نظام إزالة ثاني أكسيد الكبريت القائم على الأمونيا: تحويل عملية إزالة ثاني أكسيد الكبريت إلى فرصة لاستعادة الموارد

الكلمات المفتاحية الرئيسية: نظام إزالة ثاني أكسيد الكبريت القائم على الأمونيا، إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا، النظام القائم على الأمونيا لإزالة ثاني أكسيد الكبريت من غاز العادم، إزالة ثاني أكسيد الكبريت من غاز العادم، سماد كبريتات الأمونيوم

الوصف الميتا: اكتشف كيف يُزيل نظام إزالة ثاني أكسيد الكبريت القائم على الأمونيا غاز ثاني أكسيد الكبريت من غاز العادم الصناعي مع إنتاج كبريتات الأمونيوم كمنتج جانبي مفيد. وتقدّم شركة ميرشين حلولاً مخصصة لإزالة الكبريت باستخدام الأمونيا للتطبيقات الصناعية.

لماذا تجذب تقنية إزالة الكبريت القائمة على الأمونيا الانتباه الصناعي؟

يُعد ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) أحد الملوثات الرئيسية الناتجة عن عمليات الاحتراق والعمليات الصناعية التي تستخدم وقوداً أو مواد خام تحتوي على الكبريت.

كانت محطات توليد الطاقة ومصانع الصلب والمنشآت الكيميائية ومحارق المعادن غير الحديدية وغيرها من الصناعات الثقيلة تعتمد تقليديًّا على تقنيات مختلفة لإزالة الكبريت للتحكم في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت.

ومن بين هذه التقنيات، تتميَّز تقنية إزالة الكبريت من غاز العادم القائمة على الأمونيا بخاصيةٍ مثيرة للاهتمام: إذ يمكن أن يصبح عامل الإزالة جزءًا من منتجٍ مفيدٍ بدلًا من أن يتحوَّل ببساطة إلى تيار نفايات.

وفي نظام إزالة الكبريت من غاز العادم القائم على الأمونيا، يتفاعل الأمونيا مع ثاني أكسيد الكبريت مُنتجًا كبريتات الأمونيوم.

وتُستخدَم كبريتات الأمونيوم على نطاق واسع كسمادٍ يوفِّر النيتروجين والكبريت. وهذا يفتح إمكانية الجمع بين التحكم في التلوُّث واسترجاع الموارد.

وبالنسبة للشركات الصناعية التي تمتلك إمكانية الوصول إلى الأمونيا ولديها سوقٌ أو استخدامٌ داخليٌّ لكبريتات الأمونيوم، فإن تقنية إزالة الكبريت من غاز العادم القائمة على الأمونيا قد تكون بديلًا جذَّابًا لعمليات الحجر الجيري التقليدية.

طوّرت مجموعة ميرشين البيئية خبرةً في معالجة غازات العادم القائمة على الأمونيا، وتوفر حلولاً مخصصةً وفقاً لظروف غازات العادم الصناعية المختلفة.

كيف تعمل عملية إزالة ثاني أكسيد الكبريت القائمة على الأمونيا؟

المبدأ الأساسي يرتكز على التفاعل بين الأمونيا وثاني أكسيد الكبريت.

عندما يتلامس غاز العادم المحتوي على SO₂ مع محلول امتصاصٍ يحتوي على أمونيا، يتم امتصاص ثاني أكسيد الكبريت والتفاعل مع الأمونيا.

ويمكن معالجة أملاح الأمونيوم الناتجة لاحقاً لإنتاج كبريتات الأمونيوم.

يمكن تمثيل العملية الإجمالية المبسطة على النحو التالي:

SO₂ + NH₃ + H₂O → سُلْفيت/بيسوُلْفيت الأمونيوم

ثم يمكن أكسدة المركبات الكبريتية الممتصة لتكوين كبريتات الأمونيوم.

وتختلف تفاصيل تركيب العملية حسب التكنولوجيا المختارة وظروف التشغيل.

