Usuwanie rtęci ze spalin

Wymagania w zakresie ograniczenia emisji zanieczyszczeń do atmosfery ewaluowały w ciągu ostatnich kilku dekad. W chwili obecnej podstawę do wydawania pozwoleń zintegrowanych stanowią Konkluzje BAT. Przyjęte konkluzje BAT wprowadzają zmiany w stosunku do obowiązującej do tej pory dyrektywy o emisjach przemysłowych między innymi w zakresie nowych wymogów emisyjnych dla substancji do tej pory nie limitowanych, takich jak Hg (rtęć). Specyficzna sytuacja polskiej energetyki (większość bloków węglowych to jednostki starego typu) oraz spalanie węgla brunatnego (ze spalaniem tego paliwa wiążą się wyższe stężenia emitowanej do otoczenia rtęci) wymusza na operatorach instalacji poszukiwanie metod wysoko skutecznych, nieingerujących w sposób znaczący w proces produkcyjny oraz niskonakładowych.

Technologia usuwania rtęci ze spalin DEMERTEC

W wyniku współpracy Politechniki Wrocławskiej oraz RAFAKO S.A. została opracowana technologia DEMERTEC, dedykowana dla istniejących bloków węglowych opalanych węglem kamiennym lub brunatnym. Zasadę działania i warianty technologii DEMERTEC przedstawiono na rysunku.

 Zasada działania technologii DEMERTEC

Usuwanie rtęci całkowitej ze spalin za pomocą procesu DEMERTEC polega na wtrysku do spalin addytywu DMTox o specjalnie dobranym składzie, umożliwiającego utlenianie Hg0 do Hg2+ oraz NO do NO2. W zależności od miejsca wtrysku addytywu rtęć utleniona jest usuwana w odpylaczu (rolę adsorbentu Hg2+ pełni popiół lotny), lub w instalacji mokrego odsiarczania spalin (IOS). Zjawisko reemisji rtęci, obserwowane z instalacji mokrego odsiarczania spalin, jest z kolei ograniczane za pomocą środka DMTS poprzez wytrącenie Hg2+ do HgS.

Proponowana metoda DEMERTEC charakteryzuje się:

  • niskimi nakładami inwestycyjnymi – wynikającymi z wykorzystania istniejących instalacji odpylania i odsiarczania spalin do usuwania zanieczyszczeń ze spalin,

  • elastycznością – konfiguracja instalacji jest dobierana na podstawie wymaganego stopnia oczyszczania spalin z uwzględnieniem specyficznych warunków panujących na obiekcie (specjacji rtęci w spalinach i istniejących instalacji ochrony atmosfery),

  • regulacyjnością – zmiany stężenia zanieczyszczeń w kominie następują natychmiast wraz ze zmianą ilości addytywu DMTox wtryskiwanego do spalin,

  • bezpieczeństwem – rtęć utleniona usuwana ze spalin w absorberze IOS z dodatkiem addytywu DMTS zatrzymywana jest w trwałej i bezpiecznej formie HgS, co ogranicza jej negatywne oddziaływanie na środowisko,

  • skutecznością – skuteczność usuwania rtęci ze spalin za pomocą metody DMT sięga 90%, co umożliwia dotrzymanie zapisów konkluzji BAT.

Technologia usuwania rtęci ze spalin 200+

W ramach realizacji programu bloki 200+, RAFAKO zrealizuje między innymi zadanie ochrony środowiska dotyczące redukcji emisji rtęci ze spalin. Rtęć jest jednym z nowo wprowadzonych składników, którego emisje będą nadzorowane zgodnie z normami emisyjnymi wynikającymi z Decyzji wykonawczej Komisji UE. Zaproponowana w projekcie metoda redukcji emisji rtęci pozwoli na uzyskanie emisji rtęci do powietrza ze spalania węgla kamiennego na poziomie obejmującym cały zakres wymagany dla bloków klasy 200MW.

Zasada stosowania kompleksowej technologii redukcji emisji Hg

Proponowana metoda ograniczenia emisji rtęci polega na zastosowaniu odpowiednio skomponowanych dawek addytywów w formie ciekłej i stałej, podawanych na kilku etapach zarówno procesu energetycznego spalania węgla jak i poszczególnych procesów oczyszczania spalin.

Celem jest opracowanie kompleksowej metody głębokiej redukcji rtęci dedykowanej dla konkretnego obiektu w zależności  od spalanego paliwa, charakterystyki spalin i oczekiwań danego użytkownika obiektu energetycznego. Proponowane rozwiązanie pozwoli na kontrolowaną redukcję emisji rtęci na wybranym etapie procesu oczyszczania spalin. Dobór odpowiednich dawek addytywów podawanych w odpowiednich miejscach ciągu spalin, w zależności od specyfiki danego obiektu, pozwoli na kontrolę procesu redukcji emisji rtęci poprzez kombinację kilku z następujących procesów; zwiększenie udziału rtęci utlenionej w procesie spalania, zwiększenie adsorpcji rtęci utlenionej na cząsteczkach popiołu lotnego usuwanego w systemach odpylania spalin, zwiększenie redukcji emisji rtęci w systemach odpylania spalin poprzez wprowadzenie addytywu pylistego w formie impregnowanej lub nie impregnowanej, zwiększenie ilości wychwytywanej rtęci w procesie odsiarczania spalin.

Pierwsze wyniki projektu wskazują na wysoką skuteczność redukcji emisji rtęci sięgające do 96%.

Cechy proponowanej metody DEMERTEC charakteryzują się: