12. decembar 2017. - bhkcigre.ba · odsumporavanje dimnih gasova 2. prečišćavanje uglja prije...

12. decembar 2017.

Uvod

12. decembar 2017. Odsumporavanje i denitrifikacija dimnih gasova 2

• Izrada Idejnog projekta za smanjivanje emisija SO2 i NOx je prvi korak koji Elektroprivreda

BiH mora napraviti da bi ispoštovala EU direktive i domaću zakonsku regulativu. Na osnovu

idejnog projekta moguće je pokrenuti postupak pribavljanja potrebnih dozvola i saglasnosti

(urbanistička saglasnost, okolinska dozvola)

• Energoinvest d.d Sarajevo je u saradnji sa projektantskom kućom Steag iz Njemačke uradio

idejne projekte odsumporavanja i denitrifikacije naše dvije najveće termoelektrane: Tuzle i

Kaknja

• Ovaj komplesni projekat je udružio projektante iz svih oblasti: mašinstva, građevine,

arhitekture, elektrike, automatike, kao i eksperte iz oblasti zaštite na radu, zaštite od požara i

zaštite okoliša, ekonomije i geotehnologije.

Uvod


• Termoenergetska postrojenja utiču na životnu sredinu emisijom polutanata - gasovitih

polutanata (CO2, CO, NOx, SO2 i ugljikovodonici CxHy), čvrstih produkata sagorijevanja

(šljaka i pepeo) i otpadne toplote (zagrijavanje recipijenta toplotom preuzetom iz

kondenzatora ili rashladnih sistema).

• Velike količine oslobođenog sumpor dioksida (SO2) iz termoelektrana zagađuju sve činioce

životne sredine (vazduh, zemljište i vodu). Naročito su opasne tzv. „kisele kiše", koje nastaju

kao posljedica reakcije oksida sumpora i atmosferske vode.

• Od svih oblasti zagađivanja životne sredine, najveća neposredna opasnost po čovjekovo

zdravlje prijeti od zagađenosti vazduha.

• Postupci za smanjenje emisije oksida sumpora usljed sagorijevanja uglja:

1. Odsumporavanje dimnih gasova

2. Prečišćavanje uglja prije procesa sagorevanja (pranje uglja)

3. Gasifikacija uglja

4. Sagorijevanje uglja u fluidizovanom sloju

Odsumporavanje dimnih gasova - ODG


• Smanjenje emisije SO2 odsumporavanjem dimnih plinova može se podijeliti na dva osnovna

postupka: regeneracijski i neregeneracijski postupak.

• Kod regeneracijskih postupaka dobije se SO2 koji se dalje može koristiti za dobijanje sumporne

kiseline, elementarnog sumpora ili tekućeg SO2. Ovakvi uređaji su u manjini jer su znatno

složeniji i skuplji.

• Kod neregeneracijskih postupaka dobije se sporedni proizvod koji se ili trajno odlaže ili se

koristi kao sirovina u cementnoj ili građevinskoj industriji.

• Svi postupci za smanjenje emisija sumpornih oksida nakon sagorijevanja uslovno se, prema

kriterijumu dobijenog agregatnog stanja jedinjenja nastalih reakcijom aktivne materije i

sumpor-dioksida, mogu podijeliti na

o suhe,

o polusuhe i

o mokre procese.

Pregled tehnologija ODG


Vlažno ODG

Suho / Polusuho ODG

ODG sa morskom vodom

ODG na bazi amonijaka

Tehnologija

Otvoreni toranj (prisilna oksidacija)

Otvoreni toran (prekinuta oksidacija)

Apsorber sa dvosmjernim ispiranjem gasa

(DCFS)

Two-Circuit Scrubber

Chiyoda Jet Bubbling Reactor

Suhi apsorber sa raspršivačima

Novo integrisano odsumporavanje (NID)

Cirkulirajući fluidizirani sloj (CFB) ODG

Otvoreni toranj

Toranj sa ispunom

Projektno rješenje

Krečnjak

Živi kreč

Kreda

Adipinska kiselina

Mravlja kiselina

Dvobazna kiselina

Živi kreč

Gašeni kreč

Morska voda

Vodeni amonijak

Apsorbent / Aditiv

Otvoreni toranj

Toranj sa ispunom

Izbor optimalnog rješenja za ODG


• Ovisno o specifičnim uvjetima na lokaciji, svaki proces ODG ima svoje prednosti i

nedostatke.

