SDA prosesi
Faydaları
Asit-gaz emilimi için püskürtmeli kurutma teknolojisinin özgün bir kullanım şekli olan Püskürtmeli Kurutuculu Soğurucular, aslen GEA tarafından 1970’li yıllarda icat edilmiştir. O tarihlerden bugüne, değişen koşullara ve gerekliliklere ayak uydurmak için sürekli geliştirilmiş ve optimize edilmiştir. Dolayısıyla proses, etkin, çok yönlü ve kapsamlıca test edilmiş bir teknoloji içerir. Her bir Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma prosesi, yürürlükteki çevre kanunlarının yanı sıra müşteri gereksinimlerini de karşılayacak şekilde tasarlanmaktadır. Soğurucular, düşük cıva ve dioksin emisyonu sağlama amacıyla tasarlanmış pik-kontrolü ve aktif-karbon enjeksiyonu gibi etkinliği çok iyi kanıtlanmış sistem özelliklerine sahiptir.
Faydaları
• Yüksek asit-gaz giderme etkinliği
• Düşük sermaye, işletim ve bakım maliyeti
• Düşük güç ve su tüketimi – az miktarda su ile çalışır
• Tesislerde yüksek çalışma süresi
Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma prosesi
Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma prosesi, bir yarı-kuru baca gazı kükürt giderme prosesidir. Proses, emici olarak sönmüş kireç Ca(OH)2 kullanır ve esas olarak uçucu kül ve çeşitli kalsiyum bileşiklerinden oluşan kararlı ve kuru bir son ürün elde edilmesini sağlar.
Sıcak, işlenmemiş baca gazı, bir baca gazı dağıtıcısı üzerinden Püskürtmeli Kurutuculu Soğurucuya aktarılır ve daha sonra bir Döner Atomizör tarafından atomize edilecek olan son derece reaktif bir emici ile temasa geçer. Baca gazı ile emici arasında sağlanan etkin bir temas, asidik bileşenlerin baca gazından alkali emiciye hızlı bir kütle transferiyle aktarılmasını sağlar. Emici, emilen asidi (SO2 + Ca(OH)2 -> CaSO3/CaSO4 + H2O) nötralize eder. Bu reaksiyon meydana gelirken su da buharlaşır ve böylece bir kuru toz oluşturulur. Kuru tozun bir kısmı emici odasının alt kısmına çöker ve buradan tahliye edilir, öte yandan diğer büyük kısmı ise, soğutulmuş baca gazı odayı terk ederken çıkış kısmındaki toz toplayıcıya taşınır. Böylece temiz hale gelen baca gazı, tekrar ısıtılmadan toz toplayıcıdan istif bölümüne geçer.
Sönmüş kireç olarak satın alınabilen (daha sık kullanılan ve ekonomik olan yöntem) veya yanmış kireçten (CaO) yerinde elde edilen Ca(OH)2, bir tampon tankından Döner Atomizöre pompalanır. Separasyon sonrasında, toz bir son ürün depolama tesisine aktarılır veya artan emici maddenin ileride kullanımı için işlemden geçirilerek geri dönüştürülür. Prosesten elde edilen son ürün, kararlı ve kuru bir tozdur. Bu toz, en başta yol yapımı, inşaat malzemesi ve inşaat endüstrisindeki diğer amaçlar için olmak üzere dünyanın her yerinde kullanılmaktadır.
Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma teknolojisi, mükemmel bir emme performansına sahiptir ve sadece SO2 ve HCl gibi başlıca kirleticileri emmek için kullanılmaz. Çok küçük boyutta atomize edilen emici madde baca gazı akışına spreylendiği ve sonrasında toz çıkarma işlemi uygulandığı için, SO3, HF, vs. gibi kirleticiler pratikte tamamen çıkartılmaktadır. Bu işlem, karbon çeliğin baca gazı hattında inşa/yapım malzemesi olarak kullanımına imkan sağlar. Ayrıca iki faydası daha bulunmaktadır: İlk olarak proses, atık su veya hatta deniz suyu gibi düşük kalitede proses suyunun kullanılmasına imkan tanır ve ikinci olarak da proses atık su yaratmaz ve dolayısıyla ardıl bir atık su arıtması veya işlemesi yoktur.
