Vaka İncelemesi · Endüstriyel Emisyon Kontrolü
Önde gelen bir kurşun geri dönüşümü ve alüminyum alaşımı üreticisi, işletme maliyetini en aza indirmek için düşük sıcaklıklı seramik karo ısı geri kazanımı ile yenilikçi bir ESP + ısı eşanjörü + torba filtre + iyonik sıvı kükürt giderme + ıslak ESP proses zinciri kullanarak iki oksidasyon fırınından 97% SCR denitrifikasyon verimliliğini, 35 mg/Nm³'lük SO₂ çıkışını ve 10 mg/Nm³'lük PM çıkışını nasıl elde etti?
İyonik Sıvı Kükürt Giderimi
Düşük Sıcaklıkta SCR Denitrifikasyonu
Islak Elektrostatik Çökeltici
Seramik Karo Isı Eşanjörü
01 — Sektör Hakkında Bilgiler
Katı Atık Kaynak Geri Kazanımı: Kurşun-Asit Akü Geri Dönüşümü ve İyonik Sıvı Kükürt Giderme Yönteminin Önemi
Katı atık kaynaklarının kullanımı, döngüsel ekonomi politikası ve endüstriyel emisyon kontrolünün kesişim noktasında yer almaktadır. Kullanılmış kurşun-asit akülerden kurşunun geri kazanılması ve yeniden eritilmesi, katı atık kaynak geri kazanım endüstrisi içindeki en ekonomik ve teknik olarak zorlu sektörlerden biridir. Kullanılmış kurşun-asit aküler, oksidasyon fırınlarında işlendiğinde yüksek konsantrasyonlarda SO₂ (sülfat ve asit bileşiklerinden), NOx (yüksek sıcaklıkta yanma havası reaksiyonlarından), ince kurşun içeren parçacıklar ve diğer asit gaz türlerini içeren atık gaz üreten artık sülfürik asit elektroliti, kurşun sülfat macunu ve metalik kurşun plakaları içerir. Bu kirleticilerin tümü, atık gaz deşarj edilmeden önce sıkı sınırlar içinde kontrol edilmelidir.
Bu vaka çalışmasındaki işletme, kurşun geri dönüşümü ve yeniden eritme sektöründe önde gelen uzman bir şirkettir ve başlıca faaliyetleri arasında kullanılmış kurşun-asit akülerin geri kazanımı, geri dönüştürülmüş kurşun üretmek için yeniden eritme ve alüminyum alaşımı üretimi yer almaktadır. Yıllık yaklaşık 200.000 ton kullanılmış akü işleme kapasitesi ve yıllık yaklaşık 100.000 ton geri dönüştürülmüş kurşun ve alüminyum alaşımı üretimi ile ikincil kurşun geri kazanım sektöründeki önde gelen işletmeler arasında yer almaktadır. Tesis, toplamda 180°C'de 40.000 m³/saat baca gazı hacmi üreten iki oksidasyon fırını (oksidasyon-indirgeme fırını) işletmektedir.
Kurşun geri dönüşümünden kaynaklanan oksidasyon fırını baca gazının belirleyici özelliği, yüksek SO₂ konsantrasyonu (600–1.500 mg/Nm³), yüksek NOx (600–1.500 mg/Nm³), yüksek oksijen içeriği (8–16%) ve yüksek PM yükünün, kurşun partikülleri ve asit buharı taşıyan aşındırıcı bir gaz ortamında aynı anda bulunmasıdır. Enerji santrali ve çelik endüstrisi uygulamalarında kullanılan geleneksel ıslak yıkama ve kireçtaşı baca gazı kükürt giderme yaklaşımları, bu ortamda önemli zorluklarla karşılaşmaktadır çünkü kurşun geri dönüşüm baca gazının iyonik sıvı kimyası, standart sorbent performansını bozan ve karmaşık sıvı atıklar üreten koşullar yaratmaktadır. Bu proje, bu uygulamanın kimyası için özel olarak seçilmiş bir teknoloji olan iyonik sıvı kükürt giderme yöntemini, SCR ve çok aşamalı elektrostatik ve torba filtre toz giderme zinciriyle birleştirerek kullanmaktadır.
“Bu projedeki en önemli mühendislik kararı, iyonik sıvı kükürt giderme aşamasını, kapsamlı bir elektrostatik çöktürücü (ESP) ve torba filtreli toz giderme ön arıtma zincirinin sonuna yerleştirmekti; bu da gazın iyonik sıvı emiciyle temas etmeden önce partikül yükünü önemli ölçüde azaltmaktadır. Bu yukarı akış toz yönetimi, iyonik sıvının yeniden sirkülasyon çalışma koşullarını korur, SCR aşamasında katalizör tıkanma riskini azaltır ve düşük sıcaklıklı seramik karo ısı eşanjörü atık ısı geri kazanımı kullanımı sayesinde genel sistem işletme maliyetini önemli ölçüde düşürür.”
