لماذا يفكر المزيد من الشركات في تحويل الكالسيوم إلى الأمونيا لأنظمة إزالة الكبريت من غازات العادم؟

تم استخدام تقنية إزالة الكبريت بالحجر الجيري والجبس لعقود عديدة. وهي تقنية ناضجة تمتلك خبرة هندسية واسعة، ولا تزال إزالة الكبريت من غازات المداخن حلاً مهماً للمنشآت الصناعية.

إذن لماذا ينظر المزيد من الشركات الآن عن كثب إلى التحويل من الكالسيوم إلى الأمونيا ?

الجواب ليس أن تقنية إزالة الكبريت بالحجر الجيري والجبس توقفت فجأة عن العمل.

التغيير الحقيقي يكمن في التوقعات التي تفرضها الشركات على أنظمة إزالة الكبريت من غازات العادم.

يظل الالتزام بحدود انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت الشرط الأساسي. لكن بالنسبة لنظام قد يعمل لسنوات عديدة، تبحث الشركات بشكل متزايد عن ما هو أبعد من مجرد الامتثال للانبعاثات. وتشمل العوامل التي أصبحت جزءًا من عملية اتخاذ القرار إدارة النواتج الثانوية، ومعالجة مياه الصرف، والصيانة، وتكاليف التشغيل، وموثوقية النظام، وإمكانية استرداد قيمة من عملية المعالجة.

وهذا أحد الأسباب التي تجعل إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا تحظى مجددًا باهتمامٍ متزايد.

١. التحدي لم يعد يقتصر على إزالة ثاني أكسيد الكبريت فحسب

المبدأ الأساسي لتقنية إزالة الكبريت بالحجر الجيري والجبس معروفٌ جيدًا. ويُستخدم الحجر الجيري كمادّة ماصة لإزالة ثاني أكسيد الكبريت من غاز المداخن، بينما يتكوّن الجبس كناتج ثانوي رئيسي.

من زاوية التحكم في الملوثات، تُعد هذه التقنية ناضجةً تمامًا.

لكن بمجرد دخول نظام إزالة الكبريت (FGD) مرحلة التشغيل الطويلة، يتعيّن على المحطة التعامل مع قضايا أكثر من مجرّد التأكّد من أن تركيز ثاني أكسيد الكبريت في الغاز الخارج يحقّق الحد المطلوب.

ماذا يحدث للجبس؟

كيف تُدار مياه الصرف؟

كيف يمكن التحكم في الترسبات والودائع والانسدادات ومتطلبات الصيانة على مدى سنوات التشغيل؟

وبما أن إدارة البيئة تصبح أكثر تفصيلًا، فإن هذه القضايا تكتسب أهمية متزايدة بالنسبة لمشغلي المنشآت الصناعية.

ويزداد الاهتمام حاليًّا باستغلال الجبس والتخلص منه، كما قد تتطلب أنظمة الكالسيوم إدارة مياه الصرف ذات المحتوى العالي من الكلوريد في ظل ظروف تشغيل معينة.

وبعبارة أخرى، فإن إنجاز مشروع لإزالة ثاني أكسيد الكبريت (FGD) لا يعني اختفاء جميع التحديات المتعلقة بإدارة البيئة.

أما بالنسبة لمشغلي المحطات، فإن الأسئلة المتعلقة بالفترة الطويلة تكون غالبًا أكثر عملية:

هل سيبقى النظام مستقرًّا؟ وهل يمكن التحكم في تكاليف التشغيل؟ وهل يمكن الاستفادة الفعّالة من النواتج الثانوية؟

٢. من معالجة التلوث إلى استرجاع الموارد

وهنا تبرز أهمية إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا وتحويل نظام الكالسيوم إلى نظام أموني.

وعلى عكس تقنية إزالة الكبريت باستخدام الحجر الجيري والجبس التي تُنتج الجبس، فإن تقنية إزالة الكبريت القائمة على الأمونيا تستخدم الأمونيا لامتصاص ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) ويمكنها إنتاج كبريتات الأمونيوم.

هذا يخلق عرض قيمة مختلفًا.

عادةً، كان يُنظر إلى إزالة الكبريت على أنه تكلفة بيئية في المقام الأول: تنفق المحطة أموالًا لإزالة الملوثات من غاز العادم.

ومع ذلك، وبمراعاة استرداد الموارد، يمكن أن يصبح ثاني أكسيد الكبريت أيضًا مادة أولية لإنتاج منتج ثانوي مفيد.

وبالتالي، يبدأ التركيز بالتحول من:

"ما التكلفة المترتبة على إزالة الملوث؟"

إلى:

"كيف يمكن للمحطة الامتثال لمعايير الانبعاثات مع الاستفادة المُثلى من المادة التي تمت إزالتها من غاز العادم؟"

يمكن استخدام كبريتات الأمونيوم الناتجة عن إزالة الكبريت بالأمونيا كمادة مرتبطة بالأسمدة، وقد تُدمج أيضًا في مراحل تطوير منتجات إضافية، مثل المزيج مع الأسمدة العضوية أو المنتجات القائمة على حمض الهيوميك.

