Carbón Gníomhachtaithe a Chur i bhFeidhm chun Mearcair a Bhaint i nGléasraí Cumhachta Gual

Tá áit thábhachtach fós ag giniúint chumhachta gual sa struchtúr fuinnimh domhanda. Mar sin féin, is bagairt thromchúiseach iad na hastuithe mearcair (Hg) a bhaineann leo don chomhshaol éiceolaíoch agus do shláinte an duine. Le cur i bhfeidhm anCoinbhinsiún Minamatai go leor tíortha, go háirithe sa tSín, sna Stáit Aontaithe, san Aontas Eorpach agus i réigiúin eile, tá rialú astaíochtaí mearcair i ngléasraí cumhachta a scaoiltear guail aistrithe ó "rogha" go dtí asrian éigeantach. I measc teicneolaíochtaí éagsúla a bhaint mearcair, teicneolaíocht asaithe mearcair gáis múcháin bunaithe arACIa úsáidtear go forleathan in-aonaid seirbhíse mar gheall ar a phróiseas aibí, iarfheistiú réasúnta áisiúil agus inoiriúnaitheacht láidir.Carbón Gníomhachtaithe le haghaidh Íonú Aeir agus Gáistar éis éirí mar an croí adsorbent don teicneolaíocht seo a bhuíochas dá achar dromchla sainiúil ard agus struchtúr pore saibhir.

 

Ⅰ. Saincheisteanna Astuithe Mearcair i nGléasraí Cumhachta a bhreoslaítear le Gual

Sa phatrún tomhaltas fuinnimh príomhúil domhanda atá ann faoi láthair, tá gual fós ag feidhmiú mar "cloch ballasta". Cé go bhfuil méadú ag teacht ar chomhréir an fhuinnimh in-athnuaite, tá sé deacair aonaid bhreoslaithe guail a athsholáthar go hiomlán le fada an lá i dtéarmaí seoltachta an chórais chumhachta agus iontaofacht an tsoláthair chumhachta. Idir an dá linn, le leathnú dócháin guail, tá scaoileadh rian-mhiotail throma sa ghual aistrithe de réir a chéile ó phlé acadúil go fócas rialála.

 

Tá na tréithe seo a leanas ag mearcair:

1. Ard-tocsaineacht agus néarthocsaineacht: Is féidir le mearcair orgánach mar mheitile mearcair charnadh tríd an mbiashlabhra agus déanann sé damáiste do-aisiompaithe d'fhorbairt néarfhorbairt na bhféatas agus na leanaí;

2. Cumas ascnaimh fhada: Tar éis é a bheith astaithe mar mearcair eiliminteach gásach (Hg⁰), is féidir leis na mílte ciliméadar a imirce san atmaisféar, rud a chruthaíonn truailliú domhanda;

3. Marthanacht teasfhulangach agus comhshaoil: Tar éis socrú isteach in ithir agus i ndobharlaigh, féadfaidh sé -dul isteach arís sa timthriall bithsféir trí mheitiliú miocróbach.

 

 

Mar sin, bíonn seachtrachachtaí tipiciúla tras-réigiúnacha agus idirghlúine ag astaíochtaí mearcair. Is minic nach leor rialachas tír aonair, agus éilíonn rialú foriomlán comhordú idirnáisiúnta. Ó glacadh leis in 2013, tá Coinbhinsiún Minamata daingnithe ag níos mó ná 100 páirtí conarthach lena n-áirítear an tSín. Ar cheann dá chroíchuspóirí tá teorainn a chur le hastuithe mearcair ó fhoinsí tionsclaíochta ar nós stáisiúin chumhachta a dhóitear gual agus iad a laghdú.

 

I gcleachtas innealtóireachta, tá na córais íonaithe gás múcháin de ghléasraí cumhachta breoslaithe guail sách aibí, agus tá na gairis seo a leanas feistithe orthu go ginearálta:

• Laghdú Catalaíoch Roghnach (SCR)nóLaghdú Neamh-Chatalaíoch Roghnach (SNCR)le haghaidh denitrification;
• Réamhtheachtaithe Leictreastatacha (ESP)nóScagairí Fabraic (FF)do rialú ábhar cáithníneach;
• Fliuch nó leath-thirimDíshulfurization Gáis Múcháin (FGD)córais chun SO₂ a bhaint.

 

Tá éifeacht "a bhaint sineirgisteacha" ag na feistí seo ar fhoirmeacha áirithe mearcair. Mar sin féin, don rud is deacra-gá-gás a rialúmearcair eiliminteach (Hg⁰), ní féidir leis an slabhra cóireála gáis múcháin traidisiúnta ráthaíocht a thabhairt do ghabháil chobhsaí agus éifeachtach. Sa chomhthéacs seo, breathnaítear ar theicneolaíocht bhaint mearcair atá dírithe ar instealladh carbóin gníomhachtaithe mar fhorlíonadh tábhachtach ar bhealaí traidisiúnta cóireála gáis múcháin, agus bíonn sé ina nasc tábhachtach fiú chun comhlíonadh astaíochtaí mearcair a bhaint amach faoi roinnt coinníollacha oibre.blaosc cnó cócó carbóin gníomhachtaithe le haghaidh íonú Gáis Léiríonn feidhmíocht den scoth sa réimse seo mar gheall ar a ghníomhaíocht asaithe ard agus neart meicniúil.

 

Ⅱ. Speicis Mearcair agus Conairí Claochlaithe i nGás Múchán

 

Is réamhriachtanas é dáileadh speciation mearcair a thuiscint ó thaobh teirmidinimic agus cinéitic chun plé a dhéanamh ar an meicníocht a bhaineann le mearcair a bhaint trí charbón gníomhachtaithe.