— Mühendislik Deneyimi Özeti, Katı Atık Kaynak Kullanımı Sektörü Toz Giderme / Kükürt Giderme / Azot Giderme Projesi
02 — Kirlilik Profili
Oksidasyon Fırını Çıkış Gazı: Aşındırıcı Kurşun İçeren Gaz Akımında Yüksek SO₂, Yüksek NOx, Yüksek PM ve Yüksek O₂ İçerikleri
İki oksidasyon fırını birlikte 180°C'de 40.000 m³/h proses baca gazı üretir. Oksijen içeriği 8–16% ile yüksektir; bu, oksidasyon fırını baca gazının karakteristik özelliğidir ve hem kükürt giderme kimyası (ıslak yıkayıcılarda SO₂'nin SO₃'e oksidasyonunu destekler) hem de SCR katalizör tasarımı (oksijene dayanıklı katalizör formülasyonları gerektirir) açısından önemli sonuçlar doğurur. Yüksek O₂ içeriği ayrıca, kükürt giderme giriş sıcaklığı kontrolünün ve SCR giriş sıcaklığı yönetiminin, yüksek sıcaklıklardaki oksidatif ortamı dikkate alması gerektiği anlamına gelir.
Kirletici profili, beş eş zamanlı parametrenin işlenmesini gerektirir: 600–1.500 mg/Nm³ aralığında NOx, 600–1.500 mg/Nm³ aralığında SO₂, kükürt giderme girişinde (ön işlemden sonra) 10 mg/Nm³ aralığında PM, denitrifikasyon ön işleminden sonra SCR denitrifikasyon girişinde 10 mg/Nm³ aralığında NOx ve SCR'ye giren oksidasyon fırını çıkışında 600–1.500 mg/Nm³ aralığında NOx. Tüm limitler baca çıkışında eş zamanlı olarak sağlanmalıdır.
| Parametre | Giriş (Ham Gaz) | Tasarım Mağazası | Gerçek Çıkış | AB IED / NER Sınırı |
|---|---|---|---|---|
| NOx | 600–1.500 mg/Nm³ | ≤50 mg/Nm³ | 50 mg/Nm³ | IED 2010/75/EU ≤200 mg/Nm³ |
| SO₂ | 600–1.500 mg/Nm³ | ≤35 mg/Nm³ | 35 mg/Nm³ | Hollanda Faaliyetleri Kararnamesi NER |
| PM (kükürt giderme girişinde) | 10 mg/Nm³ (ön işlemden sonra) | ≤10 mg/Nm³ | 10 mg/Nm³ | IED 2010/75/EU ≤5 mg/Nm³ |
| HF | — | ≤50 mg/Nm³ | ≤50 mg/Nm³ | IED BAT |
| Amonyak kayması (NH₃) | — | ≤5 ppm | 3 ppm | İzin koşulu |
| Oksijen içeriği (O₂) | 8–16% | — | — | — |
| Proses baca gazı hacmi | 40.000 m³/saat (2 fırının birleşimi) | — | — | — |
| Baca gazı sıcaklığı (fırın çıkışı) | 180°C | — | — | — |
| Kükürt giderme giriş sıcaklığı | 180°C (sisteme giriş sıcaklığı) | — | — | — |
| SCR denitrifikasyon giriş sıcaklığı | 180–220°C (ısı değişimiyle yeniden ısıtıldıktan sonra) | — | — | — |
03 — Tedavi Çözümü
Beş Aşamalı Proses: Kuru ESP → Isı Değişimi → Torba Filtre → İyonik Sıvı Baca Gazı Kükürt Giderimi → SCR → Islak ESP
Arıtma sistemi, mevcut oksidasyon fırını altyapısı üzerine kurulmuş olup, mevcut ESP + iyonik sıvı kükürt giderme + ıslak ESP ekipman kombinasyonuna yeni inşa edilmiş bir SCR denitrifikasyon sistemi eklenmiştir. Temel tasarım anlayışı, iyonik sıvı kükürt giderme aşamasının etkili bir şekilde çalışması için derinlemesine önceden temizlenmiş bir gaz akışına ihtiyaç duymasıdır: gaz akışındaki toz partikülleri iyonik sıvı emiciyi emer ve etkisiz hale getirir, bu da zamanla SO₂ yakalama kapasitesini azaltır. İyonik sıvı aşamasının önüne kapsamlı bir kuru ESP + ısı eşanjörü + torba filtre ön arıtma zinciri yerleştirilerek, iyonik sıvı emiciye giren gaz ≤10 mg/Nm³ PM seviyesine düşürülür; bu seviyede iyonik sıvının çalışma koşulları yeterlidir ve devridaim ömrü kabul edilebilir.
İkinci önemli tasarım kararı, SCR reaktörünün iyonik sıvı kükürt giderme aşamasının aşağısına yerleştirilmesidir. Bu soğuk taraflı SCR konfigürasyonu gereklidir çünkü iyonik sıvı kükürt giderme işlemi, gaz SCR katalizörüyle temas etmeden önce SO₂'yi çok düşük seviyelere indirir ve böylece yüksek SO₂ içeren gazda düşük sıcaklıklarda meydana gelebilecek katalizör üzerinde amonyum bisülfat birikme riskini ortadan kaldırır. SCR'yi iyonik sıvı FGD'den sonra yerleştirerek, katalizör 180-220°C'de önemli ölçüde SO₂ içermeyen bir ortamda çalışır ve düşük sıcaklıklı SCR katalizörünün, FGD'nin yukarısında sıcak taraflı bir konumda meydana gelecek SO₂ zehirlenmesi olmadan hedef 97% denitrifikasyon verimliliğini sağlamasına olanak tanır.
