Upload
nathaniel-ross
View
52
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
s
Citation preview
Jacek ]elecki, Je`i Mazurek, Slavomir Osicki
Fabrika kotlova RAFAKO S. A.
Ra~ibu`, Poqska
Iskustva firme RAFAKO S. A. u projektovawui izgradwi postrojewa za odsumporavawedimnih gasova objekata industrijske energetike
Stru~ni radUDC: 662.992.84-912BIBLID: 0350-218X, 30 (2004), 1-4, 105–120
U radu su prikazana iskustva firme RAFAKO S. A. koja se odnose napostrojewa za odsumporavawe dimnih gasova, posebno na postro-jewa za odsumporavawe dimnih gasova vla`nim postupkom u elek-trani Belhatov i postrojewa za odsumporavawe dimih gasova polu- suvim postupkom u elektrani Sjer{a i kombinovanom postrojewuLo| u Poqskoj.U ovom radu su pretstavqene osnovne karakteristike, radni para-metri, garantovani parametri i iskustva koja se odnose na procesprojektovawa, monta`e, pu{tawa u rad, primopredaje, rad i mogu}- nosti primene u budu}im projektima. Sa`eto su opisani nekiproblemi vezani za konstrukciju i eksploataciju postrojewa iprimewene metode wihovog re{avawa.
Kqu~ne re~i: postrojewa za odsumporavawe dimnih gasova, po-strojewa za odsumporavawe dimnih gasova polusuvimpostupkom, iskustva, konstrukcija i eksploatacija
Uvod
Razvoj dru{tva je neraskidivo povezan sa razvojem industrije. Istorija
jasno pokazuje dominantan uticaj razvoja industrije na dru{tveni napredak. Dvade-
seti vek je istovremeno pokazao da razvoj industrije dovodi i do degradacije ̀ ivotne
sredine. Briga za za{titu `ivotne sredine ~esto je omalova`avana i ustupala je
mesto te`wi da se ostvari {to ve}a dobit sa {to mawim tro{kom. Op{te su poznati
slu~ajevi neracionalnog, ~ak pqa~ka{kog ekonomisawa. Rezultati ovakve delat-
nosti mogu se videti svakog dana. Mnogi od wih }e ostati i uticati na na{u ̀ ivotnu
sredinu jo{ desetine, a u mnogim slu~ajevima i stotine godina. Pred ~ove~anstvom je
alternativa ‡ ili }e se daqi napredak razvijati kontrolisano, stimulisan brigom
105
za za{titu `ivotne sredine, ili sledi upropa{}avawe `ivotne sredine, i uni{-
tewe `ivota na planeti. Posebno je uo~qivo zaga|ewe vazduha i vode. Su{e se i
umiru {ume, ginu retke vrste biqaka i `ivotiwa. Sve ve}i prob lem predstavqa
o{te}ewe ozonskog omota~a, koji nas {titi od {tetnog uticaja sun~evog zra~ewa.
S druge strane, u dru{tvu raste svest o ugro`enosti `ivota na planeti.
Pove}ava se pritisak na vlade zemaqa da pove}aju brigu o za{titi ̀ ivotne sredine,
{to je dovelo do usvajawa niza pravnih akata koji maksimalno ograni~avaju ispu{-
tawe {tetnih supstancija u atmosferu. Da bi se zadovoqili ovi zahtevi na tr`i{tu
su se pojavili energetski kotlovi koji zadovoqavaju emisione propise (npr. kotlovi
sa sagorevawem u fluidizovanom sloju, kombinovani blokovi), kao i postrojewa za
pre~i{}avawe dimnih gasova kotlova u postoje}im elektranama i toplanama. Savre-
mene tehnologije za pre~i{}avawe dinmih gasova i za{titu `ivotne sredine omo-
gu}avaju daqu eksploataciju postoje}ih energetskih objekata.
Ve} 80-tih godina, firma RAFAKO S. A. je po~ela da se bavi problemom
smawewa emisije {tetnih jediwewa sumpora i azota u atmosferu, ugradwom postro-
jewa za smawewe emisije {tetnih supstancija, koriste}i pre svega iskustva renomi-
ranih firmi.
Firma RAFAKO S. A. u oblasti ograni~ewa emisije oksida sumpora i azota
iz energetskih ure|aja, primewuje slede}a re{ewa:
• primena lo`i{ta sa sagorevawem u fluidizovanom sloju,
• primena raznih tehnika delovawa u samom lo`i{tu (primarne mere), i
• kori{}ewe tehnike izdvajawa oksida sumpora i azota iz dimnih gasova (sekun-
darne mere).
Tehnika sagorevawa u fluidizovanom sloju preporu~uje se uglavnom za nove
objekte ili kao zamena prethodne primewene tehnologije. Primarne i sekundarne
mere ograni~ewa emisija oksida sumpora i azota koriste se u kotlovima u eksplo-
ataciji ili u novoizgra|enim kotlovima sa sagorevawem u spra{enom stawu.
Firma RAFAKO S. A. se trudi da bude na ~elu projektno‡proizvo|a~kih
firmi energetskih ure|aja u Poqskoj i te savremene ure|aje nudi svojim klijentima.
