Naprava za razžveplanje dimnih plinov na 600 MW Bloku 6 v Termoelektrarni Šoštanj

Naprava za razžveplanje dimnih plinov je zasnovana po mokrem kalcitnem postopku in kot taka izpolnjuje zahteve BREF dokumentov oziroma ustreza BAT tehnologiji (Best Available Technology).

Tehnologija po mokrem kalcitnem postopku

Z navedeno tehnologijo razžveplanja je dosežena najvišja stopnja čiščenja vseh kislih komponent (žveplovi oksidi, kloridi in fluoridi), ob uporabi dostopnega in cenovno relativno ugodnega nevtralizacijskega sredstva – apnenca. Kot stranski produkt čiščenja nastaja sadra, ki jo naročnik izkoristi v komercialne namene oziroma jo uporabi za stabilizacijo elektrofiltrskega pepela.

Glavni fizikalno – kemijski postopki mokrega kalcitnega postopka obsegajo:

1. prehod žveplovega dioksida in ostalih kislih komponent iz plina v suspenzijo – absorpcija,
2. raztapljanje apnenca,
3. nevtralizacija kislih komponent,
4. oksidacija sulfita v sulfat,
5. kristalizacija sadre.

Čiščenje dimnih plinov poteka v pralniku, ki ga v grobem delimo v tri dele. V spodnjem delu pralnika je recirkulacijska posoda za pripravo suspenzije apnenca in tu nastaja sadra. V srednjem delu pralnika poteka najintenzivnejše čiščenje, saj v tem delu vstopajo onesnaženi dimni plini, v protitoku pa preko razpršilnih nivojev pada suspenzija apnenca, ki nevtralizira kisle komponente. V zgornjem delu pralnika je nameščen izločevalnik kapljic, ki iz nasičeno vlažnih očiščenih dimnih plinov izloča vodne kapljice. Očiščeni dimni plini se nato preko dimovodnega kanala  in hladilnega  stolpa  izpuščajo v zrak.

RDP6 naprava bloka 6 je priključena za kotlom bloka 6, ki za kurjavo uporablja lignit. Dimni plini, ki prihajajo iz kotla gredo preko elektrofiltra, kjer se izločijo trdni delci. Za elektrofiltrom sta vgrajena ventilatorja vleka, ki zagotavljata ustrezen podtlak in pretok dimnih plinov skozi kotel, elektrofilter in RDP 6. Vstopni kanal dimnih plinov v RDP 6, vključno s kompenzatorjem je priključen na dimovodni kanal za ventilatorjem vleka. V pralniku poteka razžveplanje dimnih plinov po mokrem kalcitnem postopku, v katerem se uporablja kot aditiv ustrezno pripravljeni zmleti apnenec. Po razžveplanju zapustijo nasičeni očiščeni dimni plini pralnik in gredo po dimovodnem kanalu v hladilni stolp Bloka 6 ter skupaj z vodno paro hladilnega stolpa v ozračje.

Naprava za razžveplanje dimnih plinov RDP6 obsega:

·        pralnik dimnih plinov,

·        obtočne in ostale črpalke,

·        sistem oksidacijskega zraka,

·        sistem komprimiranega zraka,

·        transport in priprava apnenčeve moke,

·        odvodnjavanje suspenzije prve stopnje,

·        sistem odvoda zgoščene sadre,

·        izpraznilni in drenažni sistem,

·        sistem procesne vode,

·        jeklene konstrukcije, etaže in fasade.

Pralnik dimnih plinov

Pralnik je jeklene izvedbe z ustrezno notranjo in zunanjo antikorozijsko zaščito, od višine 13,1m navzgor je izoliran in oblečen s fasadno pocinkano pločevino.

Pralnik je konstruiran kot enojni razpršilni stolp s sistemom prisilne oksidacije, kjer prihaja v protitoku do kontakta med plinsko in tekočo fazo.

Pretok dimnih plinov skozi pralnik omogoča kotlovski ventilator vleka.

V absorpcijski coni pralnika je nameščeno šest etaž razpršilnih cevovodov z šobami, ki razpršujejo suspenzijo v obe smeri. S tem se doseže boljši kontakt suspenzije z dimnim plinom. Šobe so razvrščene po nivojih, vsak nivo razpršilnih šob pa oskrbuje ena obtočna črpalka.

