (220 °C) må avkjøles før posefilteret og trinnene med ionisk væske; gassen etter FGD (40 °C) må varmes opp igjen før SCR. Disse to temperaturstyringsoppgavene er direkte komplementære: varmen som utvinnes fra den varme siden er akkurat det som trengs på den kalde siden. Varmeveksleren av keramiske fliser utnytter denne termiske komplementariteten, og eliminerer behovet for en damp- eller elektrisk gassvarmer som ville legge til omtrent 192 titusen RMB per år i energikostnader. Dette er den største enkeltstående driftskostnadsbesparelsen i prosjektet og viser at identifisering og gjenvinning av spillvarme bør være et eksplisitt trinn i systemdesignprosessen, ikke en ettertanke.
• 4
  Oppgradering av eksisterende infrastruktur ved å legge til de to nye komponentene (varmeveksler og SCR) gir full NOx-samsvar til en brøkdel av kostnaden for en fullstendig systemutskiftning. Dette prosjektet demonstrerer verdien av nøyaktig vurdering av eksisterende utstyr og kapasitet før eventuell oppgradering av samsvarsdesign starter. Den eksisterende ESP, posefilteret, ionisk flytende FGD og våt ESP ble alle bekreftet som i stand til å oppfylle sine individuelle ytelsesmål innenfor oppgraderingssystemarkitekturen. Bare varmeveksleren (som sørger for temperaturstyring for SCR-drift) og selve SCR-reaktoren var nye tillegg. Kapitalkostnadsforholdet for denne trinnvise oppgraderingen til en fullstendig ny systemutskiftning vil vanligvis ligge i området 15–25% – et overbevisende argument for vurdering av eksisterende infrastruktur før et nytt behandlingssystem spesifiseres.

08 — Ofte stilte spørsmål

Resirkulering av blybatterier Avgassbehandling: Ti spørsmål besvart

Spørsmål fra miljøtillatelsesansvarlige, prosessingeniører og HMS-team ved sekundær blyproduksjon, resirkulering av aluminiumslegeringer og gjenvinningsanlegg for fast avfall som planlegger oppgraderinger av SCR-denitrifikasjon og avsvovling av ionisk væske i henhold til kravene i EUs IED / det nederlandske aktivitetsdekretet.

Klar til å oppnå samsvar med ultralave utslippskrav for resirkuleringsanlegget ditt?

Utforsk hele utvalget av industrielle utslippskontrollløsninger

Fra avsvovling av ionisk væske og lavtemperatur-SCR for resirkuleringsanlegg for blybatterier til regenerative termiske oksidasjonssystemer for industriell VOC-reduksjon, vårt ingeniørteam leverer løsninger som er kompatible med EUs IED for de mest krevende kravene til utslippskontroll ved resirkulering av ikke-jernholdige metaller.