Izlaze}i u susret zahtevima tr`i{ta firma RAFAKO S. A. preduzima niz delat-
nosti, sa ciqem da razvije proizvode najvi{eg standarda. U okviru toga firma je
dobila vi{e sertifikata ukqu~uju}i ISO 9001 i ISO 14 001.
Postupci za odsumporavawe dimnih gasova
Firma RAFAKO S. A. nudi isporuku postrojewa za odsumporavawe dimnih
gasova koja omogu}avaju ispuwavawe {irokog opsega zahteva klijenta. Ponu|eni
postupci su:
(1) Postupak FSI
Dozirawe sorbenta neposredno u lo`i{te kotla.
(2) Postupak FSI + Q
Postupak predstavqa kombinaciju postupka FSI i hla|ewa dimnih gasova ras-
pr{ivawem vode u reaktoru koji se nalazi izme|u kotla i filtara.
(3) Postupak WAFIT (metoda koju je razvio RAFAKO S. A.)
Polusuvi postupak koja se sastoji od tri faze:
‡ hla|ewe dimnih gasova,
106
‡ me{awe dimnih gasova sa suvim sorbentom u obliku Ca(OH)2, i
‡ recirkulacija sorbenta i proizvoda reakcije sorbenta i dimnih gasova.
4. Postupak MOWAP (vla`ni metod ‡ licenca firme L&C Steinmüller)
Ispirawe dimnih gasova u separatoru vodenom suspenzijom sorbenta pri ~emu se
kao krajwi proizvod dobija gips.
Navedeni postupci spadaju u grupu apsorbcionih postupaka, u kojima se kao
sorbent koristi prvenstveno nega{eni, hidratizovani kre~ ili kre~wak.
RAFAKO S. A. poseduje i preporu~uje sopstvena re{ewa primarnih postu-
paka (sjediwavawe sa SO2 u lo`i{tu). Firma poseduje tehnologiju WAFIT (polusuvi
postupak), a metode MOWAP, nudi na osnovu zakupqenih licenci, ~ime je stekla
pravo ponude i realizacije „kqu~ u ruke” za kompletna postrojewa vla`nog odsumpo-
ravawa dimnih gasova.
Suvi postupak FSI
Postupak se zasniva na dozirawu suvog sorbenta u lo`i{te, i to:
– kre~wak sadr`aja CaCO3 iznad 90%,
– hidratizovani kre~ Ca(OH)2,
– nega{eni kre~ CaO, i
– dolomit CaCO3 + MgCO3.
Na~in dozirawa sorbenta u lo`i{te:
– neposredno me{awe sa ugqem (npr. u mlinu),
– uduvavawe u lo`i{te oko plamena, i
– uduvavawe u lo`i{te iznad plamena (preporu~eni na~in).
Suvi postupak odsumporavawa zasniva se na apsorbciji sumpora kalcijum-
oksidom CaO iz samlevenog kre~waka, hidratizovanog kre~a ili dolomita. Na sl. 1.
J. ]elecki, J. Mazurek, S. Osicki: Iskustva firme RAFAKO S.A. u projektovawu ...TERMOTEHNIKA broj 1-4 ‡ godina XXX, 105–120 (2004)
107
Slika 1. Efikasnostodsumporavawa suvimpostupkom u zavisnosti odmolskog odnosa Ca/S
pokazana je efikasnost odsumporavawa nakon ubacivawa mlevenog kre~waka ili
hidratizovanog kre~a u lo`i{te, u zavisnosti od molskog odnosa Ca/S. Na sl. 2.
prikazano je postrojewe za realizaciju suvog postupka.
Posle ubacivawa u lo`i{te sorbent se razla`e, tokom dekarbonizacije i
dehidratizaciji saglasno sa reakcijom:
CaCO3 + DQ ® CaO + CO2
Ca(OH)2 + DQ ® CaO + H2O
Nastali kre~ reaguje sa SO2 prema reakciji:
CaO + SO2 ® CaSO3 + DQ
CaO SO O CaSO Q+ + ® +2 2 41
2D
Dehidratizacija nastupa na temperaturama iznad 400 °C, a dekarbonizacija
iznad 750 °C. Dosada{wa iskustva pokazuju, da bi uvo|ewe praha kre~waka u lo`i{te
treba da se vr{i u opsegu temperatura 780‡1200 °C. Temperatura produkata sagore-
vawa u oblastima u koje se uvodi sorbent je jedan od najva`nijih parametara koji
uti~e na efikasnost odsumporavawa. Previsoka temperatura mo`e prouzrokovati
topqewe ~estica sorbenta i intenzivnu reakciju CaO sa mineralima koje sadr`i
ugaq. Sem toga, na efikasnost odsumporavawa ovim postupkom uti~u i slede}e
veli~ine:
– koli~ina doziranog sorbenta,
– kvalitet mlevewa doziranog sorbenta,
– sadr`aj alkalnih metala u sorbentu (~isto}a sorbenta),
– sadr`aj alkalnih metala u pepelu ugqa,
– vreme boravka (kontakta) sorbenta sa dimnim gasovima u lo`i{tu, i
– homogenost me{awa sorbenta sa dimnim gasovima.