وخلافاً للعمليات التي تستخدم الحجر الجيري لإنتاج الجبس، فإن عملية إزالة ثاني أكسيد الكبريت القائمة على الأمونيا تستخدم الأمونيا كمادة ماصة وتُنتج كبريتات الأمونيوم.

ما الذي يجعل نظام إزالة غازات العادم القائم على الأمونيا مختلفًا؟

أهم فرق هو القيمة الاقتصادية للمنتج النهائي.

في نظام إزالة غازات العادم التقليدي القائم على الحجر الجيري والجص، تُزال ثاني أكسيد الكبريت بواسطة معلق الحجر الجيري وتحول إلى سلفيت كالسيوم أو كبريتات كالسيوم، وتُنتج في النهاية الجص في ظل ظروف تشغيل مناسبة.

أما في نظام إزالة غازات العادم القائم على الأمونيا، فيرتبط عنصر الكبريت بالأمونيا ويمكن استرجاعه على هيئة كبريتات الأمونيوم.

وهذا يعني أنه يمكن النظر إلى النظام من زاويتين:

مراقبة التلوث

المصنع يزيل ثاني أكسيد الكبريت من غازات العادم ويقلل الانبعاثات الجوية.

استرداد الموارد

ويُحوَّل الكبريت إلى منتج سمادي بدل معاملته كنفايات فقط.

وهذه الميزة المشتركة واحدة من الأسباب التي تجعل نظام إزالة غازات العادم القائم على الأمونيا جذّابًا بشكل خاص للصناعات التي تمتلك بالفعل سلسلة توريد للأمونيا.

أين يمكن استخدام نظام إزالة غازات العادم القائم على الأمونيا؟

توليد الطاقة

يمكن لمحطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم ومختلف منشآت الاحتراق الأخرى استخدام نظام إزالة غازات العادم القائم على الأمونيا للتحكم في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت.

تعتمد ملاءمة التكنولوجيا على محتوى الكبريت في الوقود، وحجم غاز المداخن، ومتطلبات الانبعاثات، وتوافر الأمونيا، والاستخدام المقصود لمنتج كبريتات الأمونيوم.

صناعة الصلب

يمكن لصناعة الصلب والعمليات ذات الصلة توليد غاز مداخن يحتوي على الكبريت.

يمكن النظر في نظام قائم على الأمونيا عندما تبحث المنشأة عن خفض الانبعاثات واسترداد مورد الكبريت المحتمل في نفس الوقت.

الصناعة الكيميائية

قد تمتلك مصانع الكيماويات بالفعل بنية تحتية للأمونيا، مما يجعل نظام FGD القائم على الأمونيا مثيرًا للاهتمام بشكل خاص.

يمكن دمج مرافق التخزين والتوزيع الحالية للأمونيا مع نظام FGD، رهناً بتقييم هندسي مفصل وتقييم سلامة.

عمليات الصهر والصناعات المعدنية

يمكن لصناعة المعادن غير الحديدية توليد غازات غنية بـ SO₂.

قد تختلف تركيبة الغاز وتركيزه اختلافًا كبيرًا عن الغلايات التقليدية، لذا يجب أن يستند تصميم العملية إلى بيانات التشغيل الفعلية.

دور جودة الأمونيا وتوفرها

بما أن الأمونيا تُستخدم مباشرةً في عملية إزالة الكبريت، فإن توافرها يُعَدُّ عاملاً مهماً في تخطيط المشروع.

يجب أن يأخذ فريق المشروع في الاعتبار ما يلي:

• تركيز الأمونيا

• طريقة التوريد

• سعة التخزين

• النقل

• معدل الاستهلاك

• متطلبات السلامة

ترتبط الجدوى الاقتصادية لتقنيات إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا ارتباطاً وثيقاً بسعر الأمونيا وقيمة منتج كبريتات الأمونيوم.

ولذلك، ينبغي عادةً دمج التقييم التقني مع التقييم الاقتصادي.

كبريتات الأمونيوم كمنتج ثانوي

من أبرز المزايا التي تتميز بها تقنيات إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا إمكانية إنتاج كبريتات الأمونيوم.

ويحتوي هذا المنتج على عنصري النيتروجين والكبريت، ويمكن استخدامه كسماد عند استيفائه لمتطلبات جودة المنتج السارية.

