INSTALACJE

MOKREGO ODSIARCZANIA SPALIN

STOSOWANE

W ELEKTROWNIACH

KONWENCJONALNYCH

Dominika
Musioł

Podstawowym celem niniejszej prezentacji

jest omówienie budowy instalacji, służącej

do przeprowadzania procesu mokrego

odsiarczania splin, na przykładzie metody

mokrej wapiennej.

Cele pośrednie dotyczą naświetlenia

problemu, jakim jest emisja zanieczyszczeń

związków siarki do atmosfery oraz

konieczności jej zredukowania.

2

CEL PREZENTACJI

PLAN PREZENTACJI



Wstęp – podstawowe definicje i założenia



Siarka w paliwach stałych



Wpływ związków siarki na organizmy żywe



Emisja SO

2

– skala problemu



Udział poszczególnych metod odsiarczania
spalin w polskim systemie energetycznym



Metoda mokra wapienna – podstawy procesu



Instalacja odsiarczania spalin wg metody
Bischoffa



Zalety i wady metody wapiennej



Przykładowa instalacja – EDF Rybnik S.A.



Bibliografia

3

PODSTAWOWE DEFINICJE



Odsiarczanie spalin

— usuwanie SO

x

z gazów

spalinowych

przed

wyemitowaniem

ich

do

atmosfery.

4



Elektrownia

konwencjonalna

—

elektrownia

cieplna

wytwarzająca energię w skutek spalania paliw kopalnych: węgla
kamiennego, węgla brunatnego, ropy naftowej, gazu ziemnego lub
torfu.

Wyprodukowana

energia [GWh]

Udział

Całkowita produkcja w

Polsce (2010)

157 658

100 %

Elektrownie cieplne

zawodowe

144 541

91,7 %

węgiel kamienny

90 282

57,3 %

węgiel brunatny

49 671

31,5 %

gaz ziemny

4 586

2,9 %

Źródło: Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii
Elektrycznej

http://www.ptpiree.pl/index.php?

d=5&s=liczen_2010#ad6

SIARKA W PALIWACH STAŁYCH

Zawartość siarki całkowitej w
węglu waha się od 0,3% do 5%
masy,
z czego wynika jego podział:



niskozasiarczony

–

do 1%



wysokozasiarczony – ponad

1,5%

Średnia zawartość siarki w
węglu

surowym

z

Górnośląskiego

Zagłębia

Węglowego

wynosi

1,25%

masy.

5

siarka całkowita

nieorganiczn

a

pirytowa:

FeS

2

, PbS, ZnS, Cu

2

S

elementarna: S

siarczanowa:

CaSO

4

⋅ 2H

2

O, BaSO

4

,

MgSO

4

, Na

2

SO

4

organiczna

Siarka jest pierwiastkiem niezbędnym do życia

i prawidłowego rozwoju organizmów żywych, ale
jej związki w nadmiernych ilościach stają się
toksyczne!



SO

2

(1,46 mg/l

)

– podrażnienie błon śluzowych,

oparzenia skóry i oczu, zapalenie dróg
oddechowych i spojówek.



H

2

SO

4

(1,60 mg/l)

– silnie toksyczny – drażniący i

duszący.



SO

3

– łatwo łączy się z wodą tworząc kwas

siarkowy,
co prowadzi do powstania kwaśnych deszczy i
mgieł.



H

2

S

(1,54 mg/l

)

– silnie toksyczny – zatrucie

organizmu, podrażnienie dróg oddechowych,
zaburzenie rytmu serca, drgawki, zgon.

6

WPŁYW ZWIĄZKÓW SIARKI

NA ORGANIZMY ŻYWE

Źródło: Materiały informacyjne Wojewódzkiej Stacji Sanitarno-
Epidemiologicznej w Krakowie

7



Emisja zanieczyszczeń przemysłowych do powietrza w tys. ton:

EMISJA SO

2

– SKALA PROBLEMU

Rodzaj

zanieczyszczeń

2000

2005

2008

2009

2010

zanieczyszczenia

gazowe bez CO

2

2083

2007

1785

1591

1704

dwutlenek siarki

1040

856

604

473

519

udział procentowy

49,9 %

42,7 %

33,8 %

29,7%

30,4%

Źródło: GUS: Rocznik statystyczny przemysłu 2011

2000

2005

2008

2009

2010

0

500

1000

1500

2000

2500

Ogółem
SOx

E

m

is

ja

,

t

y

s

.

t

8

UDZIAŁ ENERGETYKI W EMISJI SO

2

Dział przemysłu

ogólnie

SO

2

ogólnie

215415

519,2

wytwarzanie i zaopatrywanie w energię

elektryczną, gaz, parę wodną i gorącą

wodę

160544

413

udział

74,5 %

79,5 %



Emisja zanieczyszczeń gazowych w 2010r. w tys ton:

Źródło: GUS: Rocznik statystyczny przemysłu
2011

UDZIAŁ POSZCZEGÓLNYCH METOD

ODSIARCZANIA SPALIN W POLSKIM

SYSTEMIE ENERGETYCZNYM

Metoda

odsiarczania

spalin

kotłowych

Moc elektrowni

i

elektrociepłowni

objęta

odsiarczaniem

spalin, GW

e

Łączna moc

systemu

energetyczn

ego w

Polsce, GW

e

Udział mocy

objętej

odsiarczaniem w

mocy systemu

energetycznego

Polski, %

Mokra wapienna

15,6

26

60,00

Półsucha

2,4

12,50

Sucha w kotłach

fluidalnych

3,25

9,23

Mokra

magnezowa

0,1

0,50

Radiacyjna

0,13

0,38

Razem

21,48

26

82,61

9

Źródło: M. Głąba, J. Mazurek, „Wpływ parametrów pracy instalacji
na skuteczność

odsiarczania spalin według mokrej metody

wapiennej”

Metoda ta polega na absorpcji SO

x

w wodnej

zawiesinie mączki wapiennej, w wyniku czego
powstają nierozpuszczalne produkty procesu, które
po zagęszczeniu są składowane lub kierowane do
zagospodarowania (odpady użyteczne).

CaCO

3

+ SO

2

CaSO

3

+ CO

2

CaCO

3

+ SO

3

CaSO

4

+ CO

2

Identyczne produkty końcowe uzyskuje się z

metody wapniowej, w której sorbentem jest wapno
(CaO).

10

METODA MOKRA

WAPIENNA

– PODSTAWY PROCESU

H

2

O

H

2

O

INSTALACJI ODSIARCZANIA

SPALIN

WG METODY BISCHOFFA

(WAPNIOWA)

11

1. WIEŻA MYJĄCA

2. ODDZIELACZ KROPEL

3. MIESZALNIK

ABSORBENTU

4. OSADNIK

(ZAGĘSZCZACZ)

5. ZBIORNIK WODY

J. Kucowski, D. Laudyn, M. Przekwas, "Energetyka a ochrona
środowiska", Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1997

12

1. WIEŻA MYJĄCA

2. ODDZIELACZ KROPEL

3. MIESZALNIK

ABSORBENTU

4. OSADNIK

(ZAGĘSZCZACZ)

5. ZBIORNIK WODY

/ CaCO

3



Duża skuteczność odsiarczania: 80-90%



Duża skuteczność usuwania pyłów w zakresie
najdrobniejszych frakcji: ok. 90%



Prostota aparatów i urządzeń



Łatwo dostępny sorbent



Małe nakłady inwestycyjne oraz koszty
eksploatacyjne

13

ZALETY MOKREJ METODY

WAPIENNEJ

WADY MOKREJ METODY WAPIENNEJ



Konieczność składowania lub zagospodarowania
odpadów będących produktami procesu



Konieczność podgrzewania oczyszczonych spalin



Możliwość wystąpienia trudności eksploatacyjnych
– osady na powierzchni aparatów

WNIOSKI

14

PRZYKŁAD INSTAL ACJI

–

ELEKTROWNIA EDF RYBNIK S.A.

Źródło: Strona internetowa EDF Rybnik S.A.:
http://edfrybnik.pl/art,559,instalacja-mokrego-odsiarczania-
spalin.html



J. Kucowski, D. Laudyn, M. Przekwas, "Energetyka a ochrona
środowiska", Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1997



„Rocznik statystyczny przemysłu 2011”, Główny Urząd Statystyczny



„Siarka w węglu: Oznaczanie zawartości siarki całkowitej metodą
spalania
w wysokiej temperaturze”, Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych,
Politechnika Wrocławska



Strona internetowa Polskiego Towarzystwa Przesyłu i Rozdziału Energii
Elektrycznej: www.ptpiree.pl



G. Kidacki, P. Krause, P. Rajewski, „Techniczno-eksploatacyjne aspekty
redukcji emisji SO

X

na statkach”, Zeszyty naukowe nr 10 (83)

Akademii Morskiej w Szczecinie



J. Pierzchała, „Siarka – jej działanie na człowieka”, Materiały
Wojewódzkiej Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej w Krakowie



M. Głąba, J. Mazurek, „Wpływ parametrów pracy instalacji na
skuteczność odsiarczania spalin według mokrej metody wapiennej”,
Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej



Strona internetowa EDF Rybnik S.A.: www.edfrybnik.pl

15

BIBLIOGRAFIA