108
Slika 2. [ema postrojewa za odsumporavawe suvim postupkom
Optimizacija ovih faktora u toku eksploatacije je te{ka, zbog ~ega se u
praksi, ovom metodom, posti`e efikasnost odsumporavawa u granicama 20‡40% ili
maksimalno 45% (pogledati listu referenci firme RAFAKO S. A.).
Prednosti postupka FSI su:
• niski investicioni tro{kovi,
• jednostavna uzgradwa, i kratak rok realizacije investicije,
• niska cena sorbenta, i
• mali prostor za pomo}ne ure|aje.
Nedostatak metode je mogu}nost zaprqawa grejnih povr{ina kotla, kao i
porast koncentracije ~estica u dimnim gasovima.
Postupak FSI + Q
Prema ovom postupku ({ema instalacije pokazana je na sl. 3) proces odsum-
poravawa se odvija u dve etape.
I etapa ‡ proces redukcije SO2 odvija se prema sli~nom mehanizmu kao u
suvom postupku, {to zna~i da se mleveni sorbent dozira u lo`i{te u oblasti
optimalne tem per a ture za dekarbonizaciju i vezivawe sa SO2.
II etapa ‡ odsumporavawe dimnih gasova obavqa se u raspr{iva~u (skruber)
dimnih gasova sme{tenom izme|u izlaza dimnih gasova iz kotla i ulaza u filtere.
Reakcije koje se odvijaju u procesu FSI + Q su:
J. ]elecki, J. Mazurek, S. Osicki: Iskustva firme RAFAKO S.A. u projektovawu ...TERMOTEHNIKA broj 1-4 ‡ godina XXX, 105–120 (2004)
109
Slika 3. [ema postrojewa za odsumporavawe postupkom FSI + Q
I etapa II etapa
CaCO3 + DQ ® CaO + CO2
Ca(OH)2 + DQ ® CaO + H2O
CaO + SO2 ® CaSO3 + DQ
CaO + SO2 + ½O2 ® CaSO4 + DQ
CaO + H2O ® Ca(OH)2 + DQ
CaO + SO2 ® CaSO3 + DQ
Ca(OH)2 + SO2 ® CaSO3 + H2O + DQ
Ca(OH)2 + SO2 + H2O + ½O2 ® CaSO4 + 2H2O + DQ
U raspr{iva~u, usled vla`ewa dimnih gasova vodom, ~estice CaO, pokri-
vene slojem CaSO4 ili slojem CaSO3, pucaju, stvaraju}i novu povr{inu koja omogu}a-
va daqe vezivawe CaO sa SO2. Koli~ina dovedene vode u potpunosti nadokna|uje
isparenu vodu. Temperatura dimnih gasova na izlazu raspr{iva~a se sni`ava do
vrednosti koja ne prekora~uje ta~ku rose. Ovaj proces pove}ava efikasnost odsum-
poravawa dimnih gasova. U raspr{iva~u znatan deo ~estica se izdvaja iz dimnih
gasova i talo`i u dowem delu, odakle se uklawa kao otpadni proizvod procesa.
Efikasnost odsumporavawa koja se posti`e u eksploataciji iznosi oko
70%, {to u slu~aju elektrana koje sagorevaju ugaq sa relativno niskim sadr`ajem
sagorqivog sumpora omogu}ava da se postignu vrednosti emisije SO2 bliske dozvoqe-
nim.
Tro{kovi investicije za ovu metode ve}i su u pore|ewu sa investicijama za
suvu metodu, za tro{kove izgradwe i ugradwe raspr{iva~a dimnih gasova i sistema
za odvo|ewe nastalog proizvoda.
Ova metoda ne elimini{e ve}inu nedostataka karakteristi~nih za suvo
odsumporavawe, ali ipak neke od wih smawuje, kao na primer:
• u znatno mawoj meri uti~e na porast koncentracije ~estica u dimnim gasovima
ispred elektrofiltera,
• smawuje koli~inu neiskori{}enog sorbenta, i
• pove}ava efikasnost odsumporavawa dimnih gasova.
Nedostaci ove metode su pove}awe investicioniih i eksploatacionih
tro{kova, i ve}i prostor potreban za ugradwu i rukovawe raspra{iva~em.
U pore|ewu sa suvim postupkom, ve}i tro{kovi ugradwe kompezuju se poras-
tom efikasnosti osumporavawa za oko 20‡30%, i smawewem emisije ~estica u at-
mosferu zahvaquju}i smawewu zapra{enosti dimnih gasova ispred elektrofiltera.
Termoelektrana Sjer{a
Ugovor izme|u termoelektrane (TE) Sjer{a i firme RAFAKO S. A. potpisan
je 15. novembra 1996. godine. Predvi|ena je isporuka po sistemu „kqu~ u ruke”
postrojewa za odsumporavawe dimnih gasova polusuvim postupkom za dva energetska
bloka TE Sjer{a, br. 3 i 6 snage 350 MWt svaki. Ugovor je realizovan na osnovu
licence firme L&C Steinmüller, Nema~ka. Postrojewe za odsumporavawe dimnih
gasova u TE Sjer{a je izgra|eno za nekoliko meseci tj. od maja 1997. godine do aprila
1998. godine. Postrojewe za odsumporavawe u TE Sjer{a, zajedno sa ranije ugra|enim
nisko emisionim gorionicima, garantuje zadovoqewe svih ekolo{kih zahteva, i pri
wihovoj eksploataciji ostvarene su dozvoqene granice emisije NOx, SO2 i ~esti~nog
zagadjewa. Dimni gasovi zaga|eni sumpornim oksidima nakon usmeravawa u reaktor
su ispirani suspenzijom sorbenta pripremqenom od nega{enog kre~a i daqe usme-
reni u elektrofiltere u kojima se vr{i odvajawe nastalog proizvoda (sl. 4).