وهذا يخلق نموذجاً اقتصادياً مختلفاً عن معالجة النفايات التقليدية.

فبدلاً من دفع التكاليف فقط مقابل استهلاك المواد الكيميائية والتخلص من النفايات، قد تتمكن المحطة من استرجاع مادة مفيدة من الكبريت الموجود في غاز المداخن الخاص بها.

تعتمد جودة المنتج الفعلية على التحكم في العمليات، وتركيب الغاز الأولي، وظروف الأكسدة، وعمليات التبلور أو التركيز، والتعامل مع المنتج في المراحل اللاحقة.

الاعتبارات الهندسية لمعالجة غازات العادم باستخدام الأمونيا

ورغم بساطة الكيمياء الأساسية، فإن استخدام الأمونيا في معالجة غازات العادم يتطلب تصميمًا دقيقًا للنظام.

التلامس بين الغاز والسائل

يُعد التلامس الفعّال بين غاز العادم وسائل الامتصاص أمرًا بالغ الأهمية.

ويجب أن يوفّر جهاز الامتصاص مساحة تلامس كافية وزمن بقاء مناسب، مع التحكم في سقوط الضغط واستهلاك الطاقة.

استخدام الأمونيا

يجب تقليل كمية الأمونيا الزائدة إلى أدنى حدٍ ممكن.

قد يؤدي التحكم غير الجيد إلى زيادة استهلاك الأمونيا وظهور مشكلات تشغيلية مرتبطة بالأمونيا.

التأكسد

وتؤثر مرحلة الأكسدة في تحويل المركبات الكبريتية الممتصة إلى كبريتات الأمونيوم.

لذلك تُعَدُّ ظروف الأكسدة المستقرة مهمةً عندما تعتزم المنشأة استرجاع منتجٍ قابلٍ للتسويق.

معالجة المنتج

يجب التعامل مع محلول كبريتات الأمونيوم أو بلوراته وفقًا للعملية المختارة.

وبالاعتماد على التصميم، قد تشمل المعدات اللاحقة أنظمة التركيز والتبلور والفصل والتجفيف والتخزين.

مقارنة تقنية إزالة ثاني أكسيد الكبريت باستخدام الأمونيا بتقنية إزالة ثاني أكسيد الكبريت باستخدام الحجر الجيري

يمكن لكلا التقنيتين تحقيق إزالة فعّالة لثاني أكسيد الكبريت، لكن اقتصاديات العمليتين وتيارات المنتجات تختلفان.

تستخدم تقنية إزالة ثاني أكسيد الكبريت باستخدام الحجر الجيري الحجر الجيري كعامل رئيسي وتُنتج عادةً الجبس.

تستخدم تقنية إزالة ثاني أكسيد الكبريت باستخدام الأمونيا الأمونيا ويمكنها إنتاج كبريتات الأمونيوم.

يعتمد الاختيار المناسب على ما يلي:

• سعر العامل الكيميائي

• توفر الكواشف

• قيمة المنتج

• متطلبات التخلص من النفايات

• موقع المصنع

• تركيب غاز العادم

• البنية التحتية الحالية

لا توجد إجابة عالمية لكل مشروع

حلول MirShine لإزالة الكبريت باستخدام الأمونيا

تركز مجموعة MirShine البيئية على معالجة غازات المداخن الصناعية وتكنولوجيا إزالة الكبريت القائمة على الأمونيا

يعتمد نهجنا على الظروف الفعلية لكل مصنع

يمكن للتصميم أخذ العملية الكاملة في الاعتبار، بما في ذلك خصائص غاز المداخن، وتوريد الأمونيا، وتشغيل الممتص، والأكسدة، واسترداد المنتج، والتكامل مع المعدات البيئية الحالية

لدى MirShine أيضًا خبرة في تقنيات أخرى لمعالجة غازات المداخن، مما يسمح اعتبار نظام FGD القائم على الأمونيا جزءًا من نظام أوسع لحماية البيئة

للمُستهلكين الذين يحتاجون إلى أنظمة تحكُّمٍ متعددة الملوِّثات، يمكن للحلول المتكاملة أن تجمع بين إزالة الكبريت، وإزالة أكاسيد النيتروجين، وإزالة الغبار، والعمليات المرتبطة بها.

الخاتمة

توفِّر تقنية إزالة الكبريت بالامونيا أكثر من مجرد إزالة ثاني أكسيد الكبريت.

وبتحويل ثاني أكسيد الكبريت إلى كبريتات الأمونيوم، تتيح هذه العملية الجمع بين حماية البيئة واستغلال الموارد.

وللمصانع التي تتوفر لديها كمية موثوقة من الأمونيا، ولها طلب مناسب على كبريتات الأمونيوم، يمكن لهذه التكنولوجيا أن توفِّر مزايا بيئية واقتصادية في آنٍ واحد.

تقوم شركة ميرشين بتطوير أنظمة مخصصة لإزالة الكبريت باستخدام الأمونيا للعملاء الصناعيين، مع تصميم العمليات بما يتناسب مع ظروف غاز العادم الفعلية وأهداف المشروع.

الأسئلة الشائعة

ما هي تقنية إزالة الكبريت بالامونيا؟

تقنية إزالة الكبريت بالامونيا هي عملية لإزالة الكبريت من غازات العادم تستخدم الأمونيا لامتصاص ثاني أكسيد الكبريت والتفاعل معه، مُنتجةً أملاح الأمونيوم التي يمكن تحويلها لاحقًا إلى كبريتات الأمونيوم.

ما هو المنتج الرئيسي لتكنولوجيا إزالة الكبريت بالأمونيا؟

المنتج الذي يحتوي على الكبريت هو عادةً كبريتات الأمونيوم، والتي يمكن استخدامها كسماد عندما تتوافق مع مواصفات الجودة المطلوبة.

هل نظام إزالة غازات العادم باستخدام الأمونيا مناسبٌ لمحطات توليد الطاقة؟

نعم. يمكن أخذه في الاعتبار لمحطات توليد الطاقة وغيرها من المرافق التي تعتمد على الاحتراق، رهناً بظروف غاز العادم وتوفر الأمونيا ومتطلبات الانبعاثات والجدوى الاقتصادية للمشروع.

ما الفرق بين تقنية إزالة الكبريت من غازات العادم باستخدام الأمونيا (Ammonia FGD) وتقنية إزالة الكبريت من غازات العادم باستخدام الحجر الجيري (Limestone FGD)؟

يستخدم نظام إزالة غازات العادم باستخدام الأمونيا الأمونيا لإنتاج كبريتات الأمونيوم، بينما يستخدم نظام إزالة غازات العادم باستخدام الحجر الجيري الحجر الجيري ويُنتج عادةً الجبس.

هل يتطلب نظام إزالة غازات العادم باستخدام الأمونيا تخزين الأمونيا؟

تتطلب الأنظمة الصناعية عادةً ترتيباً مناسباً لتوريد الأمونيا وتخزينها. ويعتمد التكوين الدقيق على مصدر الأمونيا المختار والمتطلبات المحلية المتعلقة بالسلامة.

هل يمكن لنظام إزالة غازات العادم باستخدام الأمونيا إنتاج سماد؟

نعم. وبشروط عملية مناسبة، يمكن استرجاع كبريتات الأمونيوم ومعالجتها كمنتج سمادي.

ما العوامل التي تؤثر في استهلاك الأمونيا؟

تؤثر تركيز ثاني أكسيد الكبريت، وتدفق غاز العادم، وكفاءة الإزالة المطلوبة، واستخدام الأمونيا، وظروف التشغيل، والتحكم في النظام جميعها على استهلاك الأمونيا.

هل يمكن لشركة ميرشين توريد نظام كامل لإزالة الكبريت من غازات العادم باستخدام الأمونيا؟

يمكن لشركة ميرشين توريد حلول هندسية ومعدات مخصصة لمشاريع إزالة الكبريت من غازات العادم باستخدام الأمونيا، بما في ذلك التكامل مع أنظمة مكافحة التلوث الأخرى.