200’ü aşkın referans
Dünya genelinde, 200’den fazla Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma tesisi enerji santrallerinde, atık yakma tesislerinde ve tehlikeli atık yakma tesislerinde kurulu durumdadır. Bunların tamamı bir ortak özelliği paylaşır: Yerel makamlarda öngörülen performans gerekliliklerine uygun veya bunların daha üstünde çalışırlar. 1980’li yıllarda kurulmuş ilk tesisler, günümüzde bile hala tatmin edici ve başarılı bir şekilde çalışmaktadır.
• İnşa edilmiş toplam tesis sayısı: > 200
• Toplam emici sayısı: > 350
• Toplam atomizör sayısı: > 450
• 25.000 MWe ve 4.300 MWt enerji santrali kapasitesinde kurulmuş proses
• Dünya genelinde 160’dan fazla yakma hattında kurulu proses
• Dünya genelinde 10.000 m2’den fazla sinter bandında kurulu proses
Anahtar Bileşenler
Püskürtmeli Kurutuculu Soğurucu – Döner Atomizör, Gaz Dağıtıcı ve Emme Odası – Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma prosesinin kalbidir.Döner Atomizör
Atomizör çarkı
Döner Atomizör, Püskürtmeli Kurutuculu Soğurucunun anahtar öneme sahip bileşenidir. Bu ekipman, temel olarak emici sıvıyı yaklaşık 10.000 rpm hızında dönen atomizör çarkına besleyerek emici sıvıyı baca gazının içine atomize eder/püskürtür. Hızlı dönen çark, sıvıyı dışarı doğru fırlatarak, sıvıyı atomize edilmiş olağanüstü küçük (50 mikrondan küçük) ve büyük bir yüzey alanına sahip damlacıkların içine nüfuz ettirir.
Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma prosesinde kullanılan ve özel paslanmaz çelik tipte, aşınmaya karşı dayanıklı çarklar ve çark insörtleri kullanan F-100, F-360, F-800 ve F-1000 tipi Döner Atomizörler, zorlu şartlara ve aşındırıcı emicilere dayanacak şekilde modifiye edilmiştir.
Döner Atomizör, bir merkezi destek levhası ile birbirinden ayrılan bir üst bir de alt kısımdan oluşmaktadır. Üst kısımda, üst yağ karteri ile birlikte dişli kutusu ve yağlama sistemi bulunur. Atomizör, dişli kutusunun üzerine yerleştirilmiş bir dikey flanşı motordan güç almaktadır. Esnek bir kuplaj, gücü motordan alarak dişli kutusunun giriş şaftına aktarır. Emici Odasının içindeki sıcak medyaya maruz kalan atomizörün alt kısmı, temel olarak esnek bir mil, mil rulmanları, besleme ve yıkama boruları, sıvı distribütörü ve Atomizör çarkından oluşmaktadır. Ürünlerin aşınmaya karşı olan direncinden ötürü, hem atomizör parçaları hem de atomizör çarkı parçaları seramik malzemeden üretilmektedir. Bu parçalar, emici beslemesinden ötürü çok fazla aşınmaya ve yıpranmaya maruz kaldıklarından değiştirilebilir tiptedirler.