110
Tehni~ki podaci postrojewa za odsumporavaweza kotlove br. 3 i 6 u TE Sjer{a
Elektri~na snaga blokova: 2 ´ 120 MWe
Koli~ina vla`nih dimnih gasova usmeravanih u postrojewe za odsumporavawe
(garantno gorivo, 100% WMT): 2 ´ 494.480 Nm3/h
Sadr`aj sumpora u gorivu: maks. 1,5%
Sadr`aj SO2 u suvim dimnim gasovima
(garantno gorivo, pri O2 = 5,8 vol.%: 4245 mg/Nm3
Garantovana efikasnost odsumporavawa min. 87%
Potro{wa sorbenta (CaO): oko 6,9 Mg/h
Potro{wa procesne vode: oko 40,2 m3/h
Koli~ina nastalog proizvoda: oko 13,3 Mg/h
Raspolo`ivost: min. 97%
J. ]elecki, J. Mazurek, S. Osicki: Iskustva firme RAFAKO S.A. u projektovawu ...TERMOTEHNIKA broj 1-4 ‡ godina XXX, 105–120 (2004)
111
Slika 4. [ema postrojewa za odsumporavawe dimnih gasova polusuvim postupkomza blokove br. 3 i 6 u TE Sjer{a
Postupak WAFIT
Tehnologija WAFIT je savremena polusuva tehnologija odsumporavawa dim-
nih gasova visokog u~inka. Ona se zasniva na tretirawu dimnih gasova sorbentom u
obliku kalcijum hidrooksida Ca(OH)2. [ema postrojewa za odsumporavawe dimnih
gasova predstavqena je na sl. 5.
Pneumatski reaktor je integrisan sa separatorom (elektrofiltrom ili
vre}astim filtrom). Dimni gasovi iz kotla vode se kroz pneumatski reaktor i sep a -
ra tor pomo}u usisnog ventilatora, iz koga se odvode do dimwaka. Proces ~i{}ewa
dimnih gasova se odvija u reaktoru i ure|aju za otpra{ivawe. U reaktoru se mogu
izdvojiti tri zone, u kojima se odvijaju procesi ~i{}ewa dimnih gasova:
– zona kondicionirawa, u kojoj se vr{i raspr{ivawe vode i weno potpuno ispara-
vawe, ~ime se posti`e sni`avawe tem per a ture dimnih gasova i wihovo vla`ewe,
– zona odsumporavawa, u koju se dovodi sorbent recirkulacijom iz ure|aja za ot-
pra{ivawe, i
– zona odsumporavawa, u koju se protivstrujno dovodi sve`i sorbent.
U zoni odsumporavawa, kiseli sastojci dimnih gasova reaguju sa raspr{enim
sorbentom i vodom stvaraju}i neorganske soli. Zbirno odvijawe reakcije pred-
stavqaju formule:
Ca(OH)2 + SO2 ® CaSO3·½H2O + ½H2O
112
Slika 5. [ema postrojewa za odsumporavawe postupkom WAFIT
Ca(OH)2 + SO2 + H2O + ½O2 ® CaSO4·2H2O
Ca(OH)2 + SO3 + H2O ® CaSO4·2H2O
Ca(OH)2 + 2HCl ® CaCl2·2H2O
Ca(OH)2 + 2HF ® CaF2
Ca(OH)2 + CO2 ® CaCO3 + H2O
Nastali proizvodi ~ine me{avinu pepela, sulfita, sulfata, hlorida, flu-
orida i kalcijumkarbonata sa kre~om koji nije bio izlo`en reakciji, kao i druge
ne~isto}e uklowene iz dimnih gasova. Nastali proizvod se odvodi do rezervoara.
Tehnologia WAFIT ima veoma dobre tehni~ko-ekonomske pokazateqe:
• efikasnost uklawawa SO2 u zavisnosti od tem per a ture procesa i molskog odnosa
Ca/S je 70‡95%, i
• efikasnost uklawawa SO3, HCl i HF je iznad 90%.