 

2.1 Eisiúint agus Speicis Tosaigh Mearcair i nGual

Is gnách go mbíonn mearcair i ngual ann i rianmhéideanna, agus raon idir an t-ábhar de ghnáth0.01-0.5 mg / kg, arna óstáil in ábhar orgánach, pirít agus mianraí cré. Faoi choinníollacha dócháin foirnéise ardteochta (thart ar1300-1600 céim), déantar na speicis mearcair seo a luainiú beagnach go hiomlán agus a thiontú go mearcair gásach. Tá an chuid is mó den mhearcair a scaoileadh ar dtús ann marmearcair eiliminteach (Hg⁰), gan ach méid beag a ocsaídiú sa chrios ardteochta.

Tá na tréithe seo a leanas ag Hg⁰ gásach: Táimhe láidir ceimiceach; dothuaslagtha in uisce; idirghníomhú teoranta le gnáthfheistí gabhála i ngás múcháin. Mar sin, gan bearta speisialta, is féidir Hg⁰ a urscaoileadh go héasca san atmaisféar le gás múcháin íonaithe.Carbón gníomhachtaithe easbhrúite le haghaidh íonú gáisa úsáidtear go minic i gcórais leapacha fosaithe chun Hg⁰ domhain a bhaint mar gheall ar a struchtúr aonfhoirmeach agus tréscaoilteacht mhaith.

 

2.2 Claochlú Speicis ar Mhearcair i gCórais Gháis Múcháin

De réir mar a thagann laghdú ar theocht an gháis múcháin ón asraon foirnéise agus go dtéann sé tríd an eacnamaí, réamhthéiteoir aeir, SCR, bailitheoir deannaigh agus feiste desulfurization in ord, téann mearcair faoi shraith imoibrithe aonchineálacha agus ilchineálacha i gcriosanna trealaimh agus teochta éagsúla, ag cruthú trí phríomhfhoirmeacha:

1. Mearcair eiliminteach Hg⁰: Imoibríocht cheimiceach íseal gásach, neodrach go leictreach, an-so-ghalaithe; nach n-ionsúitear go héasca trí dhísulfurization fliuch nó go n-asaithe go fisiciúil ar dhromchlaí fuinseoige; na cinn is deacra a rialú agus na príomhspeicis de theicneolaíocht ACI.

2. Mearcair Ocsaídithe Hg²⁺: De ghnáth bíonn salainn an-intuaslagtha ar nós HgCl₂ agus HgSO₄; Is féidir Hg⁰ a ocsaídiú go Hg²⁺ i láthair HCl, O₂, NO₂ agus dromchlaí catalaíoch; intuaslagtha go héasca i sciodar FGD nó a gabhadh ar dhromchlaí fuinseog eitilt, agus mar sin baintear é go páirteach trí ghléasanna traidisiúnta desulfurization agus bhaint deannaigh.

3. Mearcair Cáithníneach-atá faoi cheangal: Mearcair atá comhcheangailte le mianraí ar dhromchla cáithníní luaith eitilt nó carbóin neamhdhóite chun comhpháirteanna soladacha a fhoirmiú; Is féidir le bailitheoirí deannaigh ardéifeachtúlachta a ghabháil i gcion ard, an fhoirm mearcair is éasca le rialú.

 

I gcoinníollacha oibre iarbhír, braitheann comhréireanna coibhneasta na dtrí fhoirm ar shaintréithe guail (go háirithe ábhar clóirín, sulfair agus alcaile miotail), dáileadh teochta san fhoirnéis agus múchán eireaball, dócháin agus laghdú atmaisféar, stádas oibríochta SCR agus airíonna fisiceacha agus ceimiceacha fuinseog eitilt. Go ginearálta, tá gual biotúmanach le cion ard clóirín sa ghás múcháin níos mó a chabhródh le hocsaídiú Hg⁰ a chur chun cinn, rud a mhéadaíonn an cóimheas Hg²⁺ agus cuireann sé ar chumas an fheiste FGD níos mó feidhmeanna a bhaint as mearcair; agus gual clóirín íseal á dhó (cosúil le roinnt ligníte agus gual fo-bhiotúmanach), tá an cóimheas Hg⁰ i bhfad níos airde, agus braitheann coinníollacha oibre dá leithéid níos mó ar theicneolaíochtaí speisialta chun mearcair a bhaint (cosúil le ACI).Carbón gníomhachtaithe le haghaidh íonú aeir agus gáisdéanann sé suas go tapa as na heasnaimh a bhaineann le cóireáil sineirgisteacha i gcoinníollacha den sórt sin agus cinntíonn sé go gcomhlíontar astaíochtaí.

 

Ⅲ. Bunphrionsabail agus Airíonna Ábhartha Carbóin Gníomhachtaithe chun Mearcair a Bhaint as

 

Úsáidtear carbón gníomhachtaithe go forleathan chun mearcair gás múcháin a bhaint i ngléasraí cumhachta dóiteáin guail mar gheall ar a struchtúr pore uathúil agus a airíonna ceimiceacha dromchla inchoigeartaithe go héasca.

 

3.1 Struchtúr Pore agus Asaithe Fisiciúil

Go ginearálta ullmhaítear carbón gníomhachtaithe ó fhoinsí carbóin mar ghual, bithmhais, sliogán cnó cócó, adhmad nó cóc peitriliam trí charbónú agus gníomhachtú ardteochta. Táirgeann an próiseas gníomhachtaithe (gníomhachtú fisiceach nó ceimiceach) líon mór demicreaphóir (<2 nm)**, **mesopores (2–50 nm)** and **macropores (>50 nm)taobh istigh den ábhar, a fhoirmíonn gréasán póir ordlathach an-nasctha, a fhágann go sroichfidh a achar dromchla sonrach na mílte m²/g.Carbón gníomhachtaithe bhlaosc cnó cócó le haghaidh íonú gáisTá cáil air as a-mhicrípóir dea-fhorbartha agus cumas láidir gabhála le haghaidh tiúchan íseal mearcair gal.

Braitheann asaithe fisiceach go príomha ar fhórsaí van der Waals agus idirghníomhaíochtaí polaraithe lag,tréithle:

• Is gnách go mbíonn an próiseas asaithe inchúlaithe;
• Teas asaithe íseal, gar do theas comhdhlúthaithe;
• Tá an cumas asaithe íogair do theocht, agus laghdaíonn méadú teochta go mór an cumas asaithe.