Aşama 1: Kuru Elektrostatik Çökeltici (ESP) — Kaba Partiküllerin Ön Giderilmesi
180°C'deki oksidasyon fırını çıkış gazı, öncelikle mevcut kuru elektrostatik çöktürücüden (ESP) geçer ve bu işlem, gaz akışındaki iri taneli kurşun içeren partiküllerin büyük kısmını uzaklaştırır. Bu aşama, aşağı akışta bulunan ısı eşanjörünü aşındırıcı toz erozyonundan korur ve PM yükünü ısı eşanjörü ve torba filtre aşamaları tarafından yönetilebilir bir seviyeye düşürür. ESP, oksidasyon fırını çıkış gazının aşındırıcı yüksek O₂ koşulları altında yüksek voltajda çalışır ve korozyona dayanıklı elektrot malzemeleriyle belirtilmelidir.
Aşama 2: Seramik Karo Isı Eşanjörü (220°C → 40°C, ardından 40°C → 130°C)
Önceden tozdan arındırılmış gaz, düşük sıcaklıklı seramik karo ısı eşanjöründen (model HB-565; baca gazı hacmi her iki tarafta 40.000 m³/h; sıcak taraf girişi 220°C, çıkışı yaklaşık 128°C; soğuk taraf girişi 40°C, çıkışı yaklaşık 130°C; ısı değişim alanı yaklaşık 563 m²; ısı yükü yaklaşık 1.344 kW; tasarım basıncı 5 kPa; gövde malzemesi 0,7 mm duvar kalınlığında S31603 paslanmaz çelik; boru flanş malzemesi S30408; boyutları yaklaşık 3.300×2.200×2.700 mm) geçer. Sıcak gaz, torba filtreye girmeden önce önceden soğutulurken, soğuk baca gazı kükürt giderme sonrası gaz, SCR reaktörüne girmeden önce yeniden ısıtılır. Bu atık ısı geri kazanım döngüsü, SCR için harici gaz ısıtmasına olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, aksi takdirde önemli bir enerji maliyeti olacak olan şeyi, tesisin kendi atık gaz termal enerjisini kullanan bağımsız bir ısı geri kazanım sistemine dönüştürüyor.
3. Aşama: Torba Filtre — İnce Parçacıkların Arıtılması
Isı değişimiyle soğutulduktan sonra, gaz ince partiküllerin uzaklaştırılması için torba filtreye girer. Torba filtre, PM'yi ≤10 mg/Nm³'e düşürür; bu, iyonik sıvı kükürt giderme işleminin uygulanabilirliği için kilit eşiktir. Kükürt giderme aşamasının girişindeki PM'nin 10 mg/Nm³ olduğu bildirilmiştir; bu da torba filtrenin hedef ön arıtma seviyesine ulaştığını doğrulamaktadır. Torba filtre ayrıca, ESP aşamasından geçen kurşun içeren partiküller için ikincil bir yakalama sağlar ve iyonik sıvı aşamasının, iyonik sıvı emiciyi kademeli olarak kirletecek ağır metal içeren toza maruz kalmamasını sağlar.
Aşama 4: İyonik Sıvı ile Kükürt Giderme
Yaklaşık 40°C'deki (ısı eşanjörü ile soğutulan) önceden temizlenmiş gaz, iyonik sıvı kükürt giderme sistemine girer. İyonik sıvı kükürt giderme, gaz akışından SO₂'yi fiziksel emilim yoluyla seçici olarak yakalayan özel olarak formüle edilmiş bir iyonik sıvı emici kullanır. Bu uygulama için geleneksel kireçtaşı-alçı baca gazı kükürt giderme yöntemine göre başlıca avantajları şunlardır: (1) Katı atık oluşumu yok – SO₂ yüklü iyonik sıvı yeniden üretilir ve geri dönüştürülür, böylece bertaraf edilmesi gereken alçı üretmek yerine sülfürik asit üretmek için kullanılabilen konsantre SO₂ üretilir; (2) Baca gazı kükürt giderme işleminden kaynaklanan atık su oluşumu yok; (3) Yakalanan SO₂ yeniden konsantre edilebilir ve yan ürün olarak satılabilir veya sülfürik aside işlenebilir, böylece uyumluluk maliyeti bir gelir kalemine dönüştürülür; (4) İyonik sıvı stokiyometrik olarak tüketilmek yerine yeniden dolaştırılıp yeniden üretildiği için daha düşük reaktif tüketimi. Tasarım gereği kükürt giderme çıkış konsantrasyonu ≤35 mg/Nm³'tür ve ölçülen gerçek değerler de bu uyumluluğu doğrulamaktadır. Temel operasyonel kontrol, iyonik sıvı sirkülasyon döngüsünün pH yönetimidir: emilim verimliliğini korumak ve sirkülasyon sistemini tıkayacak çökelme oluşumunu önlemek için sıvı pH'ını izlemek ve iyonik sıvıda HF (oksidasyon fırını çıkış gazından) ve SO₂ yükünü kontrol etmek.