Posebnu pa`wu zaslu`uju niska potro{wa energije i sorbenta ‡ Ca/S
(1,05‡1,25), znatno smawena potro{wa vazduha pod pritiskom u odnosu na tradicio-
nalnu polusuvu tehnologiju pre~i{}avawa dimnih gasova. Dinami~na eksploata-
ciona karakteristika dozvoqava brzo pu{tawe i zaustavqawe postrojewa. Vreme
pu{tawa do postizawa zadate efikasnosti pre~i{}avawa dimnih gasova iznosi
mawe od 30 minuta. Vreme pu{tawa u slu~aju kratkotrajnog zastoja iznosi mawe od 5
minuta. Postrojewe mo`e da radi u {irokom opsegu promene protoka dimnih gasova
‡ 50‡100%. Dobra strana ovog postrojewa je kompaktna konstrukcija, ~ime je omogu-
}ena ugradwa izme|u kotla i postoje}eg ure|aja za otpra{ivawe. Postrojewe mo`e
da radi samostalno ili zajedno sa postoje}im ure|ajima. U slu~aju ~i{}ewa dimnih
gasova konvencionalnih kotlova sa delimi~nim ili bez uvodnog otpra{ivawa dobi-
ja se proizvod, koji, nakon me{awa sa vodom, stvara stabilizat. Postrojewa mo`e da
bude iskori{}eno za ~i{}ewe dimnih gasova, kada je gorivo uqe za lo`ewe sa
visokim sadr`ajem sumpora ili ugaq, a tako|e mo`e biti upotrebqeno pri spaqi-
vawu otpada, kako industrijskog, tako i komunalnog. U slu~aju, kada se zahteva
efikasnost odsumporavawa dimnih gasova samo 60‡80% ili u slu~aju pre~i{}avawa
dimnih gasova iz lo`i{ta, otpad mo`e da se dovodi na temperaturi 90‡120 °C.
Iskqu~ivawe ~vora kondicionirawa dimnih gasova omogu}ava da se ostvari ve}
spomenuta efikasnost, kao i odr`avawe ulazne tem per a ture dimnih gasova na nivou
tem per a ture izlaznih. To omogu}ava eksploataciju postrojewa bez uticaja na emisi-
ju zaga|iva~a.
Kre~no-mokri postupak
Odsumporavawe dimnih gasova kre~no-mokrim postupkom je najpoznatija
me|u do sada poznatim visoko efikasnim metodama uklawawa SO2 iz dimnih gasova.
Efikasnost odsumporavawa ovom metodom dosti`e 90‡95%. Postupak se zasniva na
ispirawu dimnih gasova vodenom suspenzijom kre~a ili kre~waka u absorbcionom
J. ]elecki, J. Mazurek, S. Osicki: Iskustva firme RAFAKO S.A. u projektovawu ...TERMOTEHNIKA broj 1-4 ‡ godina XXX, 105–120 (2004)
113
reaktoru, ~ime se dobija sulfit kre~a CaSO3. Dodatno zasi}ewe kiseonikom omogu-
}ava konverziju CaSO3 u CaSO4, koji po izdvajawu iz rastvora ide daqe na obradu
(ispirawe i su{ewe) kojom se kona~no dobija gips (CaSO4·2H2O).
Prah kre~waka ili nega{enog kre~a, nakon pripreme u obliku vodene
suspenzije, ubacuje se pomo}u pumpi u apsorber. Specijalan sistem cirkulacionih
pumpi, cevovoda i sistema mlaznica garantuje intenzivno ispirawe dimnih gasova u
apsorpcionom torwu. Efikasnost procesa u velikom stepenu zavisi od intenziv-
nosti ispirawa dimnih gasova.
U procesu odsumporavawa dimnih gasova kre~no-mokrim postupkom, iz dim-
nih gasova se dodatno uklawaju jediwewa HCl i HF, kao i pepeo. Jediwewa hlora i
fluora ulaze u sastav otpada nastalog u procesu su{ewa gipsa. Ovaj otpad se daqe
predaje na hemijsku obradu u ciqu izdvajawa te{kih metala. Kao posledica ispirawa
dimni gasovi su rashla|eni do tem per a ture oko 50 °C, zbog ~ega je neophodno wihovo
ponovno zagrejavawe pre upu}ivawa u dimwak. Mogu}e je ipak rashla|ene dimne
gasove uvesti u dimwak, bez zagrevawa dimnih gasova u specijalnom greja~u, npr. u
regenerativnom zagreja~u dimnih gasova GAVO. Ovakav sistem omogu}ava smawewe
investicionih tro{kova, a zbog, smawewa otpora strujawu dimnih gasova smawuju se
i eksploatacioni tro{kovi usled potro{we energije za pogon ventilatora.
Sistem odvo|ewa dimnih gasova iz postrojewa za odsumporavawe kre~no-
-mokrim postupkom u dimwak je sistem koji se ~esto primewuje u nema~koj energe-
tici. Tako|e postoji mogu}nost odvo|ewa dimnih gasova pomo}u „mokrog dimwaka”
ugra|enog na apsorberu. Prob lem obrade dimnih gasova iza postrojewa zahteva svaki
put analizu koja uzima u obzir lokalne uslove za dati objekat. Postrojewa za
odsumporavawe dimnih gasova, koja rade po kre~no-mokrom postupku ‡ s obzirom na
visoku efikasnost i relativno nisku potro{wu sorbenta i mogu}nost iskori{}a-
vawa otpadnog produkta (gipsa) ‡ na{le su {iroku primenu u elektranama Nema~ke,
Japana i SAD. Trenutno vi{e od 90% postrojewa za odsumporavawe dimnih gasova
uzgra|enih u svetu radi na osnovu ove tehnike.