Laistigh de raon teochta an gháis múcháin de ghléasraí cumhachta dóiteáin (go ginearálta100-200 céim), is minic nach leor an éifeachtúlacht a bhaineann le Hg⁰ a ghabháil trí asaithe fisiceach amháin, go háirithe nuair a bhíonn an tiúchan mearcair i ngás múcháin íseal (de ghnáth ag an leibhéal ug/m³). Ag an am seo, níl aon bhuntáiste ag mearcair eiliminteach maidir le asaithe iomaíoch i gcomparáid le móilíní gáis eile, agus tá claonadh ag an gcothromaíocht asaithe go dtí an taobh dí-asaithe faoi choinníollacha teocht ard. Dá bhrí sin, cé go bhfuil an struchtúr pore mar bhunús leis an asaithe, ní mór meicníocht asaithe ceimiceach níos láidre a thabhairt isteach chun baint mearcair éifeachtach a bhaint amach.

 

3.2 Grúpaí Feidhme Dromchla agus Asaithe Ceimiceach

Tá líon áirithe ocsaigine-ina bhfuil feidhmghrúpaí ar dhromchla an charbóin gníomhachtaithe, amhail grúpaí hiodrocsaile (-OH), grúpaí carbocsail (-COOH), grúpaí carbóinile (C=O), struchtúir lachtóin, srl. Is féidir leis na feidhmghrúpaí seo gníomhú mar lárionaid aigéad nó bonn Lewis lag go pointe áirithe agus imoibriú le roinnt comhpháirteanna sa ghás múcháin. Maidir le mearcair, is féidir leis na grúpaí feidhme seo ar charbón gníomhachtaithe maighdean suíomhanna asaithe ceimiceacha teoranta a sholáthar, rud a fhágann go bhfuil ocsaídiú páirteach Hg⁰ nó foirmiú casta dromchla, ach tá an cumas seo i bhfad ó chomhlíonadh dianriachtanais rialaithe astaíochtaí.

Dá bhrí sin, is gnách go mbíonn gá le modhnú dromchla ar charbón gníomhachtaithe in iarratais innealtóireachta. Trí eilimintí nó speicis cheimiceacha ar leith a thabhairt isteach, cruthaítear lárionaid ghníomhacha a bhfuil cleamhnas mearcair níos airde acu, rud a chlaochlaíonn gabháil mearcair ó asaithe fisiceach-atá faoi cheannas go asaithe ceimiceach agus go n-imoibríonn dromchla-chun tosaigh.Carbón gníomhachtaithe easbhrúite le haghaidh íonú gáisIs furasta bróimín, sulfair agus modhnóirí eile a luchtú, rud a léiríonn cobhsaíocht níos fearr maidir le mearcair gáis múcháin a bhaint.

 

Ⅳ. Carbón Gníomhachtaithe Athraithe: Ó Asaithe Fisiciúil go Rialú Imoibrithe

 

Is féidir teicneolaíocht modhnú carbóin gníomhachtaithe a thuiscint mar "dromchla feidhmiúil ar leith a thógáil ar chnámharlach carbóin". I measc go leor modhanna modhnú, modhnú halaigine, go háirithemodhnú bróimín, ar an gceann is forleithne a ndearnadh staidéar air agus a cuireadh i bhfeidhm i réimse an ghual-bhaint mearcair gáis múcháin.

 

4.1 Croí-Mheicníocht Charbóin Ghníomhaithe Brómanaithe

Carbón Gníomhachtaithe Brominatedullmhaítear é de ghnáth trí bróimín i bhfoirm mhóilíneach nó ianach a thabhairt isteach i bpiocháin agus dromchla an charbóin gníomhachtaithe trí thuile, spraeáil nó trí chéim asaithe. Is féidir le bróimín naisc C-Br a fhoirmiú ar an dromchla carbóin nó bheith ann mar shalainn bhróimíde agus mar mhóilíní bróimín asaithe, rud a chruthaíonn suíomhanna gníomhacha dromchla nua.Carbón gníomhachtaithe le haghaidh íonú aeir agus gáisa bheith níos éifeachtaí arís agus arís eile tar éis bróimíniú, rud a fhágann gurb é an rogha príomhshrutha é do stáisiúin chumhachta.

 

Creideann staidéir atá ann cheana féin go ginearálta go dtéann gabháil mearcair ar charbón gníomhachtaithe bróiminte faoi na céimeanna bunúsacha seo a leanas:

1. Aistriú mais agus iontráil fhisiciúil Hg⁰ isteach i bpiocháinScaipeann Hg⁰ dromchla na gcáithníní carbóin gníomhachtaithe trí chomhiompar ar dtús, agus ansin téann sé chuig na suíomhanna gníomhacha trí idirleathadh móilíneach sa struchtúr pore. Tá an próiseas seo á rialú go príomha ag struchtúr pore agus stát sreabhadh gáis múcháin.

2. Ocsaídiú ilchineálach Hg⁰ ag suíomhanna gníomhacha bróimínNuair a shroicheann Hg⁰ cóngaracht-láithreáin ina bhfuil bróimín, tarlaíonn imoibriú ilchineálach ocsaídiúcháin le rannpháirtíocht speiceas bróimín. Is féidir slonn simplithe a scríobh mar:Hg⁰(g) + 2Br(s) → HgBr₂(fógraí)Áit a seasann Br don speiceas gníomhach bróimín ar dhromchla an charbóin gníomhachtaithe. Léiríonn staidéir áirithe go bhféadfadh an próiseas ocsaídiúcháin seo dul trí stáit valence idirmheánacha nó foirm HgBr(fógraí) roimh thiontú eile go HgBr₂.

