Instalacja odsiarczania spalin metodą DE-emis w KSC S.A. Oddział Cukrownia Krasnystaw

Transkrypt

1 Instalacja odsiarczania spalin metodą DE-emis w KSC S.A. Oddział Cukrownia Krasnystaw Krasnystaw, 20 lutego 2015

2 Przyczyny W celu przygotowania się do rosnących wymagań w zakresie ochrony powietrza w 2016 r. została wykonana instalacja odsiarczania spalin metodą półsuchą z użyciem reagenta De-emis dla dwóch kotłów OR50N o mocy 40,1 MW każdy. Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 2

3 Zakres Inwestycji W zakresie rzeczowym wykonano: Instalację dozowania preparatu DE-eminis, Plac rozładunkowy wraz z drogą dojazdową, Modernizację istniejących filtrów workowych, Wymianę wentylatorów wyciągowych, Instalację odbioru pyłu z kotłów OR50N, Instalację układu sterowania i automatyki, Modernizację systemu PCS na kotłowni węglowej, Modernizację rozdzielni elektrycznych na kotłowni, Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 3

4 Skrócony Harmonogram Inwestycji Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 4

5 Struktura kosztów w zadaniu inwestycyjnym Elektryka i atutomatyka 17% Wentylatory wyciągowe 6% Drogi dojazdowe i place manewrowe 5% Izolacje 1% Instalacja odsiarczania i odpylania 68% Prace drobne 2% Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 5

6 OPIS METODY ODSIARCZANIA SPALIN Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 6

7 TECHNOLOGIA ODSIARCZANIA GAZÓW SPALINOWYCH METODĄ DE-EMIS TECHNOLOGIA ODSIARCZANIA GAZÓW oraz stale zaostrzające się standardy emisji dwutlenku siarki ze spalania węgla kamiennego wymuszają stosowanie wysoce skutecznych metod oczyszczania spalin przy równoczesnym zachowaniu konkurencyjności ekonomicznej produkcji energii cieplnej i elektrycznej ze spalania węgla. Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 7

8 TECHNOLOGIA ODSIARCZANIA GAZÓW SPALINOWYCH METODĄ DE-EMIS Firma OMEGA Sp. z o.o. już w latach 90-tych rozpoczęła prace nad problemem zmniejszania emisji szkodliwych związków siarki i azotu do powietrza. Wychodząc naprzeciw potrzebom rynku podjęliśmy szereg działań, mających na celu dostarczanie wyrobów o najwyższym standardzie i opracowaliśmy półsuchą metodę odsiarczania spalin z wykorzystaniem reagenta De-emis. Oferowane naszym klientom rozwiązania, umożliwiają dotrzymanie wymagań ochrony środowiska przy optymalnym dostosowaniu się do potrzeb użytkownika. Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 8

9 TECHNOLOGIA ODSIARCZANIA GAZÓW SPALINOWYCH METODĄ DE-EMIS Odsiarczanie spalin metodą De-emis jest nowoczesną, wysokosprawną półsuchą technologią oczyszczania spalin. Polega ona na kontaktowaniu spalin z reagentem De-emis. Reagent w postaci roztworu rozpyla się w spalinach bezpośrednio w komorze kotła (w okolicy przewału) lub za kotłem w kanałach spalin w komorze kotła i za kotłem w kanałach spalin (proces dwuetapowy). Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 9

10 TECHNOLOGIA ODSIARCZANIA GAZÓW SPALINOWYCH METODĄ DE-EMIS Dwutlenek siarki zawarty w spalinach reaguje z reagentem w obecności wolnych rodników wytwarzanych in situ. W chemii termin ten jest używany w kontekście reakcji chemicznych, w których występuje nietrwały produkt pośredni generowany celowo z trwałego, ale mniej reaktywnego substratu. Produkt pośredni otrzymany in situ ulega natychmiast dalszym procesom. Bardzo często in situ generowane są wolne rodniki, które są bardzo reaktywne i nie można ich przechowywać w stanie wolnym. Produktem odsiarczanie są więc związki amonowe będące głównymi składnikami ogólnie stosowanych nawozów mineralnych Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 10

11 TECHNOLOGIA ODSIARCZANIA GAZÓW SPALINOWYCH METODĄ DE-EMIS Reagent De-emisR wykorzystywany do procesu składa się z wody amoniakalnej (stężenie około 24%), przyspieszacza katalitycznego w postaci stabilizowanego kwasem wersanowym EDTA nadtlenku wodoru oraz związków żelaza (II ), mającego istotny wpływ na szybkość utleniania S(IV) do S(VI). Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 11

12 TECHNOLOGIA ODSIARCZANIA GAZÓW SPALINOWYCH METODĄ DE-EMIS W zastosowanej technologii produkt poreakcyjny stanowi głównie siarczan amonu (NH 4)2SO 4 oraz inne sole amonowe. Produkt poreakcyjny jest odpadem innym niż niebezpieczny. Oczyszczanie spalin z produktu porekacyjnego odbywa się w filtrach workowych, elektrofiltrach, lub mokrych odpylaczach hybrydowych z wypełnieniem komórkowym i wymiennikiem ciepła w zależności od istniejącej na obiekcie infrastruktury i możliwości technologicznych Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 12

13 TECHNOLOGIA ODSIARCZANIA GAZÓW SPALINOWYCH METODĄ DE-EMIS Proces odsiarczania prowadzony jest tak, aby w wychodzących spalinach zostawał nie przereagowany dwutlenek siarki, celem związania wolnego amoniaku. Stanowi to zabezpieczenie przed emisją wolnego amoniaku do atmosfery. Dodatkowym zabezpieczeniem jest również wszechobecny dwutlenek węgla, który wiąże wolny amoniak, w postaci węglanów i karbaminianu amonowego Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 13