Termoelektrana Javo`no III
RAFAKO S. A., zajedno sa firmom L&C Steinmüller iz Nema~ke, dobio je 1991.
godine ten der i potpisao ugovor za isporuku postrojewa za odsumporavawe dimnih
gasova mokrim postupkom za TE Javo`no III. Na ovom objektu obavqa se odsumpora-
vawe dimnih gasova za ~etiri kotla OP-650 (blokovi 200 MWe). Ugra|ena su dva
apsorbera, a do svakog se dovode dimni gasovi iz dva kotla u ukupnoj koli~ini po dva
puta oko 1,850.000 Nm3/h. Postrojewa za odsumporavawe dimnih gasova za TE Javo`no
III bila su pu{tena u pogon 1996. godine, i to je jedno od najve}ih postrojewa ovog tipa
u Poqskoj. Za vreme probnog rada ostvarene su garantovane vrednosti emisije SO2 na
svim optere}ewima, a istovremeno je ostvarena puna raspolo`ivost. Postrojewe je
prilago|eno za odsumporavawe dimnih gasova pri sagorevawu ugqa sa niskim i
visokim sadr`ajem sumpora.
Ugovorni parametri postrojewa za odsumporavawe u TE Javo`no III
Efikasnost odsumporavawa >95,6%
114
Koli~ina dimnih gasova 2 ´ 1,850.000 Nm3/h
Koncentracija SO2 u pre~i{}enim dimnim gasovima £200 mg/Nm3
Raspolo`ivost >95%
Potro{wa kre~waka u prahu 25 t/h
Potro{wa procesne vode maks. 262 m3/h
Koli~ina proizvedenog gipsa (vla`nost 10%) maks. 49,5 t/h
Parametri gipsa (maseni %):
Vla`nost £10%
Stepen ~isto}e 90%
MgO rastvorqiv £0,1%
Sadr`aj hlorida £0,01%
Otpadni proizvod:
Koli~ina 32 m3/h
Sadr`aj te{kih metala maks. 1 mg/l
Sadr`aj stalnih ~estica maks. 30 mg/l
Sadr`aj (SO4)-2 2000 mg/l
Sadr`aj Cl- 25.000 mg/l
Termoelektrana Belhatov
TE Belhatov je najve}a konvencionalna TE u Evropi koja sagoreva mrki
ugaq. ^ine je dvanaest energetskih blokova snage 360 MWe svaki. Zajedni~ka in-
stalisana snaga iznosi 4320 MWe.
J. ]elecki, J. Mazurek, S. Osicki: Iskustva firme RAFAKO S.A. u projektovawu ...TERMOTEHNIKA broj 1-4 ‡ godina XXX, 105–120 (2004)
115
Slika 6. TE Javo`no III ‡ postrojewe za odsumporavawe dimnih gasova
Prvi blok je pu{ten u rad 1982. godine, a posledwi 1988. godine. Potro{wa
ugqa je oko 34 miliona tona godi{we. Godi{wa proizvodwa elektri~ne energije
iznosi 28 milijardi kWh, {to ~ini oko 20% proizvodwe u Poqskoj. Zahvaquju}i
pogodnoj lokaciji, savremenoj tehnici i veli~ini elektrane, u woj proizvedena
energija je najjeftinija u Poqskoj. Tako velika snaga elektrane tako|e ima svoju
cenu. Do nedavno TE Belhatov zauzimala je ~elno mesto u svetu po emisiji SO2. U 1990.
godini ona je emitovala oko 335.000 tona SO2, dok je ukupna emisija sumpornih oksida
u Poqskoj iznosila u toj godini oko 2 miliona tona. Visoke vrednosti emisije SO2
dovele su do dono{ewa odluke o izgradwi postrojewa za odsumporavawe dimnih
gasova.
Me|unarodni konkurs raspisan je 1995. godine za izgradwu dva nova postroje-
wa za odsumporavawe dimnih gasova za blokove 5 i 6 sa kori{}ewem iste tehnologije.
Konkurs je obuhvatao projektovawe, proizvodwu i isporuku neophodne opreme, mon-
ta`u na mestu izgradwe, pu{tawe, probni rad instalacije i prate}ih objektata, kao i
projekat za temeqe i neophodne promene tehnolo{kog sistema. Pobednik na kon-
kursu je bila firma RAFAKO S. A., koja je imala licencu-pravo za samostalnu ponudu
i realizaciju postrojewa za odsumporavawe mokrim postupkom na bazi kre~a. U
februaru 2000. godine je predata prva linija za odsumporavawe dimnih gasova za blok
br. 6, a u martu 2000. godine linija za blok br 5. U 2000. godini TE Belhatov raspisala
je slede}i me|unarodni konkurs za postrojewa za odsumporavawe dimnih gasova za
slede}a dva energetska bloka br. 7 i 9. Kao i u prethodnom slu~aju, RAFAKO S. A. je
izabran kao najpovoqniji ponu|a~. Investicija je realizovana saglasno sa planom
rada u 2003. godine. Iste godine raspisan je slede}i me|unarodni konkurs za pos-
trojewe za odsumporavawe dimnih gasova za slede}a dva energetska bloka br. 3 i 4 i
ovaj put je ponuda firme RAFAKO S. A. izabrana kao najpovoqnija. Termin zavr{et-
ka realizacije tog poduhvata planiran je za 2007. godinu. Tehnolo{ka {ema instala-
cije dimnih gasova za blokove br. 5 i 6 predstavqena je na sl. 7.
Osnovni tehni~ki pokazateqi i parametri postrojewa
Snaga bloka 2 ´ 360 MWe
Koli~ina vlaznih dimnih gasova sred. 2 ´ 1,700.000 Nm3/h
maks. 2 ´ 2,100.000 Nm3/h
Sadr`aj sumpora u ugqu sred. 0,75%
maks. 1,20%
Sadr`aj SO2 u suvim dimnim gasovima sred. 4 500 mg/Nm3
maks. 5 500 mg/Nm3
Garantovana efikasnost
za sadr`aj SO2 5500 mg/Nm3 pri 6% O2
u suvim dimnim gasovima 93%
Potro{wa kre~waka 105%
Potro{wa vode maks. 130 m3/h
Koli~ina gipsa vla`nosti 10% maks. 26.700 kg/h
Minimalna raspolo`ivost 97%
116
Osnovni kriterijumi za izbor tehnologijeodsumporavawa dimnih gasova
Uzimaju}i u obzir raznovrsnost kotlovskih instalacija u odnosu na wihovu
veli~inu, vrstu ugqa koji se koristi i lokalne uslove, te{ko je predlo`iti jednu,
univerzalnu, tehnologiju odsumporavawa dimnih gasova. Proces optimalnog izbora
tehnologije odsumporavawa dimnih gasova u datim uslovima mora da bude prethodno
detaqno analiziran prema raznovrsnim kriterijumima, od kojih su najbitniji sle-
de}i:
(1) Koli~ina i sastav dimnih gasova, kao i zahtevana efikasnost odsumporavawa
(2) Mogu}nost izgradwe postrojewa na objektu
Svako postrojewe za odsumporavawe dimnih gasova ima u svom sastavu ure|a-
je i velikogabaritne elemente, ~ija mogu}nost izgradwe na objektu ograni~ava real-
nost primene date tehnologije.
J. ]elecki, J. Mazurek, S. Osicki: Iskustva firme RAFAKO S.A. u projektovawu ...TERMOTEHNIKA broj 1-4 ‡ godina XXX, 105–120 (2004)
117
Slika 7. [ema postrojewa za odsumporavawe dimnih gasova u TE Belhatov
Najmawe zahteve u tom pogledu postavqa suvi postupak, u kome se glavni
sistem (rezervoar sorbenta sa sistemom za dozirawe) mo`e smestiti u kotlarnicu
ili ~ak iza we.
Polusuva metoda zahteva dodatno mesto izme|u kotla i separatora za izgrad-
wu reaktora (skrubera).
Postrojewe vla`no-kre~ne metode ima slede}e glavne velikogabaritne
elemente:
‡ ab sorber,
‡ rezervoar havarijskog pra`wewa,
‡ zagreja~ dimnih gasova,
‡ objekat za su{ewe gipsa i pre~i{}avawe otpada,
‡ magacin gipsa, i
‡ magacin sorbenta ili objekat za mlevewe i pripremu sorbenta.
(3) Tro{kovi investicije i eksploatacije
Kori{}ewe bilo koje metode odsumporavawa dimnih gasova povezano je sa
dodatnim investicionim i eksploatacionim tro{kovima. Tro{kovi se oblikuju u
zavisnosti od specifi~nosti energetskog objekta, wegove veli~ine, vrste i hemij-
skog sastava goriva, mogu}nosti rasporeda postrojewa itd., kao i vrste primewene
metode.
Zahtev za postizawe {to ve}e efikasnosti odsumporavawa nerazdvojivo je
povezan sa porastom navedenih tro{kova. Najskupqa metoda, koja ujedno dozvoqava
postizawe najve}e efikasnosti, je kre~no-mokra metoda. Najjeftinija od pred-
stavqenih metoda je suva metoda, koja omogu}ava postizawe efikasnosti odsumpo-
ravawa do 40%.
Pri izboru odgovaraju}e metode odsumporavawa treba uzeti u obzir slede}e
parametre postrojewa:
– potro{wa fluida (procesna voda, tehnolo{ka para itd.),
– potro{wa elektri~ne energije,
– koli~ina procesnog otpadnog proizvoda i tro{kovi wegovog daqeg kori{}ewa, i
– kvalitet procesnog otpadnog proizvoda, mogu}nost wegovog daqeg iskori{}ewa
itd.
Navedeni parametri na bitan na~in uti~u na izbor metode za odsumpora-
vawe dimnih gasova.
Tako|e je bitna raspolo`ivost sorbenta. Raspolo`ivost sorbente je jedan
od kriterijuma, koji treba uzeti u obzir pri oceni tro{kova postrojewa, s obzirom
na wegove razli~ite cene u raznim delovima zemqe. Na primer, mleveni nega{eni
kre~ je veoma efikasan aditiv pri odsumporavawu dimnih gasova u pore|ewu sa, na
primer, kre~wakom, ali ujedno mnogo skupqi.