Gaz Dağıtıcılar
Gaz dağıtıcıları, baca gazı ile atomize edilen emici besleme materyalinin damlacıkları arasındaki temasın en iyi şekilde olmasını sağlayarak baca gazının emme odasının içinde dağıtımını optimize etmeye yarar. DGA tipi standart gaz dağıtıcı, ayarlanabilir kılavuz vanaları olan bir çatı gazı dağıtıcısıdır. Sadece aşındırıcı veya yapışkan uçucu kül içeriği az olan baca gazları için kullanılır. Yüksek aşındırıcı uçucu kül konsantrasyonuna sahip baca gazları için, DGR tipi erozyona karşı dayanıklı gaz dağıtıcısı kullanılır. Bu gaz dağıtıcısı, kentsel atık yakma tesislerindeki birçok Sprey Kurutuculu Emicide kullanılmaktadır.
Bileşik gaz dağıtıcıları, 400.000 Nm3/s ve üstü hacme sahip baca gazı için kullanılır. Burada, baca gazı iki akışa ayrılır: yaklaşık %60’lık kısmı çatı gazı dağıtıcısına girerken, kalan kısmı da bir merkezi gaz dağıtıcısına girer. Bu düzen genellikle enerji santralleri ve sinter tesislerinde kullanılır. Gaz Dağıtıcılarının çoğu yumuşak çelikten yapılır.
Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma odası
Genellikle yumuşak çelikten yapılan Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma odası, alt kısmı konik olan silindirik bir yapıdır. Baca gazı, gaz dağıtıcısı (dağıtıcıları) üzerinden odaya girer ve konik alt kısımda bulunan bir çıkış kanalı üzerinden odayı terk eder. Döner Atomizör, odanın orta kısmına monte edilmiş ve çatı gaz dağıtıcının çıkışı ile çevrelenmiştir, böylece gazın atomize emici sulu madde ile karışması sağlanır. Merkezi gaz dağıtıcısı doğrudan atomizörün altına yerleştirilmiştir, böylece daha iyi bir gaz/sıvı teması için atomizör buğusunda artış sağlanır.
Odanın boyutu, baca gazının miktarına ve özelliklerine bağlıdır; şekli ise gaz dağıtıcının tipine göre değişiklik gösterir. Daha büyük partiküller için bir çıkış, emici konisinin alt kısmında yer alır.
GEA, hem sprey kurutmalı emici odasının hem de gaz dağıtıcının tasarımını ve boyutunu sürekli olarak geliştirmekte ve optimize etmektedir. Şu anda, bir tek emici odasında 2.000.000 Nm3/s’den fazla işleme kapasitesine sahibiz; ve daha yüksek gaz yükleri için SDA tasarlama gayreti içerisindeyiz.
ENERJİ SANTRALİ UYGULAMALARI
Enerji santrallerinin büyük bir kısmının maliyeti emisyon kontrolü ile alakalı olup, doğru teknolojiler sadece çevresel etkileri azaltmakla kalmaz, aynı zamanda rekabet avantajları da sunar.
SDA toz prosesi
Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma prosesinden elde edilen son ürün, reaksiyon ürünlerinden, fazlalık emici maddelerden ve uçucu külden ibarettir. Giriş gazının SO2/HCl oranı yüksektir, bu sayede adiyabatik doyma sıcaklığına yakın bir ısıda işletime ve son üründeki kireç içeriğini minimize etmeye imkan tanır. Bir Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma sistemi, pratikte sadece son üründe kabul edilen fazlalık kireç içeriği/miktarı ile sınırlı olan oldukça yüksek kükürt giderme oranlarına ulaşabilir.
Gaz miktarı ve bileşimi konusuna gelince; giriş yönlü baca gazı jeneratörünün çalışmasındaki normal değişiklikler genelde, çıkış sıcaklıklarının ve emisyonların kontrolü emici besleme akışlarını ve geri dönüştürülmüş sulu atığı (veya suyu) yukarıdaki kafa tankında basit bir şekilde karıştırarak sağlanacak kadar azdır/önemsizdir. Enerji santrali uygulamalarında kullanılan emici madde, büyük ölçüde satın alınmakta, CaO olarak depolanmakta ve daha sonra işletim alanında söndürülmektedir.