وبالنسبة للمنشآت الصناعية التي تشغّل نظام إزالة الكبريت من غاز العادم (FGD) بشكل مستمر لسنوات عديدة، فإن هذا النهج القائم على استغلال الموارد يمكن أن يصبح جزءًا مهمًّا من التقييم الاقتصادي الشامل.

٣. هل تعني عملية التحويل من الكالسيوم إلى الأمونيا إعادة البناء من الصفر؟

هذا أحد أهم الأسئلة للمصانع التي تمتلك بالفعل أنظمة إزالة الكبريت باستخدام الحجر الجيري والجبس.

ربما تكون المنشأة قد استثمرت مبالغ كبيرة في معداتها الحالية، وقد تظل هذه المنظومة قيد التشغيل. فإذا رغبت الشركة في اعتماد تقنية إزالة الكبريت بالأمونيا، فهل يتعيّن عليها البدء من الصفر؟

ليس بالضرورة.

التحويل من الكالسيوم إلى الأمونيا يشير إلى ترقية نظام حالي لإزالة الكبريت يعتمد على الكالسيوم ليصبح نظاماً يعتمد على الأمونيا، وذلك عبر إدخال تعديلات على العمليات والمعدات.

وبالاعتماد على ظروف المشروع الفعلية، يمكن إعادة استخدام بعض المعدات الحالية، بينما قد تتطلّب معدات أخرى تركيباً جديداً أو تعديلاً.

وبالتالي فإن هذه الفكرة تختلف عن مجرد إنشاء نظام جديد كلياً لإزالة الكبريت.

وبالنسبة لمنشأة صناعية قائمة، فإن هذا النهج يوفّر مساراً بديلاً:

ترقية الأصل البيئي القائم بدل الإحلال التلقائي للمنظومة بأكملها.

بالطبع، يعتمد إمكانية إعادة استخدام نظام معين على تكوينه الحالي وحالة معداته ومتطلبات العمليات وظروف الموقع. ويجب إجراء تقييم هندسي مفصّل قبل تحديد نطاق التحديث النهائي.

لهذا التمييز أهمية كبيرة لأصحاب المصانع.

المسألة ليست ببساطة أي تقنية تبدو أكثر تقدُّمًا على الورق. فالأسئلة العملية هي: هل يمكن تنفيذ التحديث فعليًّا؟ وكم من المعدات الحالية يمكن الاحتفاظ بها؟ وكيف سيعمل النظام بعد التعديل؟ وما التغييرات القابلة للقياس التي سيحقّقها الترقية؟

٤. التفاصيل التقنية الكامنة وراء إزالة الكبريت من الأمونيا بشكل مستقر

إن تحويل الكالسيوم إلى أمونيا ليس مجرد استبدال مادة ماصة بأخرى.

المبني على الأمونيا نظام fgd يشمل عددًا من الاعتبارات المتعلقة بالعمليات والمعدات التي تؤثر مباشرةً في التشغيل على المدى الطويل.

واصلت شركة مينغ شنغ لحماية البيئة تطوير تقنيتها لإزالة الكبريت باستخدام الأمونيا عبر أجيال عديدة من التحسينات التقنية.

تشمل هذه التطورات مجالات مثل التحكم في درجة الحرارة، والتحكم في درجة الحموضة، وسوائل التدوّل المركزة، والتبلور والفصل، وتوزيع غازات العادم، والجرع التلقائي للأمونيا.

على سبيل المثال، يساعد التحكم في كثافة سوائل التدوّل المركزة في تقليل الترسبات والانسدادات.

يمكن استخدام ترتيب تدفق ذاتي التدوّل للحفاظ على خلط قاع خزان التبلور، مما يقلل الاعتماد على الخلاطات الميكانيكية التقليدية.

تتيح تقنية الفصل الطبقي فصل السائل الصافي لإعادة تدوّله عن الطين الأثقل، بينما تدعم أنظمة التحكم المتداخلة الجرع التلقائي للأمونيا.

قد تبدو هذه المسائل هندسية مفصّلة نسبيًّا، لكنها في النهاية تحدد الأمور التي يهتم بها مشغلو المحطات أكثر ما يهتمون به:

ما مدى استقرار النظام؟ وما صعوبة الصيانة؟ وهل يمكن التحكم في تكاليف التشغيل؟

٥. التحويل من الكالسيوم إلى الأمونيا هو إعادة حساب للقيمة طويلة الأجل

إذن، لماذا تفكر الشركات التي استخدمت تقنية إزالة الكبريت باستخدام الحجر الجيري والجبس لسنوات عديدة بشكل متزايد في التحويل من الكالسيوم إلى الأمونيا؟

الجواب ليس أن تقنية إزالة الكبريت التقليدية القائمة على الكالسيوم فقدت قيمتها فجأة.