14 ZALETY METODY DE-EMIS wysoka sprawność odsiarczania (od 10% do 95%) prosta obsługa, krótki czas rozruchu i odstawienia instalacji wysoka dyspozycyjność, możliwość pracy w zakresie dużej zmienności strumienia spalin od 10-95% zwarta konstrukcja, która nie wymaga dużych przestrzeni zabudowy proces prowadzony jest powyżej kwasowego punktu rosy co zapobiega korozji niskotemperaturowej produkt poreakcyjny jest odpadem innym niż niebezpieczny lub może stanowić produkt handlowy (jako półprodukt do produkcji nawozów mineralnych) Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 14

15 ZALETY METODY DE-EMIS krótki czas realizacji Inwestycji niskie koszty inwestycyjne w porównaniu z innymi technologiami niski spadek temperatury podczas prowadzenia procesu kotły rusztowe max 10 K, kotły pyłowe max 20 K instalacja nie jest źródłem powstawania ścieków technologicznych i socjalno-bytowych instalacja nie jest znaczącym źródłem hałasu Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 15

16 TESTY INSTALACJI ODSIARCZANIA SPALIN Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 16

17 Testy instalacji i uzyskane wyniki Testy instalacji zostały przeprowadzone na miale węglowym z kopalni Bogdanka o zawartością siarki na poziomie 1% spalanym w kotle OR50 N nr 1 na miale z kopalni śląskich o zawartości siarki 0,4% spalanym w kotle Or50N nr 2 1,01-+0,03 Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 17

18 Parametry kotła w czasie testów Parametry kotła rusztowego OR-50N K1: moc cieplna kotła: 40,1 MW, wydajność 50 ton pary/h, zużycie paliwa: 7,1 t/h, prędkość posuwu rusztu 81% warstwa na ruszcie 8,5 cm, czas pracy: 1759 h temperatura spalin: 135 C, nadmiar powietrza: 1,24 zawartość popiołu: 11,73 %, zawartość siarki palnej: 1,01%. Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 18

19 Schemat instalacji odsiarczania Szlaka kotłowa M Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 19

20 Elementy instalacji odsiarczania Kontener z reagentem Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 20

21 Elementy instalacji odsiarczania Filtry workowe Pompy dozujące reagent Kontener obsługowy Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 21

22 Podłączenie instalacji w kotle Kotłownia węglowa Dysza w kotle OR 50N K-1 OR 50 50N K-2 Przyłącze w kotle Magazyn reagenta Pompownia Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 22

23 Przykładowy wygląd synoptyki do sterowania instalacją odsiarczania spalin dla kotła K-1 Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 23

24 Wyniki pomiarów zawartości tlenków siarki w spalinach K-2 K-1 Miał z kopalni śląskich zawartość siarki 0,4-0,6% Miał z kopalni Bogdanka zawartość siarki 1% Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 24

25 Zawartość siarki w spalinach Wykres uzyskanych emisji tlenku siarki w spalinach dla różnego typu węgla Mg mg/6%o2 Norma obowiązująca 1300 mg/6%o Kopalnie śląskie Bogdanka Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 25

26 Pomiary zawartości tlenku siarki w spalinach K-1 K-1 Bez odsiarczania Z odsiarczaniem Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 26

27 Wykres uzyskanych parametrów redukcji tlenku siarki dla spalanych węgli kamiennych Mg mg/6%o2 Ilosć reagenta Zawartość siarki Norma 400 mg/6%o Węgiel śląski Mg mg/6%o Mg mg/6%o2 Węgiel Bogdanka Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 27

28 Wnioski z okresu działania instalacji odsiarczania spalin Badania wpływu dodawania roztworu DEEMIS do strefy spalania w kotle o temperaturze 400 C wykazały, że wtrysk preparatu w czasie trwania procesu spalania obniżył stężenie tlenku siarki w spalinach z wartości 1927 mgso 2 /O 2 6% (bez wtrysku) do wartości ok. 300 mgso 2 /O 2 6%. Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 28

29 Podsumowanie Instalacja pozwala spełnić ustalone standardy emisyjne dwutlenku siarki na poziomie 400 mgso 2 /O 2 6% Instalacja umożliwia spalanie tańszego węgla o większej zawartości siarki Instalacja pozwala zmniejszyć koszty opłat za emisję gazów spalinowych do atmosfery Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 29

30 Inne instalacje De-emis Obiekt-Nazwa Zamawiający Skuteczność [%] Rok Kocioł pyłowy typu OP -380 ELEKTROWNIA STALOWA WOLA S.A Kotły rusztowe typu: WR -5,WR-10 MIEJSKIE PRZEDSIĘBIORSTWO ENERGETYKI CIEPLNEJ Sp. z o.o Kotły pyłowe typu: 2xOR -35,OR-40 SFW GLIWICE SP. z o.o Kotły rusztowe typu: WR -5,WR-25 Kotły rusztowe typu: 5xWR -5, WRp- 46 Kotły rusztowe typu: WR -5, 2xWR-10, WRm-30 Kocioł rusztowy typu WR-10 Kocioł rusztowy OR50N szt.2. NADWIŚLAŃS KA SPOŁKA ENERGETYCZNA SP. z o.o ŁĘCZYŃSKA ENERGETYKA Sp. z o.o NADWIŚLAŃSKA SPÓŁKA ENERGETYCZNA Sp. z o.o. NADWIŚLAŃSKA SPÓŁKA ENERGETYCZNA Sp. z o.o. KSC SA Oddział Cukrownia Krasnystaw Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 30

31 Odsiarczanie Spalin Cukrownia Krasnystaw 31