• Za TE Kakanj, zbog visokog sadržaja sumpora u uglju i u skladu s tim emisija SO2, koje

višestruko premašuju ograničenja propisana Pravilnikom o graničnim vrijednostima emisije

iz postrojenja sa sagorijevanje, kao i direktivama 2001/80/EC (LCP) i 2010/75/EU (IED),

zahtijevana efikasnost uklanjanja SO2 u najgorem slučaju iznosi 98%.

• Od svih razmatranih procesa, zahtijevanu efikasnost uklanjanja SO2, odnosno koncentraciju

SO2 u dimnim plinovima od 200 mg/m3n u TE Kakanj, moguće je postići primjenom:

o polusuhog apsorbera sa cirkulirajućim fluidiziranim slojem (CFB), i

o mokrog postupka sa krečnjakom.

Usporedba polusuhog i vlažnog ODG sistema


Polusuho ODG (CFB) Vlažni ODG sistem

Karakteristike • Zadovoljavajuća efikasnost uklanjanja SO2

• Manje kompleksan sistem

• Manja vlastita potrošnja

• Visok omjer Ca/S (cca 1.8)

• Potreban manji prostor

• Manje primjenjivan proces

• U kombinaciji sa SCR poslije ODG

u prednosti zbog bolje efikasnosti

uklanjanja SO3

• Niži investiocioni troškovi

• Viši operativni troškovi

+

+

+

-

+

-

+

+

-

• Vrlo dobra efikasnost uklanjanja SO2

• Prilično kompleksan sistem

• Velika vlastita potrošnja

• Nizak omjer Ca/S (cca 1.03)

• Potreban veći prostor

• Najzastupljniji proces u svijetu

(najdokazaniji)

• Manja efikasnost uklanjanja SO3 i stoga

manje atraktivan u kombinaciji sa SCR

poslije ODG

• Viši investiocioni troškovi

• Niži operativni troškovi

++

-

-

+

-

+

-

-

+

Reagens • Živi kreč (skup reagens) - • Krečnjak (jeftin reagens) +

Nusprodukt • Nekomercijalna mješavina pepela, reagensa,

kalcijum sulfita i kalcijum sulfata

• Bez tečnog otpada

-

+

• Komercijalni gips

• Otpadna voda

+

--

Legenda: ++ vrlo dobro / + dobro / - loše / -- vrlo loše

Vlažni ODG sistem


Booster Fan

Dimni gasovi

Prečišćeni dimni gasovi

Zrak za

oksidaciju

Toranj apsorbera

Procesna

voda

Silos za

krečnjak u

prahu

Priprema

suspenzije

krečnjaka

Isporuka krečnjaka u prahu

Hidrociklon

Trakasti vakuum filter

Gips

Otpadna voda

Bazen

reciklirane

vode

Ka zajedničkom dimnjaku

Silos

Koncept i glavne komponente


• Zajednički apsorber za blokove 5 i 6 (budući blok 8)

• Zaseban apsorber za blok 7

• Kada se blok 8 pusti u rad, blokovi 5 & 6 će se ugasiti ili rekonstruisati

• Apsorberi sa 5-7 (2 u rezervi za blok 8) redova mlaznica i eliminatorom kapljica

• Mlin za mljevenje krečnjaka van kruga termoelektrane

• Isporuka krečnjaka kamionima

• Priprema suspenzije krečnjaka za blokove 5, 6 i 7, kao i za budući blok 8

• Zajedničko postrojenje za tretman otpadnih voda za odvajanje teških metala, čvrstih čestica i soli

• Novi buster ventilator postavljen prije apsorbera (jedan za svaki apsorber)

• Silos gipsa za skladištenje gipsa za prodaju

• Korištenje postojećeg 300 m dimnjaka, bez rekonstrukcije u vlažni dimnjak

Dentrifikacija dimnih gasova - DeNOx


• Azotni oksidi NOX koji se ispuštaju tokom sagorijevanja sastoje se uglavnom od azotnog

monoksida NO, ali mogu biti prisutni i međutim niski udjeli NO2 (obično ne više od 5% od

ukupnih NOx), kao i tragovi drugih azotnih oksida (npr N2O).