V območju razpršilnih šob poteka ohlajevanje dimnih plinov in pretežni del čiščenja žveplovih oksidov, kloridov in fluoridov iz dimnih plinov. Za učinkovito izločanje žveplovih oksidov iz dimnih plinov je zelo pomembno vzdrževanje ustrezne vrednosti pH (pH=5,4-5,6), ustrezne gostote (1.080-1.150 g/l) in temperature (60oC-63oC) v pralniku.

Kot aditiv se uporablja zmleta apnenčeva moka ustrezne granulacije in kemijske sestave. Količina dozirane apnenčeve moke se določa s tehtanjem polžnega transporterja in regulira s pomočjo celičnega dozatorja.

Gostota v pralniku je določena z deležem kristalizirane sadre v suspenziji. Ustrezna gostota suspenzije sadre v pralniku se regulira z vrtljaji na črpalki za izpust sadre iz pralnika in številom delujočih hidrociklonov.

Zasilno hlajenje dimnih plinov je zagotovljeno s sistemom namestitve razpršilnih šob v področju vstopa dimnih plinov v kanal pred pralnikom. S prhanjem zmanjšamo temperaturo dimnih plinov iz cca. 150°C na cca. 63°C – uparjanje vode.

V zgornjem delu pralnika sta vgrajeni dve fazi izločevalnikov za izločevanje kapljic iz dimnih plinov. Naloga izločevalnika kapljic je, da iz dimnih plinov izloči kapljice, ki so ostale v dimnih plinih za razpršilnimi ravninami.

Pralnik je opremljen z mešali, ki zagotavljajo ustrezno mešanje suspenzije s čimer je preprečeno usedanje grobih delcev sadre, istočasno pa se v področje propelerja mešala vpihuje oksidacijski zrak.

Pralnik ima priključke za meritve in zaščito, vključuje tudi sistem za zagon in obratovanje mešal.

Obtočne in ostale črpalke

Število obtočnih črpalk zagotavlja gospodarno obratovanje tudi pri delnih obremenitvah. Vsaka obtočna črpalka napaja lastno ravnino razpršilnih šob. So iz materialov odpornih proti koroziji in abraziji.

Črpalki za izpust sadre iz pralnika imata zmogljivost 2 x 100 % (ena v obratovanju, druga v rezervi) pri polni obremenitvi pralnika dimnih plinov. Črpalki zagotavljata vzdrževanje ustrezne gostote suspenzije sadre v pralniku z regulacijo vrtljajev. Črpalki sta izdelani iz materialov, ki preprečujejo korozijo in abrazijo.

Sistem oksidacijskega zraka

Oksidacijski zrak za pralnik se dovaja iz treh OXI-kompresorjev, lociranih v procesni stavbi. Pred pralnikom se skupni cevovod razdeli na štiri veje, ter se priključi na pralnik nad mešali. Z dovodom neposredno pred mešalo se pospeši proces oksidacije.

Število kompresorjev zagotavlja ekonomično obratovanje tudi v času delnih obremenitev. Regulacija kompresorjev je mogoča v območju od 45 do 100%.

Kompresorji se nahajajo v istem prostoru in vsak kompresor je zvočno izoliran.

Sistem komprimiranega zraka

Kompresorji za instrumentalni zrak s pripadajočo opremo se nahajajo v glavni procesni zgradbi RDP6. Kompresorji so vijačni. Komprimiran zrak je shranjen v tlačnih posodah. Upravljanje kompresorjev in sušilcev zraka je izvedeno preko kontrolne omare.

Kompresor za pnevmatski transport mletega apnenca je vijačnega tipa, zagotovljeno pa je praznjenje dveh avtocistern hkrati. Kompresor je nameščen skupaj s hladilnikom zraka v skupni kompresorski prostor pri elektrofiltrih.

Transport in priprava apnenčeve moke

Apnenčeva moka se dovaža z avtocisternami. Ob procesni stavbi sta izvedena dva priključka za priklop avtocistern in dovod ustrezno pripravljenega komprimiranega zraka za pnevmatski transport apnenčeve moke v dnevni silos.

Z namenom, da se zagotovi možnost dodatne rezerve skladiščenja apnenčeve moke in s tem v zvezi manjše možnosti izpada sistema za razžveplanje dimnih plinov v primeru težav pri dobavi apnenčeve moke, je izveden dodaten centralni silos.

Apnenčeva moka se dozira iz dnevnega silosa s pomočjo dveh celičnih dozatorjev in dveh polžnih transporterjev v mešalno posodo za pripravo sveže suspenzije apnenčeve moke.