3. Cobhsú agus ceangal láidir HgBr₂Is féidir leis an HgBr₂ a ghintear a adsorbú ag fórsaí van der Waals taobh istigh agus ar dhromchla na pores, agus féadann sé struchtúr casta níos cobhsaí a fhoirmiú tuilleadh le grúpaí feidhme dromchla, rud a fhágann go bhfuil sé deacair dí-asú ag teocht gáis múcháin de120-180 céim, rud a bhainfidh fosúchán éifeachtach mearcair amach.

 

Tá na buntáistí suntasacha seo a leanas ag carbón gníomhachtaithe brominated thar charbón gníomhachtaithe clóirínithe:

• Tá bróimín níos fabhraí do chinéitic ocsaídiúcháin Hg⁰, agus is gnách go mbíonn an ráta imoibrithe níos airde;
• Tá cobhsaíocht theirmeach maith ag an HgBr₂ a ghintear ag teochtaí arda, agus is lú an seans go ndéanfaidh sé dianscaoileadh nó laghdú ná HgCl₂;
• I láthair gáis iomaíocha ar nós SO₂ agus H₂O, tá leibhéal nimhiú na suíomhanna bróimín gníomhacha sách éadrom, agus tá an cumas chun seasamh in aghaidh luaineachtaí riocht oibre níos láidre.

Ó chleachtas innealtóireachta, i gcás coinníollacha dócháin guail íseal clóirín, is minic go mbaintear ráta iomlán mearcair de mheáchan as instealladh dáileog iomchuí de charbón gníomhachtaithe brómanaithe.níos mó ná 80-90%roimh an mbailitheoir deannaigh iartheachtacha, ag comhlíonadh na gceanglas reatha maidir le teorainn astaíochtaí sa chuid is mó de na réigiúin.

 

4.2 Conairí Modhnuithe Eile: Modhnú Sulfar, Clóirín agus Ilchodach

Chomh maith le modhnú bróimín, tá poitéinseal feidhme áirithe ag roinnt smaointe modhnuithe eile:

1. Sulfar-carbón gníomhachtaithe modhnaitheBunaithe ar an cleamhnas láidir idir Hg agus S (ar deireadh a fhoirmíonn HgS suilfíd mearcair thar a bheith cobhsaí), neartaíonn taighdeoirí an cumas asaithe ceimiceach trí luchtú sulfair ina bhfuil speicis (cosúil le sulfair eiliminteach, suilfídeanna) ar an dromchla carbóin gníomhachtaithe. Tá cumas láidir gabhála ag sulfair-carbón gníomhachtaithe modhnaithe le haghaidh mearcair ocsaídithe agus cuid de Hg⁰, go háirithe ag teochtaí ísle (<150°C), but it is highly sensitive to working condition changes, and regeneration and stability problems remain to be solved.

2. Clóirín-carbón gníomhachtaithe modhnaitheTá modhnú clóirín cosúil le modhnú bróimín i meicníocht, go príomha feabhas a chur ar éifeachtúlacht bhaint mearcair trí ocsaídiú Hg⁰ go HgCl₂ a chur chun cinn. Ós rud é go mbíonn tiúchan áirithe HCl sa ghás múcháin féin go minic, arna fhorlíonadh ag imoibrithe dromchla mar chatalaíoch SCR, ní úsáideann roinnt gléasraí cumhachta carbóin gníomhachtaithe modhnaithe clóirín freisin, ach úsáideann siad éifeacht sineirgisteacha na gcóras atá ann cheana féin. I gcomparáid le bróimín, is gnách go mbíonn modhnú clóirín beagán níos lú ná éifeachtúlacht agus inoiriúnaitheacht teochta, ach tá buntáistí áirithe aige maidir le costas agus creimneach.

3. Mionathrú ilchomhpháirteLe blianta beaga anuas, tá iarracht déanta ag roinnt staidéir comhpháirteanna feidhmiúla iolracha (amhail bróimín + sulfair, clóirín + miotail trasdula, etc.) a thabhairt isteach ar charbón gníomhachtaithe ag an am céanna chun gabháil sineirgisteacha de mhearcair ilfhoirmeacha a bhaint amach i raon teochta níos leithne. Léiríonn ábhair ilchodacha modhnaithe den sórt sin ionchais fheidhmithe maith ag leibhéal na saotharlainne, ach tá tuilleadh fíoraithe innealtóireachta fós de dhíth ar a scála tionsclaíoch -suas,-cobhsaíocht fhadtéarmach agus tionchar féideartha ar threalamh iartheachtacha.Carbón gníomhachtaithe bhlaosc cnó cócó le haghaidh íonú gáiscoinníonn sé feidhmíocht chobhsaí maidir le mearcair a bhaint fiú i ngás múcháin ard-sulfair agus ard-taise tar éis modhnú ilchodach, ag leathnú a scóip feidhme.

 

Ⅴ. Príomhfhachtóirí a bhfuil Tionchar acu ar Éifeachtúlacht Mearcair a Bhaint as Carbón Gníomhachtaithe

 

Faoi na coinníollacha céanna ábhar carbóin gníomhachtaithe, féadfaidh an ráta a bhaint mearcair i gcoinníollacha oibre iarbhír gléasra cumhachta difríochtaí suntasacha a thaispeáint fós, atá fréamhaithe in éifeacht cúplála go leor fachtóirí ar nós comhdhéanamh gáis múcháin, teocht, suíomh insteallta agus trealamh anuas.

 

5.1 Éifeacht Cúplála Comhpháirteanna Gáis Múcháin

1. SO₂ agus SO₃Tá an tiúchan SO₂ de ghnáth idir na mílte agus na mílte mg / m³, i bhfad níos airde ná an tiúchan mearcair (leibhéal ug / m³), ​​agus tá buntáiste iomaíoch nádúrtha aige sa phróiseas asaithe. Is féidir cuid de SO₂ a ocsaídiú tuilleadh go SO₃, rud a fhoirmíonn go héasca ceo aigéad sulfarach le H₂O sa roinn ísealteochta nó comhdhlútháin sna pores carbóin gníomhachtaithe, rud a chuireann bac ar phiocháin agus ag clúdach suíomhanna gníomhacha, rud a fhágann díghníomhú carbóin gníomhachtaithe. Faoi choinníollacha oibre arda SO₃, is minic is gá an ráta instealladh carbóin gníomhachtaithe a mhéadú nó scéimeanna modhnuithe resistant nimhiú sulfair a ghlacadh.