Aşama 5: SCR Denitrifikasyonu (180–220°C Düşük Sıcaklık)
İyonik sıvı kükürt giderme işleminden sonra, temiz gaz (düşük SO₂, düşük PM), gelen sıcak ham gaz atık ısısı kullanılarak seramik karo ısı eşanjörü ile yaklaşık 40°C'den 180–220°C'ye yeniden ısıtılır. Yeniden ısıtılan gaz, düşük sıcaklıklı SCR denitrifikasyon reaktörüne girer. SCR sistemi 97% NOx azaltımı sağlar. Temel katalizör parametreleri: katalizör delikleri 30; eleman boyutu 150×150 mm (kesit), 580 mm yükseklik; adım 4,93 mm; delik aralığı 4,23 mm; duvar kalınlığı 0,70 mm; gözeneklilik 70,1%; katalizör özgül yüzey alanı 678 m²/m³; aktif bileşen V₂O₅, TiO₂ taşıyıcı üzerinde (75–85% taşıyıcı içeriği); tasarım sıcaklığı 220°C; maksimum çalışma sıcaklığı 420°C; Minimum çalışma sıcaklığı 220°C; tek katmanlı basınç düşüşü ≤135 Pa (temiz katalizör); kimyasal ömür: ilk gaz temasından itibaren 24.000 saat; 16.000 saatte denitrifikasyon verimliliği ≥96.66%; SCR giriş katalizör kanalı hızı 4,33 m/s; teorik üre tüketimi 20,38 kg/saat; hacimsel uzay hızı 2.661 h⁻¹. SCR sistemi, amonyum sülfat katalizör zehirlenmesi olmadan düşük sıcaklıkta çalışmayı sağlamak için SO₂ içermeyen gaz koşulundan yararlanarak iyonik sıvı aşamasının aşağısına monte edilmiştir. İndirgeyici madde olarak 0,02 t/saat oranında amonyaklı su kullanılır; amonyak kaçağı garantisi ≤5 ppm (gerçek: 3 ppm).
Aşama 6: Islak Elektrostatik Çökeltici (WESP) — Son Parlatma
SCR sonrası gaz, baca deşarjından önce son asit sisi ve ince partikül arıtma işlemi için ıslak elektrostatik çöktürücüye girer. WESP, önceki arıtma aşamalarında giderilmeyen artık asit aerosolünü ve mikron altı partikülleri yakalayarak, ≤10 mg/Nm³ PM çıkış hedefinin yeterli uyumluluk marjıyla karşılanmasını sağlar.
Fırınlar
180°C
(mevcut)
HX Ön Soğutma
→40°C
(mevcut)
FGD (mevcut)
→180–220°C
97% NOx
(mevcut)
→ Yığın
⭐ Bu yükseltme projesinde yeni ekipmanlar eklendi
Başlıca Ekipman Parametreleri
| Öğe | Özellikler |
|---|---|
| Seramik karo ısı eşanjörü | Model HB-565; 40.000 m³/saat; sıcak taraf 220→128°C; soğuk taraf 40→130°C; 563 m²; 1.344 kW; S31603 gövde |
| SCR katalizör elemanı | 150×150 mm kesit; 580 mm Yükseklik; gözenek sayısı 30; gözeneklilik oranı 70.1%; V₂O₅/TiO₂; 220°C tasarım; 24.000 saat kullanım ömrü |
| SCR denitrifikasyon verimliliği | 97% gerçek; 16.000 saatte ≥96.66% garantili; ≤135 Pa tek katmanlı basınç düşüşü |
| Amonyaklı su (indirgeyici) | 0,02 t/saat; amonyak kaçağı garantisi ≤5 ppm; gerçek değer 3 ppm |
| Ana cebri çekiş fanı | 110 kW; 1 ünite (çalışır durumda) |
| Toplam kurulu güç | 124,5 kW kurulu güç; 123 kW fiili çalışma gücü |
| Yıllık elektrik maliyeti (8.000 saat) | Yaklaşık 39,36 on bin RMB karşılığı (0,4 RMB/kWh) |
| Yıllık doğalgaz maliyeti (SCR ısıtma) | 75 m³/saat; yaklaşık 192 on bin RMB/yıl (3,2 RMB/m³) |
| Yıllık amonyaklı su maliyeti | Yaklaşık 80.000 RMB/yıl (0,02 t/saat, 500 RMB/t) |
04 — Temel Avantajlar
Kurşun Geri Dönüşümü Oksidasyon Fırını Çıkış Gazı İçin Bu Proses Mimarisinin En Uygun Olmasının Altı Nedeni
- ✓
Derinlemesine yukarı akış yönünde toz giderme işlemi, iyonik sıvıyı ve SCR katalizörünü aynı anda korur: Bu projedeki temel mimari karar, gazın iyonik sıvı emici veya SCR katalizörüyle temas etmesinden önce PM sorununu kapsamlı bir şekilde ele almaktır. Birleşik kuru ESP + ısı eşanjörü + torba filtre zinciri, iyonik sıvı aşamasından önce ham fırın çıkış seviyesindeki PM'yi ≤10 mg/Nm³'e ve SCR aşamasından önce daha da düşük bir seviyeye düşürür. Bu derin ön toz giderme iki amaca hizmet eder: emicinin partikül kirlenmesini önleyerek iyonik sıvı devridaim çalışma koşullarını korur ve SCR katalizörünü yüksek konsantrasyonlarda kurşun içeren toza maruz kalmanın yol açacağı hızlandırılmış tıkanma ve kimyasal zehirlenmeden korur. Her iki fayda da doğrudan sistem ömrüne ve bakım sıklığının azalmasına katkıda bulunur. - ✓
İyonik Sıvı Baca Gazı Kükürt Giderme İşleminden Sonra Soğuk Taraflı SCR Sistemi, Amonyum Bisülfat Katalizör Zehirlenmesini Ortadan Kaldırıyor: 180–220°C'deki düşük sıcaklıklı SCR, katalizör yüzeyinde SO₂ bulunduğunda amonyum bisülfat (ABS) birikimine karşı hassastır, çünkü ABS oluşum hızı 180–280°C'de en yüksektir. SCR'yi iyonik sıvı kükürt giderme aşamasının aşağısına yerleştirerek, SCR girişindeki SO₂ konsantrasyonu 600–1.500 mg/Nm³'ten yaklaşık 35 mg/Nm³ veya altına düşürülür. Bu düşük SO₂ konsantrasyonunda, ABS oluşum hızı önemli ölçüde azalır ve bu da düşük sıcaklıklı SCR katalizörünün, FGD'nin yukarısında yer alan sıcak taraftaki bir SCR konumunda meydana gelecek ABS kirlenmesinden kaynaklanan kademeli katalizör deaktivasyonu olmadan 97% denitrifikasyon verimliliğini sağlamasını mümkün kılar. - ✓
Seramik Karo Isı Eşanjörü Atık Isı Geri Kazanımı, Harici SCR Yeniden Isıtma Maliyetini Ortadan Kaldırır: SCR sisteminin etkili katalitik reaksiyon için giriş gazının 180–220°C sıcaklıkta olması gerekir. İyonik sıvı sonrası baca gazı kükürt giderme işleminden çıkan gaz yaklaşık 40°C'dedir. Isı geri kazanımı olmadan, bu işlem 40.000 m³/h gazın 40°C'den 180°C'ye ısıtılmasını gerektirir; bu da yaklaşık 75 m³/h doğal gaza eşdeğer bir enerji maliyetidir. Seramik karo ısı eşanjörü, gelen sıcak ham gazdan (torba filtre ve iyonik sıvı aşamaları için zaten soğutulması gereken) bu enerjiyi geri kazanır ve eş zamanlı enerji fazlasını sıfır ek yakıt maliyetiyle yeniden ısıtma görevine dönüştürür. SCR giriş sıcaklığını korumak için ısı eşanjörünü doldurmak için 75 m³/h doğal gaz tüketimi gereklidir, ancak bu, ısı geri kazanım sistemi olmadan gerekenden çok daha azdır. - ✓
İyonik Sıvı ile Kükürt Giderme İşlemi Alçı Atığı Oluşturmaz ve SO₂ Yan Ürününün Geri Kazanılmasını Sağlar: Kireçtaşı-alçı esaslı baca gazı kükürt giderme yönteminin (ki bu yöntem, katı bir yan ürün olarak alçı üretir ve bu alçının işlenmesi, bertaraf edilmesi veya satılması gerekir) aksine, iyonik sıvı kükürt giderme yöntemi emiciyi yeniden üretir ve yakalanan SO₂'yi geri kazanılabilir bir ürün akışı olarak yoğunlaştırır. Kurşun geri dönüşüm endüstrisi bağlamında, geri kazanılan yoğunlaştırılmış SO₂, pil üretiminde veya endüstriyel kimyasal üretiminde yeniden kullanılmak üzere sülfürik aside işlenebilir ve böylece uyumluluk maliyetini gelir getiren bir yan ürüne dönüştüren döngüsel bir ekonomi döngüsü oluşturulur. Alçının olmaması ayrıca ıslak baca gazı kükürt giderme yönteminin gerektirdiği susuzlaştırma, depolama ve lojistik altyapısını da ortadan kaldırır. - ✓
Mevcut Altyapının İyileştirilmesi Sermaye Maliyetini ve Saha Çalışmalarındaki Aksaklıkları En Aza İndirir: Bu proje, tesisin mevcut ESP, torba filtre, iyonik sıvı kükürt giderme ve ıslak ESP ekipman kombinasyonuna seramik karo ısı eşanjörü ve SCR denitrifikasyon sistemini ekliyor. Tamamen yeni bir arıtma sistemi tasarlamak yerine mevcut altyapı üzerine inşa edilerek, yükseltmenin sermaye maliyeti yalnızca yeni bileşenlerle (ısı eşanjörü ve SCR reaktörü) sınırlı kalırken, uyumluluk avantajı tüm düzenlenmiş parametreleri kapsıyor. Bu yaklaşım, geleneksel emisyon kontrol ekipmanının zaten mevcut olduğu ancak ek bir denitrifikasyon aşaması olmadan NOx uyumluluğunun sağlanamadığı herhangi bir tesise doğrudan uygulanabilir. - ✓
24.000 saatlik SCR katalizör kimyasal ömrü, üç yıllık kesintisiz çalışmayı kapsar: SCR katalizörünün ilk gaz temasından itibaren 24.000 saatlik kimyasal ömür garantisi ve 16.000 saatlik ≥96.66% verimlilik garantisi, katalizörün kimyasal ömrü dolmadan önce yaklaşık 3 yıl boyunca yılda 8.000 saat çalışabileceği anlamına gelir. Bu tesiste kullanılan V₂O₅/TiO₂ düşük sıcaklık katalizör formülasyonu, iyonik sıvı sonrası baca gazı kükürt giderme (FGD) gaz akışının SO₂ bakımından fakir, yüksek O₂ ortamı için özel olarak tasarlanmıştır. Tek katmanlı basınç düşüşü ≤135 Pa (temiz katalizör) olarak garanti edilmiştir; bu da SCR sisteminin fan yükseltmelerine gerek kalmadan mevcut indüklemeli çekiş fan kapasitesi dahilinde çalışmasını sağlar.
05 — Operasyonel Sonuçlar
Doğrulanmış Uyumluluk Verileri: Tüm Parametreler İzin Verilen Limitlerin Altında veya Eşittir
Yıllık işletme maliyetleri: 123 kW fiili çalışma gücünde elektrik (0,4 RMB/kWh, 8.000 saat/yıl) = yaklaşık 39,36 on bin RMB eşdeğeri; SCR yeniden ısıtması için 75 m³/saat doğal gaz (3,2 RMB/m³, 8.000 saat) = yaklaşık 192 on bin RMB eşdeğeri; 0,02 t/saat amonyaklı su (500 RMB/t, 8.000 saat) = yaklaşık 8 on bin RMB eşdeğeri. SCR sıcaklık kontrolü için kullanılan doğal gaz, işletme maliyetlerinin en büyük kalemini oluşturarak, ek ısıtma ihtiyacını azaltmada seramik karo ısı eşanjörünün değerini pekiştirmektedir.
06 — Uygulama Uyarıları
Kurşun Geri Dönüşümü Atık Gaz Arıtımına İlişkin Kritik Mühendislik ve Operasyonel Dersler
- ⚠️
Yetersiz yukarı akış toz giderme işlemi, aşağı akış iyonik sıvı kükürt giderme verimliliğinin düşmesine neden olur; sistem girişine PM konsantrasyonu izleme sistemi ekleyin ve verimlilik düştüğünde derhal müdahale edin: Belgelenmiş en önemli risk, yetersiz ön arıtma (yukarı akış) toz giderme işleminin iyonik sıvı kükürt giderme verimliliğini düşürmesidir. Oksidasyon fırınından gelen kurşun içeren ve diğer partiküller, iyonik sıvı sirkülasyon döngüsüne emilir, emiciyi kademeli olarak kirletir ve SO₂ emme kapasitesini azaltır. İyonik sıvı aşamasının girişine sürekli bir PM konsantrasyon monitörü takın. Giriş PM'si tasarım eşiğinin (≤10 mg/Nm³) üzerine çıktığında, ön akış elektrostatik çöktürücü (ESP) ve torba filtre performansının derhal incelenmesine başlanmalıdır. Toz giderme verimliliği düşmüşse, iyonik sıvı sisteminin SO₂ yakalama kapasitesi bozulmadan önce neden ele alınmalıdır. İyonik sıvı SO₂ yükü kabul edilebilir sınırlar içinde tutulamıyorsa, daha yüksek kapasiteli bir emici veya artırılmış bir rejenerasyon hızı kullanarak kükürt giderme sistemi kapasitesi yükseltilmelidir. - ⚠️
SCR denitrifikasyonunun ön ucundaki SO₂ konsantrasyonunun makul bir seviyede kontrol edilmemesi, amonyum sülfat oluşumu ve katalizör tıkanması olasılığını artırır: İyonik sıvı kükürt giderme işleminden sonra bile, bir miktar artık SO₂ (tasarımda ≤35 mg/Nm³) SCR katalizörüne ulaşır. 180–220°C çalışma sıcaklığında, katalizör yüzeyindeki SO₂ konsantrasyonu beklenenden yüksekse (örneğin, emici madde kirlenmesi sırasında iyonik sıvı kükürt giderme verimliliği tasarım seviyelerinin altına düşerse) amonyum bisülfat (ABS) oluşabilir. SCR sisteminin basınç düşüşünü sürekli olarak izleyin. Basınç düşüşü tasarım değerinin üzerine çıkarsa (ABS veya toz birikimini gösterir), ABS birikintilerini buharlaştırmak için SCR giriş sıcaklığını 280°C'nin üzerine çıkarın. Normal çalışma koşullarında temizleme ile basınç düşüşü kabul edilebilir seviyelere düşürülemezse, geri dönüşümsüz kirlenmenin olup olmadığını belirlemek için katalizör yatağının termal analizini yapın. - ⚠️
SCR denitrifikasyon sıcaklık kontrolündeki istikrarsızlık, denitrifikasyon verimliliğini garanti etmeyi zorlaştırır; bu nedenle denitrifikasyon giriş sıcaklığını sürekli olarak izleyin ve sıcaklık tasarım minimumunun altına düştüğünde amonyak enjeksiyonunu durdurun: Belgelenmiş üçüncü risk, SCR denitrifikasyon sistemi girişindeki kararsız sıcaklık kontrolünün denitrifikasyon verimliliğini garanti etmeyi zorlaştırmasıdır. SCR katalizörü belirli bir sıcaklık aralığında çalışır (220–420°C tasarım