Click here to load reader

Metode de retinere a dioxidului de sulf

  • View
    49

  • Download
    8

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Metode de retinere a dioxidului de sulf

Text of Metode de retinere a dioxidului de sulf

  • Universitatea Politehnica Bucuresti

    Facultatea de Chimie Aplicata Si Stiinta Materialelor

    Metode de retinere a dioxidului de sulf

    Student: Biru Cristiana -Flavia

    Anul: IV

    Specializarea: Ingineria Mediului

    An universitar 2014 - 2015

  • Instalaii de desulfurare a gazelor

    Introducere

    Prezena dioxidului de sulf n gazele reziduale este strns legat de natura

    proceselor tehnologice care prelucreaz diverse materii prime cu coninut de sulf

    i n cadrul crora exist cel puin o etap de transformare prin procese de oxidare

    sau n general, de ardere. Din acest punct de vedere, cele mai importante surse

    antropogene de gaze reziduale cu coninut de SO2 sunt:

    1. Industria energetic, prin arderea combustibililor naturali sau sintetici (n

    special a crbunilor i a pcurii sau a altor combustibili petrolieri grei, care au un

    coninut relativ mare de sulf);

    2. Industria de metalurgie neferoas, prin prelucrarea oxidativ

    a sulfurilor metalice de Zn, Pb, Cu etc.;

    3. Industria chimic de prelucrare sau obinere a compuilor cu sulf, n special

    fabricarea acidului sulfuric.

    Prin efectul poluant i cantitile emise anual n atmosfer, dioxidul de sulf

    este principalul poluant gazos, motiv pentru care, de-a lungul timpului i cu att

    mai mult la ora actual, a existat i exist o preocupare intens privind elaborarea

    i aplicarea unor procedee eficiente de desulfurare a gazelor reziduale. Principalele

    probleme pe care le ridic desulfurarea gazelor reziduale cu coninut de SO2 sunt:

    - debitele foarte mari de gaze reziduale (n cazul centralelor electrice avnd valori

    de ordinul 106 Nm

    3/h);

    - concentraia sczut a SO2 n gazele reziduale (uzual 0,1 - 0,2%);

    - prezena altor compui cu caracter acid (CO2, NOx, SO3, etc.) i a suspensiilor

    solide n gaze;

    - temperatura ridicat a gazelor, n multe cazuri fiind necesar rcirea acestora i

    apoi renclzirea lor dup desulfurare, n vederea unei mai bune dispersii

    atmosferice;

    - obinerea prin desulfurare a unor produi cu coninut de sulf greu valorificabili

    sau nevalorificabili i ca urmare are loc un transfer poluant ctre ap sau sol iar

    cheltuielile pentru desulfurare sunt mari i greu de recuperat.

    Aceste aspecte particulare fac ca majoritatea procedeelor de desulfurare a

    gazelor reziduale cu coninut de SO2 s vizeze mai mult limitarea polurii

  • atmosferei i mai puin recuperarea i valorificarea sulfului. Cheltuielile mari de

    desulfurare au fcut ca aplicarea cu rezultate notabile a procedeelor desulfurare s

    fie foarte mult limitat, introducerea tehnologiilor de desulfurare fiind impus de

    legislaia de mediu. Procedeele de desulfurare de tip FGD (Flue Gas

    Desulfurization), dezvoltate n special dup anul 1944, sunt extrem de diversificate

    i pot fi formal clasificate n urmtoarele categorii:

    Procedee uscate:

    - bazate pe adsorbie fizic

    - bazate pe adsorbie i reacie chimic

    - bazate pe procese chimice, catalitice sau necatalitice

    Procedee umede:

    - bazate pe procese de absorbie fizic, n soluii

    - bazate pe procese de absorbie i reacie chimic, n soluii sau n suspensii

    Procedee combinate, n cadrul crora pot avea loc procese complexe, att fizice

    ct i chimice.

    Sectorul energetic este unul din marii poluatori din economie. Poluarea

    atmosferei de ctre sistemul energetic are urmtoarele trei principale consecine:

    poluarea la distane lungi, degradarea calitii aerului din cauza condiiilor precare

    de dispersie atmosferic i emisiile de gaze cu efect de ser. Sectorul energetic, din

    cauza combustibililor fosili (crbune, gaz natural, pcur) utilizai de Instalaiile

    Mari de Ardere (IMA) produce cea mai mare cantitate de emisii de gaze cu efect

    de ser (bioxid de carbon), una dintre principalele cauze ale schimbrilor climatice.

    IMA evacueaz n atmosfer cantiti semnificative de emisii poluante, circa 88%

    din emisiile totale la nivel naional de NOx, 90% din cele de SO2 i 72% din

    cantitatea de pulberi, acestea fiind generate n procesul de ardere a combustibililor

    fosili n capacitile de producere a energiei electrice.

    Dei sectorul energetic beneficiaz de perioade de tranziie obinute prin

    Tratatul de Aderare, pn n anul 2013, pentru emisiile de SO2, NOx i pulberi,

    respectiv 2017 pentru reducerea suplimentar a emisiilor de NOx, n vederea

    conformrii cu prevederile Directivei 2001/80/EC ct i cu angajamentele luate n

    cadrul Protocolului de la Gothenburg, Romnia trebuie s realizeze, ntr-o perioad

    relativ scurt, investiii n obiective de mediu care implic resurse financiare

    substaniale pentru reducerea emisiilor de SO2, NOx i pulberi la IMA, prin

    realizarea proiectelor de montare a instalaiilor de desulfurare a gazelor de ardere,

    de arztoare cu NOx redus i de filtre la grupurile energetice deja

    modernizate/retehnologizate.