2. NOₓ agus a dhíorthaighTá airíonna ocsaídeacha lag ag NÍL féin agus tionchar teoranta ar asaithe mearcair; Féadfaidh NO₂ páirt a ghlacadh sa phróiseas ocsaídiúcháin Hg⁰ agus gníomhú mar ocsaídeoir cúnta. Ag an am céanna, is féidir le NO₂ idirghníomhú freisin le suíomhanna ocsaídiúcháin dromchla chun an timpeallacht cheimiceach dromchla a athrú. Ar an iomlán, níl an tionchar atá ag NOₓ ar bhaint mearcair ACI chomh suntasach leis an tionchar atá ag SOₓ, ach tá tuilleadh taighde tuillte ag an meicníocht idirghníomhaíochta faoi choinníollacha oibre comhcheangailte SCR+ACI.

3. HCl agus hailídí eileTá HCl ar cheann de na príomhgháis a chuireann tiontú Hg⁰ go HgCl₂ chun cinn. I ngás múcháin le hábhar ard clóirín, fiú gan ACI, ní féidir baint páirteach mearcair a bhaint amach ach amháin trí chatalú SCR agus sineirgíocht FGD. Maidir le -gual clóirín íseal, is minic a bhíonn gá leis an easnamh seo a chúiteamh trí charbón gníomhachtaithe bróimínithe a instealladh. Cuireann roinnt gléasraí cumhachta clóirín-ina bhfuil feabhsaithe dócháin roimh an gcoire nó cuireann siad méid cuí HCl leis an ngás múcháin mar bhearta cúnta, ach ní mór an riosca creimthe a eascraíonn as seo a bheith airdeallach.

4. Gal uisce agus ocsaiginTá gal uisce in iomaíocht le suíomhanna asaithe go pointe áirithe, go háirithe suíomhanna asaithe lag; ach is féidir le méid cuí H₂O páirt a ghlacadh freisin i roinnt imoibrithe ocsaídiúcháin dromchla. Is gás cúlra tábhachtach é ocsaigin chun imoibrithe ocsaídiúcháin mearcair a chothabháil, go háirithe a dhéanann difear don phróiseas ath-ocsaídiúcháin a bhaineann le meicníochtaí ilchéime ocsaídiúcháin.

 

5.2 Teocht agus Am Cónaithe

Tá teocht ar cheann de na paraiméadair oibriúcháin is tábhachtaí i ndearadh agus optamú córais ACI. Léiríonn cleachtadh:

When the flue gas temperature is too high (>200 céim ), laghdaítear an cumas asaithe fisiceach go suntasach, agus d'fhéadfadh roinnt mearcair atá asaithe go ceimiceach tosú ag díchobhsú, rud a fhágann dí-asú;

Nuair a bhíonn an teocht ró-íseal (<100°C), although physical adsorption is enhanced, the risk of SO₃/H₂O condensation increases, and flue gas condensation and corrosion problems worsen, which is not conducive to long-term stable operation.

Dá bhrí sin, is gnách go socraíonn dearadh tipiciúil ACI an pointe insteallta tar éis an réamhthéitheoir aer nó an eacnamaí, agus é á rialú laistigh de fhuinneog de thart ar100-180 céimchun teirmidinimic asaithe agus rioscaí creimeadh trealaimh a chothromú.

Ina theannta sin, tá am cónaithe na gcáithníní carbóin gníomhachtaithe sa múchán ar cheann de na príomhfhachtóirí a chinneann éifeachtúlacht bhaint mearcair. Is é an toradh a bheidh ar aga cónaithe ró-ghearr ná go ngabhfaidh an bailitheoir deannaigh roimh theagmháil iomlán le mearcair; cabhróidh síneadh cuí an t-am cónaithe le próisis aistrithe mais agus imoibrithe idir mearcair agus láithreacha gníomhacha a chríochnú. Trí shocrú nozzle a choigeartú, struchtúr múcháin agus dáileadh réimse sreafa a bharrfheabhsú, is féidir an t-am cónaithe éifeachtach a fheabhsú gan caillteanas friotaíochta a mhéadú go mór.

 

5.3 Ráta Instealladh, Méid na gCáithníní agus Aonfhoirmeacht Measctha

Bíonn tionchar díreach ag an ráta insteallta carbóin gníomhachtaithe (arna shloinneadh mar ghás múcháin mgAC/m³ nó cóimheas maise C/Hg) ar líon iomlán na suíomhanna asaithe atá ar fáil, agus is é an athróg is iomasach chun ráta bainte mearcair a rialú. San innealtóireacht iarbhír, nuair a bhíonn gual clóirín íseal á dhó agus ráta aistrithe mearcair de thart ar 90% á leanúint, is minic a éilíonn gnáthcharbón gníomhachtaithe púdraithe neamh-mhodhnaithe na mílte agus na mílte uair an chóimheas mais C/Hg, rud a fhágann brú ardchostais; tar éis úsáid a bhaint as carbón gníomhachtaithe brominated, is féidir an ráta insteallta a laghdú go mór faoin ráta céanna a bhaint mearcair.

Bíonn tionchar ag méid na gcáithníní carbóin gníomhachtaithe ar a saintréithe scaipthe agus mais-aistrithe i ngás múcháin. Tá méid na gcáithníní níos lú a chabhródh le méadú ar achar dromchla sonrach agus feabhas a chur ar mhinicíocht teagmhála le móilíní mearcair, ach féadfaidh méid na gcáithníní ró-bheag caillteanas eitilte a mhéadú agus cur isteach ar fheidhmíocht bailitheoir deannaigh. Go ginearálta, tá an méid cáithníní de charbón gníomhachtaithe púdraithe a úsáidtear le haghaidh ACI den chuid is mó i raon na10–30 μm.

Is fachtóir an-tábhachtach freisin é aonfhoirmeacht mheasctha. Fiú má tá an ráta insteallta carbóin gníomhachtaithe leordhóthanach, má tá an meascadh trasghearrtha le gás múcháin míchothrom, beidh asaithe áitiúil iomarcach ann agus baintear neamhleor mearcair go háitiúil. Is bealach éifeachtach é suíomh insteallta agus leagan amach nozzle a bharrfheabhsú trí insamhalta CFD, in éineacht le monatóireacht tiúchana ar líne chun coinníollacha insteallta a choigeartú, chun feidhmíocht iomlán an chórais a fheabhsú.Carbón gníomhachtaithe bhlaosc cnó cócó le haghaidh íonú gáistá méid na gcáithníní inchoigeartaithe aige agus sreabhán maith aige, atá oiriúnach d'oibriú cobhsaí fadtéarmach córais insteallta neomataigh.

 

Ⅵ. Feidhm Innealtóireachta, Geilleagar agus Forbairt Margaidh Teicneolaíochta ACI

 

6.1 Stádas Reatha Feidhmchláir Innealtóireachta

Ós rud é na Stáit Aontaithe i bhfeidhm de réir a chéileCaighdeáin Mearcair agus Aerthocsainí (MATS)Sna 2000í, tá teicneolaíocht ACI i gceannas ar fheidhmiú ar scála mór i dtionscal cumhachta Mheiriceá Thuaidh, de réir a chéile ag clúdach aonaid éagsúla a dhó cineálacha éagsúla guail. Tá córais ACI imlonnaithe ag roinnt tíortha Eorpacha freisin ar aonaid mhóra bhreoslaithe guail chun ceanglais astaíochtaí níos cuimsithí a chomhlíonadh. Le blianta beaga anuas, de réir a chéile le hiarfheistiú guail astaíochtaí ultra-íseal na Síne agus aird mhéadaithe ar astuithe mearcair, ACI agus teicneolaíochtaí eile a bhaineann le mearcair san áireamh de réir a chéile san fhís roghnúcháin theicniúil, go háirithe ar aonaid le gníomhaíocht ghual íseal clóirín, íseal-, glactar leis go bhfuil ACI mar cheann de na bealaí teicniúla.

De ghnáth bíonn na tréithe innealtóireachta seo a leanas ag córais ACI:

• Struchtúr feiste atá réasúnta simplí, go ginearálta lena n-áirítear boscaí bruscair stórála, córais méadraithe agus beathaithe, píblínte iompair aeroibrithe, lannaí insteallta agus córais rialaithe;
• Comhoiriúnacht mhaith leis an gcóras cóireála gáis múcháin bunaidh, gan iarfheistiú ar scála mór an phríomh-innill agus struchtúr múcháin;
• Is féidir an ráta insteallta a choigeartú go solúbtha de réir tiúchan astaíochtaí mearcair agus ceanglais rialála, le scalability áirithe.

 

6.2 Saincheisteanna Diúscartha Costas Eacnamaíochta agus Fotháirgí

Cé go bhfuil buntáistí soiléire ag teicneolaíocht ACI maidir le haibíocht theicniúil, bhí a eacnamaíocht agus seachtracht comhshaoil ​​​​i gcónaí ina fhachtóirí tábhachtacha a chuireann srian lena chur chun cinn leathan.

1. Costas carbóin gníomhachtaitheCé go bhfuil praghas an charbóin gníomhachtaithe púdraithe féin íseal (margadh baile), tá praghas aonaid ard ag táirgí modhnaithe ardfheidhmíochta amhail carbón gníomhachtaithe bróimínithe. Agus aonaid bhreoslaithe guail mheánmhéide agus mhóra á nglacadh mar shampla, chun ráta ard a bhaint mearcair a bhaint amach, féadfaidh an tomhaltas bliantúil carbóin gníomhachtaithe teacht ar na céadta go dtí na mílte tonna, le costas oibriúcháin bliantúil ó na milliúin RMB go leibhéal níos airde. Le comhbhrú na gcorrlach brabúis sa tionscal fuinnimh, tá an costas oibriúcháin leanúnach seo ina fhachtóir nach mór a mheá go cúramach agus cinntí á ndéanamh ag gléasraí cumhachta.

2. Diúscairt mearcair-ina bhfuil luaithreach cuileDéanfaidh an córas um bhaint deannaigh mar aon leis an luaith eitilt an carbón gníomhachtaithe a instealladh isteach sa ghás múcháin a ghabháil sa deireadh, rud a athróidh airíonna fisiceacha agus ceimiceacha na luaithrigh eitilt. Ar thaobh amháin, féadfaidh an méadú ar ábhar carbóin neamhdhóite agus athrú datha difear a dhéanamh ar a luach úsáide sna tionscail stroighne agus coincréite; ar an láimh eile, is minic a bhainistítear fuinseog eitilt atá asaithe le miotail tocsaineacha mar mhearcair mardramhaíl ghuaiseachi gcomhréir le caighdeáin dhlíthiúla agus chomhshaoil, méadú ar chostais iompair, diúscartha agus rialaithe riosca comhshaoil ​​fadtéarmach. Faoi láthair, is iad líonadh talún sábháilte agus cóireáil soladaithe/cobhsaithe na príomh-roghanna, ach is fadhb gan réiteach fós é conas a ráta úsáide acmhainní a fheabhsú ar an mbonn chun sábháilteacht comhshaoil ​​a chinntiú.

3. Creimeadh agus iontaofacht an chóraisCé go bhfuil cumas ardéifeachtúlachta bainte mearcair ag carbón gníomhachtaithe bróiminte, tá baol ann freisin go bhféadfadh bróimídí creimeadh a dhéanamh ar chórais FGD iartheachtacha, ar shúchán agus ar ábhair simléir. Go háirithe i desulfurization fliuch, féadfaidh méadú ar thiúchan halaigine sa chéim leachtach difear diúltach a dhéanamh ar líneálacha rubair agus comhpháirteanna cóimhiotail, méadú ar mhinicíocht cothabhála agus ar chostais athsholáthair páirteanna breise. Agus córas ACI á dhearadh, ní mór meicníocht chreimthe, roghnú ábhar agus straitéisí frith-chreimeadh a chur san áireamh go cuimsitheach.

 

6.3 Scála an Mhargaidh agus Treochtaí Forbartha

De réir tuairiscí taighde margaidh domhanda le blianta beaga anuas, tá an margadh carbóin gníomhachtaithe le haghaidh cóireála gáis múcháin tionsclaíoch (lena n-áirítear gléasraí cumhachta guail, loscadh dramhaíola, bruithnithe miotail, etc.) tar éis scála na billiúin dollar SAM a bhaint amach, agus ina measc tá carbón gníomhachtaithe púdraithe speisialta chun mearcair a bhaint ar cheann de na codanna atá ag fás go tapa.Carbón gníomhachtaithe bhlaosc cnó cócó le haghaidh íonú gáistá sciar tábhachtach aige i gcumhacht, i loscadh dramhaíola, agus in íonú gáis mhiotaleolaíocht. Léiríonn réamhaisnéisí go gcoimeádfaidh an deighleog fás dearfach sna blianta beaga atá romhainn, agus na príomhfhórsaí tiomána ina measc:

• Caighdeáin astaíochta mearcair a theannú d’aonaid nua agus iarfheistithe-fuilte guail i dtíortha i mbéal forbartha;
• Rialú níos déine ar rialú miotail throma sna tionscail um loscadh dramhaíola agus um loscadh dramhaíola guaisí;
• Leathnú feidhmchlár mar gheall ar chur chun cinn tráchtála táirgí nua carbóin gníomhachtaithe ardfheidhmíochta modhnaithe.

 

Ⅶ. Treoracha Teicniúla don Todhchaí agus Smaointe Cuimsitheacha Rialachais

 

Le tuilleadh mionchoigeartaithe ar mhaoirseacht comhshaoil ​​agus le dul chun cinn leanúnach an chlaochlaithe fuinnimh, tá plean cuimsitheach um rialú sineirgisteach córasach iltruailleán á chur in ionad na samhla rialachais "cóireála siomptómach" de theicneolaíocht aonair de réir a chéile. Sa chomhthéacs seo, tá teicneolaíocht ACI féin os comhair na riachtanas maidir le huasghrádú atriallach agus comhtháthú feidhmiúil.

 

7.1 Adsorbents Ísle- nua agus in-athnuaite

Ó thaobh acmhainní agus costais de, tá aird mhéadaithe á fháil ar ábhair asaithe a ullmhaítear ó bhithmhais nó ó dhramhaíl sholadach thionsclaíoch (cosúil le tuí barr, sliogáin torthaí, sloda, fuinseog eitilt, etc.). Trí ghníomhachtú cuí agus modhnú ceimiceach, is féidir leis na hábhair seo feidhmíocht bhaint mearcair a bhaint amach gar do charbón gníomhachtaithe bunaithe ar ghual traidisiúnta nó fiú níos mó ná sin faoi roinnt coinníollacha oibre, agus costais amhábhar agus lorg carbóin á laghdú go mór ag an am céanna. Ina theannta sin, cabhróidh forbairt asaithe is féidir a athchúrsáil agus a athúsáid ar{-ar an láthair i stáisiúin chumhachta nó in áiseanna láraithe giniúint dramhaíola guaisí soladacha a laghdú agus le hinbhuanaitheacht chomhshaoil ​​iomlán a fheabhsú.

 

7.2 Comhtháthú Rialaithe Sineirgisteach Il-truailleáin

Ar cheann de na treoracha forbartha tábhachtacha a bhaineann le teicneolaíocht cóireála gáis múcháin amach anseo tá feidhmeanna bainte mearcair a chomhcheangal go domhain le córais dínitriúcháin, díshulfurúcháin nó baint deannaigh atá ann cheana féin chun ardán rialaithe sineirgisteacha "uile-in{1}}aon" a thógáil. Mar shampla:

• catalaíoch SCR a fhorbairt le dhá fheidhmeanna laghdaithe NOₓ agus ocsaídiú Hg⁰ chun spleáchas ar chórais neamhspleácha ACI a laghdú;
• Tabhair isteach púdair ilfheidhmeacha a bhfuil feidhm asaithe mearcair acu i bpróisis leath-dhísulfurization tirim nó instealladh tirim chun rialú sineirgiste a bhaint amach ar SO₂, HCl agus Hg;
• Comhcheangail le teicneolaíocht aicmithe agus bailithe luaithrigh chun mearcair a scaradh-charbón gníomhachtaithe luchtaithe ó luaithreach cuile inúsáidte, ag laghdú an tionchair ar úsáid ábhar tógála.

Táthar ag súil go laghdóidh an réiteach comhtháite seo infheistíocht iomlán agus costais oibriúcháin agus ag an am céanna laghdófar castacht an chórais agus an t-ualach cothabhála.

 

7.3 Digiteachú agus Rialú Chliste

Le forbairt na teicneolaíochta monatóireachta mearcair ar líne, tá níos mó agus níos mó gléasraí cumhachta tar éis tosú ag imscaradhCórais Monatóireachta Astuithe Leanúnacha Mearcair (HgCEMS)chun sonraí fíor-ama a fháil ar thiúchan mearcair gáis múcháin agus athruithe ar speiceasacht. In éineacht le ionsamhlú CFD, halgartaim samhaltaithe agus optamaithe faoi thiomáint sonraí, is féidir rialú dinimiciúil optamach ar ráta instealladh carbóin gníomhachtaithe, suíomh insteallta agus fiú foirmle mionathraithe a bhaint amach, ag cruthú córas rialaithe lúb dúnta chun ídiú carbóin gníomhachtaithe a íoslaghdú ar an mbonn de chomhlíonadh astaíochtaí a chinntiú.Carbón gníomhachtaithe bhlaosc cnó cócó le haghaidh íonú gáisfreagraíonn sé go tapa agus tá sé oiriúnach do dháileog beacht i gcórais rialála chliste.

Le dul chun cinn claochlú digiteach agus cliste na ngléasraí cumhachta, is féidir córais ACI a nascadh freisin le coigeartú ualaigh aonaid, aistriú breosla, dí-sulfurization agus coigeartú riocht oibre dínitriúcháin chun rialú sineirgiste níos cruinne agus níos eacnamaí a bhaint amach.

 

7.4 Ó Insamhladh Meicníochta go Dearadh Dírithe ar Ábhar

Modhanna ríomh ceimiceach Quantum arna léiriú agTeoiric Feidhme Dlúis (DFT)tar éis éirí de réir a chéile ina n-uirlisí tábhachtacha chun staidéar a dhéanamh ar mheicníochtaí asaithe agus imoibrithe mearcair ar dhromchla ábhar asaithe éagsúla. Trí imscrúdú córasach a dhéanamh ar na hidirghníomhaíochtaí struchtúir leictreonaí idir mearcair agus gnéithe éagsúla agus struchtúir dhromchla ag an leibhéal teoiriciúil, féadann sé bunús eolaíoch a sholáthar le haghaidh "dearadh spriocdhírithe" ábhar asaithe nua, rud a laghdóidh an t-am agus na hacmhainní a theastaíonn le haghaidh taighde agus forbairt turgnamhach trialach traidisiúnta agus earráidí. Ar bhonn na réamhtheachtaithe, táthar ag súil go gcuirfear taighde agus forbairt ar charbón gníomhachtaithe agus ábhair mhalartacha chun cinn go céim "dearaidh" nua i gcomhcheangal níos forleithne d'ionsamhlúcháin dá leithéid le trialacha tréchuir ard agus halgartaim meaisínfhoghlama.

 

7.5 Teicneolaíocht um Bhaint Mearcair Leaba Seasta Carbón Gníomhachtaithe Gráinneach

Carbón Gníomhachtaithe Gráinneach Is smaoineamh eile é teicneolaíocht leaba sheasta maidir le truailliú mearcair a rialú i stáisiúin chumhachta a dhónn gual. Difriúil ó theicneolaíocht príomhshrutha ACI, anCarbón Gníomhachtaithe Gráinneachcuirtear leaba seasta le sruth ón bhfeiste desulfurization fliuch (FGD), agus titeann teocht an gháis múcháin go dtí thart ar 50 céim, ag feidhmiú mar mhodh íonú deiridh chun baint domhain mearcair a bhaint amach. Tá buntáistí suntasacha ag baint leis an straitéis leagan amach seo: cabhraíonn an timpeallacht íseal teochta le héifeacht sineirgisteacha asaithe fisiceacha agus asaithe ceimiceacha, rud a sháraíonn an bac ar acmhainn asaithe teoranta ACI sa rannóg ardteochta (100-180 céim); ag an am céanna, an fhoirm gráinneach deCarbón Gníomhachtaithe Gráinneachseachnaíonn sé an fhadhb a bhaineann le meascadh le luaith cuile a dhéanann difear dá úsáid acmhainní.

 

 

Bunaithe ar-doimhneacht taighde ar mheicníocht asaithe mearcair, dearadhCarbón Gníomhachtaithe Gráinneachis féidir le leaba seasta foghlaim go hiomlán ón straitéis modhnú ar charbón gníomhachtaithe bróimínithe. Léiríonn staidéir go leanann mearcair anLangmuir-Hinshelwoodmeicníocht asaithe ocsaídiúcháin ar an dromchla carbóin gníomhachtaithe, agus ar deireadh foirmíonn sé comhdhúile cobhsaí le halaiginí dromchla i bhfoirm Hg²⁺. Á lódáil réamh-brominatedCarbón Gníomhachtaithe Gráinneachis féidir le leaba sheasta ocsaídiú agus fosúchán éifeachtach Hg⁰ a bhaint amach ag teochtaí ísle, agus trasnaíocht asaithe iomaíoch SO₂ a sheachaint - toisc go bhfuil sulfáití bainte sa chóras FGD. Ina theannta sin, éascaíonn struchtúr modúlach na leapa fosaithe athsholáthar asaithe agus athghiniúint, ag soláthar conair indéanta chun ábhair ardfheidhmíochta ar nós miotail lómhara a chur i bhfeidhm ar nós carbóin ghníomhachtaithe modhnaithe miotail lómhara, agus chun rialú mearcair a chur chun cinn i ngléasraí cumhachta dóiteáin chun an sprioc a bhaint amach.nialas astuithe.

I bhfianaise an chúlra réadúil go dtógann an claochlú fuinnimh ghlan domhanda go leor ama, is tasc idirthréimhseach fós é rialú truaillithe ardleibhéil a chur i bhfeidhm ar aonaid bhreoslaithe guail atá ann cheana féin. Ní hamháin go bhfuil baint ag feabhsú leanúnach agus nuálaíocht teicneolaíochta a bhaint mearcair carbóin gníomhachtaithe le rogha theicniúil tionscail aonair, ach freisin le feabhsú cáilíochta comhshaoil ​​agus cosaint sláinte an phobail, agus beidh ról tábhachtach aige fós i gcleachtas innealtóireachta sna blianta atá romhainn.Carbón gníomhachtaithe easbhrúite le haghaidh íonú gáis, blaosc cnó cócó carbóin gníomhachtaithe le haghaidh íonú gáis, aguscarbón gníomhachtaithe le haghaidh íonú aeir agus gáistá buntáistí uathúla ag gach ceann acu agus beidh ról lárnach acu i gcónaí maidir le mearcair gás múcháin a bhaint agus íonú gáis, ag tacú le feabhsú an chomhshaoil ​​agus le cosaint sláinte an phobail.