Iskustva Firme Rafako Sa u Projektovanju i Izgradnji Postrojenja Za Odsumporavanje Dimnih Gasova Objekata Industrijske e

Jacek ]elecki, Jeì 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 polusuvim 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, montaè, pu{tawa u rad, primopredaje, rad i mogu}- nosti primene u budu}im projektima. Saèto 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 ìvotne sredine ~esto je omalovaàvana 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 ìvotne sredine, ili sledi upropa{}avawe ìvotne sredine, i uni{-

tewe ìvota na planeti. Posebno je uo~qivo zaga|ewe vazduha i vode. Su{e se i

umiru {ume, ginu retke vrste biqaka i ìvotiwa. 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 ugroènosti ìvota 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 trì{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 ìvotne 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 loì{ta sa sagorevawem u fluidizovanom sloju,

• primena raznih tehnika delovawa u samom loì{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 trì{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 loì{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 loì{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 loì{te, i to:

– kre~wak sadràja CaCO3 iznad 90%,

– hidratizovani kre~ Ca(OH)2,

– nega{eni kre~ CaO, i

– dolomit CaCO3 + MgCO3.

Na~in dozirawa sorbenta u loì{te:

– neposredno me{awe sa ugqem (npr. u mlinu),

– uduvavawe u loì{te oko plamena, i

– uduvavawe u loì{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 loì{te, u zavisnosti od molskog odnosa Ca/S. Na sl. 2.

prikazano je postrojewe za realizaciju suvog postupka.

Posle ubacivawa u loì{te sorbent se razlaè, 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 loì{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 moè prouzrokovati

topqewe ~estica sorbenta i intenzivnu reakciju CaO sa mineralima koje sadrì

ugaq. Sem toga, na efikasnost odsumporavawa ovim postupkom uti~u i slede}e

veli~ine:

– koli~ina doziranog sorbenta,

– kvalitet mlevewa doziranog sorbenta,

– sadràj alkalnih metala u sorbentu (~isto}a sorbenta),

– sadràj alkalnih metala u pepelu ugqa,

– vreme boravka (kontakta) sorbenta sa dimnim gasovima u loì{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, postiè 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 loì{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:


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 + ½O2 ® CaSO4 + DQ

CaO + H2O ® Ca(OH)2 + DQ


Ca(OH)2 + SO2 ® CaSO3 + H2O + DQ

Ca(OH)2 + SO2 + H2O + ½O2 ® CaSO4 + 2H2O + DQ

U raspr{iva~u, usled vlaèwa 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 sniàva 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 taloì u dowem delu, odakle se uklawa kao otpadni proizvod procesa.

Efikasnost odsumporavawa koja se postiè u eksploataciji iznosi oko

70%, {to u slu~aju elektrana koje sagorevaju ugaq sa relativno niskim sadràjem

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

Sadràj sumpora u gorivu: maks. 1,5%

Sadràj 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

Raspoloìvost: min. 97%


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 postiè sniàvawe tem per a ture dimnih gasova i wihovo vlaèwe,

– zona odsumporavawa, u koju se dovodi sorbent recirkulacijom iz ure|aja za ot-

pra{ivawe, i

– zona odsumporavawa, u koju se protivstrujno dovodi sveì 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 izloèn 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 zasluùju 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 moè 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 moè

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 moè da

bude iskori{}eno za ~i{}ewe dimnih gasova, kada je gorivo uqe za loèwe sa

visokim sadràjem sumpora ili ugaq, a tako|e moè 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 loì{ta, otpad moè da se dovodi na temperaturi 90‡120 °C.

Iskqu~ivawe ~vora kondicionirawa dimnih gasova omogu}ava da se ostvari ve}

spomenuta efikasnost, kao i odràvawe 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 dostiè 90‡95%. Postupak se zasniva na

ispirawu dimnih gasova vodenom suspenzijom kre~a ili kre~waka u absorbcionom


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 raspoloìvost. Postrojewe je

prilago|eno za odsumporavawe dimnih gasova pri sagorevawu ugqa sa niskim i

visokim sadràjem 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

Raspoloìvost >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%

Sadràj hlorida £0,01%

Otpadni proizvod:

Koli~ina 32 m3/h

Sadràj te{kih metala maks. 1 mg/l

Sadràj stalnih ~estica maks. 30 mg/l

Sadràj (SO4)-2 2000 mg/l

Sadràj Cl- 25.000 mg/l

Termoelektrana Belhatov

TE Belhatov je najve}a konvencionalna TE u Evropi koja sagoreva mrki

ugaq. îne je dvanaest energetskih blokova snage 360 MWe svaki. Zajedni~ka in-

stalisana snaga iznosi 4320 MWe.


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-

taù 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

Sadràj sumpora u ugqu sred. 0,75%

maks. 1,20%

Sadràj SO2 u suvim dimnim gasovima sred. 4 500 mg/Nm3

maks. 5 500 mg/Nm3

Garantovana efikasnost

za sadràj 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 raspoloìvost 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 predloìti 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.


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) moè 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 raspoloìvost sorbenta. Raspoloìvost 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 sadrè 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/Sadràj 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


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



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

Documents

Iskustva Firme Rafako Sa u Projektovanju i Izgradnji Postrojenja Za Odsumporavanje Dimnih Gasova Objekata Industrijske e