• Postupci za smanjenje emisije azotnih oksida pri sagorijevanju uglja mogu se podijeliti u dvije

grupe:

primarne mjere (modifikacija procesa sagorijevanja),

sekundarne mjere (prečišćavanje dimnih gasova).

• Primarne mjere se odnose na sniženje temperature sagorijevanja i smanjenje koeficijenta viška

vazduha (kao dva najvažnija faktora za nastanak azotnih oksida), te između ostalog uključuju

sljedeće modifikacije proces sagorijevanja:

višestepeno dovođenje vazduha u ložište,

recirkulacija dimnih gasova

višestepeno uvođenje goriva

primjena gorionika sa niskom emisijom azotnih oksida.

Denitrifikacija dimnih gasova - DeNOx


• Tehnike redukcije za NOx kroz sekundarne mjere (mjere nakon sagorijevanja) se općenito

mogu poduzeti pomoću:

Selektivne nekatalitičke redukcije (SNCR);

Selektivne katalitičke redukcije (SCR);

Hibridnog sistema koji se sastoji od kombinacije SNCR i SCR (hibridni SNCR).

• U TE Kakanj, registrovana je visoka specifična emisija NOx. Trenutne primarne mjere za

smanjenje emisija NOx koje se primjenjuju, jesu upotreba vrtložnih plamenika s niskom

emisijom NOx i višestepeno sagorijevanje (dodatni zrak za sagorijevanje), što međutim, nije

dovoljno da se smanji emisija NOx na potrebnu graničnu vrijednost od 200 mg/m3n,

(potrebna je 80% efikasnost uklanjanja NOx), te je stoga potrebno primjeniti i sekundarne

mjere za smanjenje NOx u TE Kakanj.

Izbor optimalnog rješenja za DeNOx


DeNOxSCR sa visokim

saržajem prašineSCR poslije ODG

Višestepeno

sagorijevanjeSNCR

moguće smanjenje emisije < 200 mg/m³n < 200 mg/m³n

Do 70 %

(u zavisnosti od

dosad poduzetih

mjera)

max. 50 %

dodatna opremaSCR reaktor, skladište

amonijaka

SCR reaktor, skladište

amonijaka

izmjenjivač toplote

gas-gas, spiralni parni

zagrijač

gorionici, OFA,

BOFA, ROFA,

recirkulacija

ubrizgavanje,

skladište reaktanata

neophodna rekonstrukcija

postojeće opreme+ + kotao kotao

raspoloživi prostor o - + +

raspoloživost blokova - o o o

fleksibilnost u radu o o o -

potrošnja pomoćnih sirovina - - ++ --

proizvodnja nusprodukatapepeo (veći nivo

amonijaka)o o

pepeo (veći nivo

amonijaka)

skladištenje i priprema pomoćnih

sirovina- - + --

odlaganje nusprodukata potencijalna deponija o o deponija

sigurnosni aspekti - - + o

period prekida rada o o - -

potencijalni dobavljači o o o o

poredak koncepata za blok 5 & 6 4. 2. 1. 3.

poredak koncepata za blok 7 2. 1. 3.