aralığı; minimum 220°C). Seramik karo ısı eşanjörünün performansı (kirlenme nedeniyle) düşerse veya ek doğal gaz ısıtma sistemi arızalanırsa, SCR giriş sıcaklığı 220°C minimum değerinin altına düşebilir. Bu sıcaklığın altında, katalizör aktivitesi yetersizdir ve reaksiyona girmemiş amonyak, NOx'i azaltmak yerine amonyum tuzu birikintileri oluşturur. SCR girişine, 210°C'de (minimum tasarım sıcaklığının 10°C altında) otomatik amonyak enjeksiyonu kesme kilidi bulunan sürekli bir sıcaklık monitörü takın. Minimum sıcaklığın altında amonyak enjeksiyonuna devam etmek reaktif israfına, amonyak kaçağı aşımına ve katalizör kanallarında amonyum tuzu birikmesine neden olur. - ⚠️
Seramik karo ısı eşanjörü, sistemin korozyona en duyarlı bileşenidir; doğru malzeme kalitesi ve gaz hızı kullanarak plaka değişimi, sızıntı ve korozyon hızı sorunlarından kaçının: Isı eşanjörü, sıcak tarafta ham fırın gazını (yüksek SO₂, yüksek O₂, yüksek PM, kurşun içeren partiküller) ve soğuk tarafta temiz baca gazı arıtma sonrası gazını işler. Bu, zorlu bir çift korozyon ortamı yaratır. Uygun ısı eşanjörü malzeme sınıfının seçilmesi (bu kurulum için belirtilen S31603), artık tozdan kaynaklanan erozyon-korozyonu en aza indirmek için gaz hızının tasarım aralığında ayarlanması ve çamur birikme oranını azaltmak için kanal geometrisinin optimize edilmesi, temel tasarım disiplinleridir. Isı eşanjörü boru yüzeylerinin duvar kalınlığındaki azalma açısından periyodik olarak (2. yıldan itibaren en az yılda bir kez) incelenmesi, planlı bakım programına dahil edilmelidir. - ⚠️
Oksidasyon fırınından çıkan kurşun içeren parçacıklar, arıtma sistemindeki her katı atık toplama noktasında tehlikeli atık olarak yönetilmelidir: Kurşun, AB REACH yönetmeliği ve Tehlikeli Atık Direktifi uyarınca, ilgili eşik değerin üzerindeki herhangi bir konsantrasyonda tehlikeli bir maddedir. Elektrostatik çöktürücü (ESP) haznesinde, torba filtre haznelerinde ve ıslak ESP toplama çukurunda toplanan katı atıkların tümü, atığı tehlikeli olarak sınıflandıracak konsantrasyonlarda kurşun içeren parçacıklar içerir. Her bir katı atık akışı, herhangi bir bertaraf yolu onaylanmadan önce TCLP sızıntı testi (EN 12457) ile ayrı ayrı karakterize edilmelidir ve Hollanda tehlikeli atık taşıma yönetmeliklerine göre transfer, Tehlikeli Atık Sevk Belgesi ile birlikte yapılmalıdır. Kurşun parçacıklarıyla kirlenmiş iyonik sıvı da, kullanım ömrünün sonunda değiştirildiğinde benzer şekilde karakterize edilmelidir, çünkü emilmiş kurşun bileşikleri içerecektir. - ⚠️
SCR giriş sıcaklığı 220°C minimum değerinin altında ise ek ısıtmayı (doğal gaz) artırın ve katalizörün soğuk ve yüksek nemli gaza maruz kalmasını önlemek için başlatma ve kapatma sırasında yan hat üzerinden havalandırma yapın: Oksidasyon fırınlarının çalıştırılması ve kapatılması sırasında, çıkan gazın bileşimi ve sıcaklığı normal çalışma parametrelerinin dışında olacaktır. Yüksek nem içeriğine sahip ıslak veya düşük sıcaklıktaki gaz, bu geçiş dönemlerinde SCR reaktörünün etrafından dolaştırılarak yönlendirilmelidir: minimum altı sıcaklıklarda katalizör üzerinde nem yoğunlaşması, geri dönüşü olmayan katalizör hasarına neden olabilir. Devreye almadan önce yanal bypass kanalının ve vanasının çalışır durumda olduğundan emin olun ve çalıştırma bypass prosedürünü operatör eğitim programına dahil edin.