  • n grupurile modernizate / retehnologizate, proiectele de investiii n

    instalaiile de desulfurare a gazelor de ardere, arztoare cu NOx redus i filtre

    pentru IMA au ca efect principal reducerea emisiilor de poluani n aer i creterea

    calitii mediului nconjurtor, prin diminuarea fenomenelor de acidifiere, care

    afecteaz solurile, apele, fauna i flora i reducerea formrii ozonului, care are

    efecte adverse asupra sntii umane i asupra ecosistemelor.

    Arderea combustibililor fosili conduce la evacuarea n atmosfer a unor

    volume importante de oxizi gazoi de sulf. n urma precipitaiilor chimice i a

    transformrilor pe care le sufer n atmosfer, aceti oxizi devin sursa

    precipitaiilor acide, form sub care i exercit la nivelul solului aciunea

    distrugtoare asupra vegetaiei perene. n acelai timp, n condiiile specifice

    (temperatur i presiune ridicat, prezena umiditii, alturi de particule de

    cenu) ce caracterizeaz circulaia gazelor arse dinspre instalaia de ardere spre

    coul de evacuare n atmosfer, oxizii gazoi exercit o puternic aciune coroziv

    asupra instalaiilor ce compun circuitul gazelor arse. Astfel se intensific uzura

    instalaiilor.

    ntr-o prim faz, bioxidul de sulf d natere acidului sulfuros care, prin

    oxidare sub aciunea radiaiei solare, se transform n acid sulfuric. Aciunea

    poluatoare a H2SO4 se exercit sub forma ploilor acide, principalul factor generator

    al morii pdurilor n rile industrializate din Europa de vest i central. Intrnd

    n circulaia atmosferic zonal, SO2 exercit efectul poluant nu numai n regiunea

    sau ara n care este generat, ci i n alte regiuni sau ri aflate pe direcia vnturilor

    dominante. Acest proces este favorizat de construirea unor couri nalte (peste

    200250 m) prin intermediul crora gazele arse, avnd o temperatur ridicat

    (160175 C) i o vitez de evacuare mare, sunt conduse prin intermediul courilor

    nalte la o nlime egal n medie, cu dublul nlimii coului (cca. 500 m de la

    nivelul solului).

    Metode de reinere a bioxidului de sulf

    Cu excepia unor procese chimice speciale, arderea combustibililor fosili

    reprezint principala surs de dioxid de sulf (SO2). Se deosebesc trei ci principale

    de reducere a emisiei de SO2, respectiv: desulfurarea combustibililor, alegerea

    corespunztoare a combustibilului, desulfurarea gazelor de ardere. Reinerea

    bioxidului de sulf poate avea loc n toate fazele folosirii combustibilului, ncepnd

    cu pregtirea lui naintea arderii, n timpul arderii i dup ardere (prin aciuni

    asupra gazelor de ardere).

  • n crbune, sulful este prezent sub 3 forme:

    1) sulf organic;

    2) radical sulfat;

    3) pirit.

    n pcur, sulful poate fi doar sub form de sulf organic i radical sulfat. n

    general, combustibilii gazoi naturali au un coninut neglijabil de sulf. Gazele de

    sond sau de rafinrie conin hidrogen sulfurat (H2S), precum i dioxid de carbon

    (CO2) i mercaptan. De exemplu, gazul de gazogen din crbune conine circa 1 %

    H2S i 6 % CO2. Sulful organic, care face parte integrant din diagram Fe-carbon

    i care nu poate fi extras prin segregare fizic direct, reprezint 3070 % din

    totalul de sulf. n general, raportul sulf organic/sulf total este mai ridicat la

    combustibilul cu coninut sczut de sulf i scade cu creterea coninutului de sulf.

    Coninutul de sulf din radical sulfat este, n general, inferior, 0.05 [ % ]. Pirit ,n

    crbune, se afl sub form de particule discrete i chiar microscopice. Este un

    mineral greu, cu o densitate de aproximativ 5.0, n timp ce crbunele are o

    densitate maxim de numai 1,8 [kg/dm3].

    Coninutul n pirit al crbunelui poate fi uor redus prin reducerea

    granulaiei, urmat de o separare gravitaional. n general, cantitatea de pirit

    reinut crete pe msur ce crbunele este mcinat n particule ct mai fine i

    densitatea la care se produce separarea scade. Particulele de crbune cu coninut

    redus de pirit i particulele de cenu vor cdea cu particulele minerale pure. De

    aici rezult un produs mai curat, nsa cu pierderi mai ridicate de energie sau de

    cldur. Cnd aceste particule sunt foarte fine, metoda de segregare gravimetric

    devine mai puin rentabil. n cazul utilizrii crbunelui, desulfurarea

    combustibilului este relativ dificil. n focarele de mare capacitate, cu accent

    asupra acelora din centralele termoelectrice, utilizarea unor combustibili cu

    coninut sczut de sulf, dar mai scumpi, nu reprezint o soluie viabil ntotdeauna.

    Din acest motiv, pentru reducerea emisiei de SO2 se reali

Search related