Apnenčeva moka se v mešalni posodi meša s redkejšim delom suspenzije sadre iz ločilnika s hidrocikloni, z vodo iz rezervoarja za filtrat od tračnega filtra in s procesno vodo, ter izteka po ustrezno izvedeni cevi v pralnik. Mešalna posoda se nahaja nad nivojem suspenzije v pralniku.

Odvodnjavanje suspenzije prve stopnje

Del suspenzije iz pralnika se preko črpalk za sadro prečrpava v ločilnik s hidro-cikloni. V hidrociklonu pride do ločevanja obeh faz zaradi različnih gostot tekoče in trdne faze v suspenziji.

Trdni delci z večjo gostoto padajo v spodnji del ciklona (vsebnost trdnih delcev v raztopini znaša cca. 55%) in se preko izpusta prelije v rezervoar produkta.

Voda in lažji delci se dvignejo v zgornji del ciklona (vsebnost trdnih delcev v raztopini znaša cca. 1-3%).

Preliv iz hidrociklona vsebuje v glavnem fine trdne delce (drobni delci sadre in elektrofilterskega pepela, svež apnenec, netopljive nečistoče apnenca) in je gravitacijsko voden v mešalno posodo za dodajanje apnenčeve moke. Preliv iz hidrociklona v mešalni posodi ustvari močan tangencialni tok v katerega je doziran sveži apnenec. Pripravljena mešanica se gravitacijsko pretaka v pralnik.

Sistem odvoda zgoščene sadre

Volumen rezervoarja produkta omogoča hranjenje zgoščene sadre, ki nastane v 24 urah pri obratovanju naprave za čiščenje dimnih plinov pri nazivni moči bloka.

Črpalki za odvod zgoščene sadre v transport produktov RDP sta zmogljivi 2 x 100 % (ena v obratovanju, druga v rezervi) in zagotavljata praznjenje rezervoarja produkta v dveh izmenah dnevno preko krožnega voda, od koder vodimo suspenzijo sadre v mešalno postajo produktov in/ali na tračni vakuumski filter.

V mešalni postaji produktov se meša zgoščena sadra s pepelom in vodo v ustreznem razmerju, da nastane produkt stabilizat s stabilnimi fizikalno kemijskimi lastnostmi. Ta produkt se z gumijastim cevnim trakom transportira do vmesne deponije, kjer se ga nalaga na transportna vozila in odvaža na končna odlagališča.

Odvodnjena sadra pade na gumitransporter, ki jo transportira v silos sadre ali na transporter za transport pepela na odlagališče.

Izpraznilni in drenažni sistem

Izpraznilni rezervoar je namenjen vmesnemu shranjevanju vsebine pralnika, in sicer v primeru, če bi se moral pralnik izprazniti za revizijske namene ali zaradi določene obratovalne motnje.

Drenažna jama je v osnovi betonska in je zaščitena z ustreznim materialom. V drenažni jami se občasno zbirajo vse tekočine, ki se pojavijo med obratovanjem, med zaustavitvami, med izpiranjem, čiščenjem ali pri morebitnem iztekanju. Iz drenažne jame se tekočina nato prečrpa v pralnik ali pa v izpraznilni rezervoar.

Sistem procesne vode

Sistem procesne vode je namenjen oskrbi celotnega RDP postrojenja s svežo procesno vodo. S to vodo se izravnavajo izgube, ki nastajajo zaradi pranja dimnih plinov v pralniku, uparjanja odvoda suspenzije produkta v mešanico in vakuumski tračni filter ter ostalih izgub.

Za izpiranje in hlajenje oksidacijskega zraka se uporablja dekarbonatizirana voda.

Prostornina rezervoarja procesne vode omogoča zalogo procesne vode za čas obratovanja vsaj ene ure pri nazivni moči bloka. Rezervoar se polni v presledkih s pomočjo krmiljenja nivoja.

Jeklene konstrukcije, etaže in fasade

Nosilno jekleno konstrukcijo tvorijo prečni okvirji in vertikalna zavetrovanja. Za potrebe tehnologije so na različnih višinah izvedene etaže.

Jeklena konstrukcija je prekrita s strešno in fasadno oblogo, etaže pa so pokrite s pohodnimi rešetkami ali pohodno pločevino.

Za kritino strehe in fasadne obloge so predvideni sendvič izolacijski paneli.