بل إن المتطلبات المفروضة على نظام إزالة غازات العادم (FGD) تتغير.

في الماضي، كان السؤال الأول هو:

هل يستطيع النظام إزالة ثاني أكسيد الكبريت؟

ثم توسع نطاق الاهتمام ليشمل:

هل يمكنه تحقيق انبعاثات منخفضة جدًّا؟

أما اليوم، فإن عددًا متزايدًا من المشغلين يطرح أسئلة إضافية:

• كيف يتم التعامل مع المنتجات الثانوية؟

• كيف يمكن التحكم في تكاليف التشغيل على المدى الطويل؟

• ما هي متطلبات إدارة مياه الصرف؟

• كم من الصيانة سيتطلب النظام؟

• هل يمكن ترقية معدات إزالة غاز ثاني أكسيد الكبريت (FGD) الحالية؟

• هل يمكن للنظام البيئي أن يُولِّد قيمةً إضافيةً من خلال استرداد الموارد؟

يوفّر التحويل من الكالسيوم إلى الأمونيا مساراً لترقية أنظمة الجبس والحجر الجيري الحالية.

وبدل أن يتم استبدال نظام إزالة غاز ثاني أكسيد الكبريت (FGD) العامل تلقائياً، فإن هذه الطريقة تقيّم كيفية دمج المعدات والبنية التحتية الحالية مع تعديلات في العمليات والمعدات للانتقال نحو إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا.

وفي الوقت نفسه، يصبح استرداد غاز ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) جزءاً من سلسلة القيمة الشاملة.

٦. ما الذي ينبغي على المحطات تقييمه قبل إجراء التعديل؟

بالنسبة للشركات التي تفكر في إجراء تعديل من الكالسيوم إلى الأمونيا، فيجب أن يستند القرار إلى حالة النظام الحالي الفعلية، وليس فقط على أساس اختيار التكنولوجيا.

وقد يشمل التقييم العملي ما يلي:

• تكوين عملية إزالة غاز ثاني أكسيد الكبريت الحالية

• حالة المعدات الرئيسية والحياة التشغيلية المتبقية لها

• حجم غاز العادم وتركيز ثاني أكسيد الكبريت فيه

• نظام معالجة مياه الصرف الصحي الحالي

• متطلبات إنتاج الجبس والتخلص منه

• المساحة المتاحة لتركيب معدات معدلة أو جديدة

• إمكانية استخدام كبريتات الأمونيوم

• تكاليف التشغيل والصيانة المتوقعة

• أداء الانبعاثات المطلوب

• ظروف الوقود والتشغيل على المدى الطويل

يساعد هذا النوع من التقييمات في تحديد ما إذا كانت عملية التحديث ملائمة فنيًّا واقتصاديًّا، وأي أجزاء من النظام القائم يمكن الاحتفاظ بها.

وفي حالة المنشآت الصناعية القائمة، يُعَدُّ هذا التقييم الهندسي غالبًا النقطة الأولى التي تبدأ منها خطة ترقية واقعية.

٧. طريقة مختلفة للتفكير في استثمار أنظمة إزالة غاز ثاني أكسيد الكبريت (FGD)

ويُظهر الاهتمام المتزايد بتحويل الكالسيوم إلى الأمونيا تحوُّلًا أوسع في كيفية تقييم الشركات الصناعية لأنظمتها البيئية.

فلم تعد أنظمة إزالة غاز ثاني أكسيد الكبريت (FGD) تُنظر إليها فقط على أنها معدات لإزالة غاز SO₂.

بل هي أصل تشغيلي طويل الأجل.

وربطت قيمتها ليس فقط بأداء الانبعاثات، بل أيضًا بصيانة النظام وإدارة مياه الصرف الصحي ومعالجة المنتجات الثانوية واسترداد الموارد واستهلاك الطاقة والقدرة على التكيُّف مع المتطلبات المستقبلية.

وهذا هو الاتجاه الذي تستند إليه جهود شركة مينغشنغ لحماية البيئة المستمرة في التطوير، في تقنية تحويل الكالسيوم إلى الأمونيا واسترداد غاز SO₂ كمورد .

بالنسبة للمصانع التي تعمل بأنظمة إزالة غازات الكبريت بالطريقة الجيرية-الجبسية لسنوات عديدة، فإن السؤال ليس بالضرورة ما إذا كانت التكنولوجيا القائمة صحيحة أم خاطئة.

أما السؤال الأكثر واقعية فهو ما إذا كان بالإمكان ترقية النظام الحالي لإيجاد قيمة أكبر على المدى الطويل.

ولهذا السبب يجذب تحويل الكالسيوم إلى الأمونيا اهتمامًا متزايدًا: فهو يوفّر مسارًا محتملًا لأصول أنظمة إزالة غازات الكبريت القائمة للانتقال من مجرد معالجة الملوثات نحو التحكم المتكامل في الانبعاثات واستغلال الموارد .