(animasyon ekle)
İşlenmemiş sıcak baca gazı, optimum gaz akışı dağılımı sağlamak amacıyla gaz dağıtıcıları üzerinden emici modüle gönderilir; ve emici madde ile temas, döner atomizör destekli sprey ile kolay hale getirilir. Gaz ile atomize edilen emici sulu madde arasında sağlanan etkin temas, proses esnasında ortaya çıkan asidik bileşenlerin hızlı bir kütle transferiyle gazlı durumdan sıvı duruma geçmesini sağlar.
Alkali emici, emilen asidi nötralize eder ve istenilen reaksiyon ürünü eş zamanlı su buharlaşması ile oluşturulur. Kuru son ürünün bir kısmı emici odasının alt kısmına çöker ve buradan tahliye edilir, öte yandan esas büyük kısmı ise, soğutulmuş baca gazı ile birlikte çıkış kısmındaki toz toplayıcıya taşınır ve daha sonra gazdan çıkartılır. Böylece temiz hale gelen gaz, tekrar ısıtılmadan toz toplayıcıdan istif bölümüne geçer.
Asidik-bileşen emilimi kimyasal reaksiyonunun ve nihai kurutmanın ardından, tozlu bir son ürün gazlı durumdan ayrılır ve bir son ürün depolama tesisine aktarılır veya artan emici maddenin ileride kullanımı için SDA prosesinde tekrar kullanılır. SDA tesisinin bir tek-geçişli sistem olarak mı yoksa bir geri-dönüştürme sistemi içerecek şekilde mi tasarlanacağı, giriş gazının kalitesine ve emisyon gerekliliklerine bağlıdır.
Sinter tesisleri ve benzer uygulamalar
Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma, sinter tesislerinde toz ve asitli gaz tahliyelerinin giderilmesi için ideal çözümdür.
SDA Sinter prosesi
Gaz kalitesindeki değişimler nispeten daha hızlı olabilir ve bu sebeple buna uygun bir kontrol sistemi tasarlanmalıdır. Sinter tesisi uygulamalarında kullanılan emici madde, büyük ölçüde satın alınmakta ve daha sonra işletim alanında söndürülmek üzere CaO olarak depolanmaktadır. Sinter tesislerinde kullanılan Döner Atomizörler genellikle, paslanmaz çelik çarklar ve merkezi parçalarla donatılmış F-360, F-800 ve F-1000 tipindedir.
(Animasyon ekle)
İşlenmemiş sıcak baca gazı, optimum gaz akışı dağılımı sağlamak amacıyla gaz dağıtıcıları üzerinden emici modüle gönderilir; ve emici madde ile temas, Döner Atomizör destekli sprey ile elde edilir. Gaz ile atomize edilen emici sulu madde arasında sağlanan etkin temas, asidik bileşenlerin hızlı bir kütle transferiyle gazlı durumdan sıvı duruma geçmesini sağlar.
Alkali emici, emilen asidi nötralize eder ve eş zamanlı su buharlaşması ile bu reaksiyondan ürün elde edilir. Kuru son ürünün bir kısmı emici odasının alt kısmına çöker ve buradan tahliye edilir, öte yandan esas büyük kısmı ise, soğutulmuş baca gazı ile birlikte çıkış kısmındaki toz toplayıcıya taşınır ve sonra gazdan çıkartılır. Temiz hale gelen gaz, tekrar ısıtılmadan toz toplayıcıdan istif bölümüne geçer.
Asidik bileşenlerin emilimini, kimyasal reaksiyonu ve nihai kurutmayı müteakiben, tozlu son ürün gazlı durumdan ayrılır ve bir son ürün depolama tesisine aktarılır veya artan emici maddenin ileride kullanımı için Sprey Kurutmalı Emme prosesinde tekrar kullanılır. Tesisinin bir tek-geçişli sistem olarak mı yoksa bir geri-dönüştürme sistemi içerecek şekilde mi tasarlanacağı, giriş gazının kalitesine ve emisyon gerekliliklerine bağlıdır.