(4) Vrsta procesnog otpadnog proizvoda kao i mogu}nost wihovog iskori{}avawa
U zavisnosti od primewene metode za odsumporavawe dimnih gasova dobija
se odgovaraju}a vrsta otpadnog proizvoda. U suvom postupku, kao i polusuvom postup-
ku, otpadni proizvod je me{avina pepela sa neizreagovanima CaO i CaCO3, i proiz-
vodom reakcije sumpora sa sorbentom, tj. jediwewa CaSO3 i CaSO4. U mokrom postup-
118
ku, kada se koristi kre~, glavni proizvod je gips CaSO4·2H2O vla`nosti do 10% sa
parametrima koji omogu}avaju wegovo daqe iskori{}avawe. Dodatni proizvod su
otpadne vode iz procesa ispirawa gipsa. Ove otpadne vode sadr`e veliku koli~inu
hlorida, fluorida, sulfata, te{kih metala itd. Wihova daqa prerada u postrojewu
za pre~i{}avawe otpadnih voda omogu}ava eliminaciju {tetnih supstancija, kao
{to su na primer te{ki metali.
Lista referenci RAFAKO S. A. ‡ Instalacije za odsumporavawe
KlijentKotao
Toplotna (t) ‡ elektri~na snaga (e) /
Koli~ina dimnih gasova/Sadr`aj sumpora
u gorivu
[MW] / [Nm3/h] / [%]
Postupakza
odsumpo-ravawe
Efikasnostodsumpo-ravawa
[%]
SorbentKrajwi
proizvod
Godinapu{tawa
u rad
[e}erana GostinOR-32 K1
25t / 75.000 / 0,75 suvikre~ni
30-45Prah
kre~waka
pepeo+ proizvod
odsumporavawa1991.
[e}erana GostinOR-32 K2
25t / 75.000 / 0,75 suvikre~ni
30-45Prah
kre~waka
pepeo + proizvod
odsumporavawa1992.
Elektrana OpoleBP-1150 K1
360e / 1,400.000 / 0,8 suvikre~ni
30Prah
kre~waka
pepeo + proizvod
odsumporavawa1993.
Elektrana OpoleBP-1150 K2
360e / 1,400.000 / 0,8 suvikre~ni
30Prah
kre~waka
pepeo + proizvod
odsumporavawa1994.
Elektrana Opole
BP-1150 K3360e / 1,400.000 / 0,8 suvi
kre~ni30
Prahkre~waka
pepeo + proizvod
odsumporavawa1996.
Elektrana RibnikOP-650
1/3 ´ 200e /293.000/ 0,75 polusuvikre~ni
70Prah
kre~waka
pepeo + proizvod
odsumporavawa1995.
Elektrana Javo`noIIIOP-650 K1,2,5,6
4 ´ 200e /2 ´ 1,850.000 / 1,5 vla`nikre~ni
95Prah
kre~wakagips 1996.
Elektrana Sjer{aOP-380 K3, K6
21 ´ 20e / 2 ´ 538.160 / 1,5 polusuvikre~ni
87Nega{eni
kre~
pepeo + proizvod
odsumporavawa1998.
Elektrana BelhatovK5, K6
2 ´ 360e /2 ´ 2,100.000 / 0,75‡1,2
vla`nikre~ni
93 Kre~wak gips 2000.
Elektrana Belhatov K7, K9
2 ´ 360e / 2 ´ 2,100.000 / 0,75‡1,2
vla`nikre~ni
95 Kre~wak gips 2003.
ElektranaPatnov
460e/ 1,950.000 / 0,6‡1,1 vla`nikre~ni
95 Kre~wak gipsZa vremerealiza-
cije
EC Lo| ‡ 4 100e / 250.000/ 0,95‡1,1 polusuvi 87Nega{eni
kre~
pepeo + proizvod
odsumporavawa
Za vremepu{tawau pogon
Elektrana Belhatov K3, K4
2 ´ 360e / 2 ´ 2,100.000 / 0,75‡1,2
vla`nikre~ni
95 Kre~wak gips 2007.
J. ]elecki, J. Mazurek, S. Osicki: Iskustva firme RAFAKO S.A. u projektovawu ...TERMOTEHNIKA broj 1-4 ‡ godina XXX, 105–120 (2004)
119
Ab stract
RAFAKO S. A. Ex pe ri ences Re lated to Flue GasDesulphurization Plants
by
Jacek CIELECKI, Jerzy MAZUREK, Slawomir OSICKI
Fabryka Kotlów RAFAKO S. A., Racibórz, Po land
This pa per de scribes RAFAKO S. A. ex pe ri ences re lated to flue gas de-sulphurization plants (FGD) par tic u larly to wet FGD plants for Belchatow Power Sta tion and semi-dry FGD for Siersza PS and Lodz CHP in Po land.
There are pre sented the ba sic char ac ter is tics, op er a tion pa ram e ters, guar an teeper for mance and ex pe ri ences re lated to de sign pro cess, erec tion, start-up, com mis sion -ing, op er a tion and pos si bil i ties of their uti li za tion in the fu ture pro jects. There are brieflyde scribed some con struc tion and ex ploi ta tion prob lems and ap plied meth ods of theirsolv ing.
Key words: FGD plants, semi-dry FGD, ex pe ri ences, con struc tion and ex ploi ta tion
Odgovorni autori / Cor re spond ing au thors:E-mail: [email protected] (J. Cielecki) [email protected] (J. Mazurek) [email protected] (S. Osicki)
120