Izbor optimalnog rješenja za DeNOx – SCR konfiguracija


SCR sa visokim sadržajem prašine SCR sistem poslije ODG-a

Karakteristik

e

• Dovoljna učinkovitost uklanjanja NOx

• Više operativnih izazova (erozija / začepljenje

katalizatora) zbog vrlo visoke koncentracije

prašine

• Zbog visoke koncentracije SO3 i konverzije,

dolazi do formiranja većih količina amonijevog

bisulfata => problemi u komponentama

elektrane poslije DeNOx sistema / brža

deaktivacija katalizatora

• Manja vlastita potrošnja energije /

potrošnje pare

• Manja površina

• Manje reaktivan katalizator zahtijeva

katalizator većeg volumena

• Zaseban reaktor za svaki blook

• Niži operativni troškovi

+

--

-

+

+

-

-

+

• Dovoljna učinkovitost uklanjanja NOx

• Ne očekuju se operativni izazovi zbog

prašine u dimnim plinovima

• Zbog manje koncentracije SO3 i

konverzije, javlja se manje problema

zbog pojave amonijevog bisulfata

• Potrebno predgrijavanje dimnih

plinova => veća potrošnja pare

• Velika površina

• Može biti korišten visoko reaktivan

katalizator

• Zajednički reaktor za blokove 5&6

• Viši operativni troškovi

+

+

+

-

-

+

+

-

Legenda: ++ vrlo dobro / + dobro / - loše / -- vrlo loše

SCR tehnologija


Ammonia Flue gas

reheating

Ammonia-air dilution

SCR DeNOx Reactor

SCR Catalyst

Spare Catalyst layer

Clean gas

SCR Bypass

SCR Catalyst

SCR Catalyst

T = 325°CT = 285°C

T = 90 °C

T = 325°C

Raw gas

Steam-heated dilution air

Steam

T = 400°C

TE Kakanj - ODG i DeNOx postrojenje


Idejni projekat za postrojenje ODG blokova 5 i 6u TE Tuzla


Idejni projekat je urađen za dva različita koncepta ODG sistema:

• Koncept 1:

Zaseban apsorber za blokove 5 i 6 sa zajedničkim postrojenjima za pripremu

krečnjaka i sušenje gipsa.

• Koncept 2:

Jedan zajednički apsorber za blokove 5 i 6 sa zajedničkim postrojenjima za pripremu

krečnjaka i sušenje gipsa.

Izbor optimalnog rješenja za ODG –Vlažni ODG sistem


Dimni gasovi

Prečišćeni dimni gasovi

Toranj apsorbera

Procesna

voda

Hidrociklon

Trakasti vakuum filter

Bager stanica

Buster ventilator

Zrak za

oksidaciju

Priprema

suspenzije

krečnjaka

Isporuka krečnjaka u prahu

Otpadna voda

Bazen

reciklirane

vode

Silos za

krečnjak u

prahu Gips

Koncept i glavne komponente


• Zajednički ili odvojeni apsorber za blokove 5 i 6

• Apsorber sa 4 redova ubrizgavanja i eliminatorom kapi

• Drobilica za krečnjak van gradilišta

• Isporuka krečnjaka u prahu kamionima

• Priprema mješavine krečnjaka za blokove 5 i 6

• Zajedničko postrojenje za tretman otpadnih voda za teške metale,

čvrste tvari i odvajanje soli

• Novi buster ventilator prije apsorbera (po jedan za svaki blok)

• Skladište za gips tržišne kvalitete

• Ispuštanje mokrih prečišćenih dimnih gasova preko vlažnog dimnjaka

na vrhu apsorbera

TE Tuzla – ODG postrojenje, Koncept 1


Zasebni

apsorber za

blok 5 i blok 6

TE Tuzla – ODG postrojenje, Koncept 2


Zajednički

apsorber za

blokove 5 i 6

Izazovi projekta


Projektovanje postrojenja za odsumporavanje i denitrifikaciju je bio izazov sa nizom prepreka koje

je bilo potrebno premostiti.

Agresivno radno okruženje koje vodi do korozije, erozije i abrazije

Suhi/vlažni dimnjak

Raspoloživi prostor

Uklapanje sa postojećim inastalacijama

Vlastita potrošnja

Drago nam je reći da smo za sve navedene probleme iznašli optimalno projektno rješenje

12. decembar 2017. - bhkcigre.ba · odsumporavanje dimnih gasova 2. prečišćavanje uglja prije...

Documents