Atık fırını uygulamaları
Sprey Kurutmalı Emme, atık yakma tesisleriyle ilgili sıkı emisyon kanunlarına bir uygunluk yöntemidir.
SDA atık prosesi
Gazdaki yüksek HCl içeriği, enerji santrali uygulamalarında görülenden çok daha yüksek giriş gazı sıcaklığına neden olur. Bunun sonucu olarak, son ürünler farklı davranışlar sergiler. Dahası, atık gazın nem ve O2 içeriği de daha yüksektir. Soğurucunun kurutma özellikleri, son üründeki yüksek klorür içeriği, tek geçiş modu, vs., emme odasında bekletme süresi daha uzun olan ve dolayısıyla yüksek çıkış sıcaklıklarında çalışan tesislere uygun tasarımlara ihtiyaç doğurur.
Püskürtmeli Kurutuculu Soğurma sisteminin giriş koşullarındaki ekstrem değişimlerin üstesinden gelme kabiliyetini geliştirmek amacıyla bir pik kontrol sistemi tasarıma dahil edilebilir. Bu özellik sayesinde, bir kuru emici olan toz Ca(OH)2 doğrudan baca-gazı akışının içine üflenir. Özellikle cıva ve dioksin emisyonlarını sınırlandırmak için, toz haline getirilmiş aktif karbonun enjeksiyonunu esas alan bir adsorban sistemi de kullanılabilir. Atık yakma uygulamalarında kullanılan adsorban, yerel tedariklere ve maliyete bağlı olarak CaO ve Ca(OH)2 olabilir.
(Animasyon ekle)
İşlenmemiş sıcak baca gazı, optimum gaz akışı dağılımı sağlamak amacıyla çatı gaz dağıtıcı üzerinden soğurucu modüle gönderilir; ve soğurucu madde ile temas, Döner Atomizör destekli püskürtücü ile elde edilir. Gaz ile atomize edilen soğurucu sulu madde arasında sağlanan etkin temas, asidik bileşenlerin hızlı bir kütle transferiyle gaz durumundan sıvı duruma geçmesini sağlar.
Alkali emici, emilen asidi nötralize eder ve istenilen reaksiyon ürünü elde edilir. Bu reaksiyon ile eş zamanlı olarak, su buharlaşır ve böylece bir kuru toz oluşur. Kuru tozun bir kısmı emici odasının alt kısmına çöker ve buradan tahliye edilir, öte yandan diğer büyük kısmı ise, soğutulmuş baca gazı ile birlikte çıkış kısmındaki toz toplayıcıya taşınır ve sonra gazdan çıkartılır/temizlenir. Temiz hale gelen gaz, tekrar ısıtılmadan toz toplayıcıdan istif bölümüne geçer.
Kimyasal reaksiyonu, asidik bileşenlerin emilimini ve nihai kurutmayı müteakiben, tozlu son ürün gazlı durumdan ayrılır ve bir son ürün depolama tesisine aktarılır. Dioksin ve cıvanın gazdan etkin bir şekilde ayrılmasını sağlamak için, toz haline getirilmiş aktif karbon gaz akışına enjekte edilir. Sulandırılmış kirecin gaz akışına enjekte edilmesine dayanan pik kontrol sistemi, giriş gazı kalitesindeki önemli/büyük değişimlerin hızlı şekilde kontrolünü amaçlayan tasarımlara dahil edilebilir. Püskürtmeli Kurutuculu Soğurucu ile donatılmış atık yakma tesislerinin çoğu, tek-geçişli sistemler olarak tasarlanır.
Process for Power plant and Sinter plant applications
Key Components
The Spray Dryer Absorber – the Rotary Atomizer, the Gas Disperser and the Absorber Chamber – is the heart of the Spray Drying Absorption process.