07 — Mühendislikten Çıkarımlar
Kurşun Geri Dönüşüm Atık Gaz Arıtma Projesinden Çıkarılan Dört Ders
- 1
Tedavi aşamalarının sırası, her bir teknolojinin nominal verimliliğinde çalışıp çalışmayacağını belirler; sıralama, tek tek ekipman özelliklerinden daha önemlidir. Bu projede, SCR'nin 97% denitrifikasyonunu elde etmesinin nedeni, olağanüstü yüksek özellikli bir katalizör değil, arıtma sırasının (iyonik sıvı FGD'den önce derin PM uzaklaştırma, SCR'den önce iyonik sıvı FGD) SCR'ye doğru sıcaklıkta temiz, düşük SO₂'li bir gaz akışı sağlamasıdır. Aynı katalizör farklı bir konumda -örneğin, yüksek SO₂'li bir gaz akışında iyonik sıvı FGD'nin yukarısında- ABS kirlenmesi nedeniyle birkaç ay içinde arızalanacaktır. Arıtma sistemi mimarisi (sıralama, sıcaklık, her aşama girişindeki gaz koşulları), karmaşık çoklu kirletici uygulamaları için birincil mühendislik tasarım kararıdır. - 2
İyonik sıvı kükürt giderme, özellikle kurşun geri dönüşüm baca gazı uygulamaları için kireçtaşı-alçı baca gazı kükürt giderme yöntemine göre üstün bir alternatiftir, çünkü baca gazı kükürt giderme işleminden kaynaklanan katı veya sıvı atık akışı oluşturmaz. Elektrostatik çöktürücü ve torba filtreden gelen kurşunla kirlenmiş katı atıkları zaten yöneten bir tesiste, kireçtaşı-alçı esaslı baca gazı kükürt giderme (FGD) aşamasının eklenmesi, tehlikeli atık sınıflandırması ve bertarafı gerektiren potansiyel olarak kurşunla kirlenmiş alçıdan oluşan ek bir atık akışı oluşturacaktır. İyonik sıvı prosesi bu ek atık akışını önler ve aynı zamanda ticari değeri olan geri kazanılabilir konsantre SO₂ yan ürünü üretir. FGD atık akışının tehlikeli olarak sınıflandırılacağı kurşun, çinko veya diğer ağır metal içeren herhangi bir baca gazı uygulaması için, kireçtaşı-alçı esaslı FGD belirtilmeden önce birincil kükürt giderme teknolojisi olarak iyonik sıvı kükürt giderme değerlendirilmelidir. - 3
Seramik karo ısı eşanjörü aracılığıyla atık ısının geri kazanılması, bir enerji açığını SCR reaktörü için birincil ısıtma kaynağına dönüştürür. Ham sıcak atık gaz (220°C), torba filtre ve iyonik sıvı aşamalarından önce soğutulmalıdır; baca gazı kükürt giderme işleminden sonraki gaz (40°C) ise SCR'den önce yeniden ısıtılmalıdır. Bu iki sıcaklık yönetimi görevi doğrudan birbirini tamamlayıcıdır: sıcak taraftan alınan ısı, soğuk tarafta tam olarak ihtiyaç duyulan ısıdır. Seramik karo ısı eşanjörü, bu termal tamamlayıcılıktan yararlanarak, yıllık yaklaşık 192 bin RMB enerji maliyeti ekleyecek bir buhar veya elektrikli gaz ısıtıcısına olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Bu, projedeki en büyük tek işletme maliyeti tasarrufudur ve atık ısı tespiti ve geri kazanımının, sistem tasarım sürecinde sonradan düşünülen bir şey değil, açık bir adım olması gerektiğini göstermektedir. - 4
Mevcut altyapıya iki yeni bileşen (ısı eşanjörü ve SCR) eklenerek yapılan iyileştirme, komple sistem değişiminin maliyetinin çok daha düşük bir kısmıyla tam NOx uyumluluğu sağlar. Bu proje, herhangi bir uyumluluk yükseltme tasarımına başlamadan önce mevcut ekipman envanterinin ve kapasite değerlendirmesinin doğruluğunu göstermektedir. Mevcut ESP, torba filtre, iyonik sıvı FGD ve ıslak ESP'nin tamamının, yükseltme sistemi mimarisi içinde kendi performans hedeflerini karşılayabilecek kapasitede olduğu doğrulanmıştır. Sadece ısı eşanjörü (SCR çalışması için sıcaklık yönetimi sağlayan) ve SCR reaktörünün kendisi yeni eklemelerdir. Bu kademeli yükseltmenin, tamamen yeni bir sistem değişimine göre sermaye maliyet oranı tipik olarak 15-251.000 TL aralığında olacaktır; bu da herhangi bir sıfırdan arıtma sistemi belirlenmeden önce mevcut altyapı değerlendirmesinin önemini güçlü bir şekilde ortaya koymaktadır.
08 — Sıkça Sorulan Sorular
Kurşun-Asit Akü Geri Dönüşümü Atık Gazlarının İşlenmesi: On Soruya Cevap
AB IED / Hollanda Faaliyetler Kararnamesi gereklilikleri kapsamında SCR denitrifikasyonu ve iyonik sıvı kükürt giderme iyileştirmeleri planlayan ikincil kurşun üretimi, alüminyum alaşımı geri dönüşümü ve katı atık kaynak geri kazanım tesislerindeki çevre izin yöneticileri, proses mühendisleri ve İSG ekiplerinden gelen sorular.
Geri dönüşüm tesisiniz için ultra düşük emisyon standartlarına ulaşmaya hazır mısınız?
Endüstriyel Emisyon Kontrol Çözümlerinin Tüm Yelpazesini Keşfedin
Kurşun-asit batarya geri dönüşüm tesisleri için iyonik sıvı kükürt giderme ve düşük sıcaklıklı SCR'den Endüstriyel VOC azaltımı için rejeneratif termal oksidasyon sistemleriMühendislik ekibimiz, en zorlu demir dışı metal geri dönüşüm emisyon kontrol gereksinimleri için AB IED uyumlu çözümler sunmaktadır.