Spray Drying Absorption - the unique use of the spray drying technology for acid-gas absorption - was originally invented by GEA in the 1970s.
Ever since, it has been subject to continuous further development and optimized to meet changing conditions and requirements. Hence, the process stands as an efficient, versatile and thoroughly tested technology.
Rotary Atomizer wheel
This wheel is the key element in the SDA and atomizes the absorbent liquid into flue gas. The fast-rotating wheel breaks the liquid into an atomized mist of exceptionally small droplets with immense surface areas.
Gas Dispersers
Gas dispersers serve to optimize the distribution of flue gas inside the absorber chamber, facilitating the best contact between the flue gas and the atomized droplets of absorbent feed.
Spray Dryer Absorber chamber
The flue gas enters the SDA chamber, a cylindrical steel construction, via the gas disperser and leaves through an outlet duct at the coned bottom. The Rotary Atomizer installed centrally allows the gas to mix with the feed.
Power plant applications
The Spray Drying Absorption process is a versatile way of cleaning flue gases by the removal of acid gases and particulates generated by fossil-fuel burning, mainly coal. Because of the presence of large volumes of flue gasses, power plant installations frequently have more than one Spray Dryer Absorber module. A compound-gas disperser ensures an optimum gas flow, even at very large volumes. The considerable plant size and gas volumes normally favor recycling of the end product, allowing operation at low outlet temperatures, no more than 10 - 15° C above adiabatic saturation temperature.
The end product from Spray Drying Absorption consists of the reaction products, excess absorbent and fly ash. The SO2/HCl ratio of the inlet gas is high, thus allowing for operation close to the adiabatic saturation temperature and minimizing the content of lime in the end product. A Spray Drying Absorption system can achieve very high desulphurization rates, practically only limited by the accepted content of excess lime in the end product.
Sinter plant applications
Spray Drying Absorption is the ideal solution for removing dust and acid-gas exhaust from sinter plants.
Spray Drying Absorption installations for sinter plants combine features from power- and waste incineration plants.
Flue gas volumes are normally high; and, hence, necessitate the installation of large absorber modules. But, frequently, acid contents will be relatively low, thus allowing for the use of single pass systems.
Variations in gas quality may occur relatively fast, and therefore the control system must be designed to act accordingly. To a large extent, absorbent used for sinter plant applications will be purchased and stored as CaO for subsequent on-site slaking. The Rotary Atomizers applied in sinter plants are generally F-360, F-800 and F-1000, equipped with stainless steel wheels and central parts.
Process for Power plant and Sinter plant applications
Waste to Energy applications
Spray drying Absorption is a means to meet the strict emission regulations applying to waste-incineration plants.
Waste incinerator applications are generally characterized by relatively low gas amounts; and, hence, the absorber is constructed with only a roof gas disperser. The smaller plant size and the composition of acid content typically favor single-pass designs. The Rotary Atomizers employed in waste incinerator plants, SDAs, are normally type F-100, equipped with wheels in Hastelloy.
The high HCl content in the gas gives rise to a considerably higher inlet gas temperature than seen in power plant applications. Consequently, the end products will show different behaviors. Further, the moisture and O2 content of the waste gas is higher. The drying properties of the absorber, high chloride content in the end product, single pass mode, etc., call for a design with higher retention time in the absorber chamber, and therefore the plants are operated at high outlet temperatures.
Process for Waste to Energy applications
İndirmeler
GEA İçgörüleri
Su denklemi
Avrupa genelinde, kuraklık tekrar eden bir gerçektir ve artık sadece güney bölgelerle sınırlı da değildir. Su, endüstrilerin yerleşim konumlarını giderek daha fazla şekillendirirken, değeri de yerel koşullara göre belirlenmektedir. Endüstriyel proseslerde su verimliliğine ulaşmanın teknolojik açıdan birçok farklı yolu vardır, fakat konum, enerji ihtiyaçları ve diğer faktörler de anahtar öneme sahiptir.
