Desulfurització amb amoníac per a gasos d’escapament industrials: de la retirada de SO₂ a la recuperació de sofre com a recurs

Paraules clau principals: desulfurització amb amoníac, FGD amb amoníac, desulfurització de gasos d’escapament industrials, sistema de retirada de SO₂, recuperació de sulfat d’amoní

Descripció Meta: Exploreu la tecnologia de desulfurització amb amoníac per a gasos d’escapament industrials, incloent-hi la retirada de SO₂, la recuperació de sulfat d’amoní, les avantatges del procés i les aplicacions en els sectors elèctric, siderúrgic, químic i metal·lúrgic.

El control industrial de SO₂ està canviant

Durant molts anys, la desulfuració industrial es va considerar principalment un procés de protecció ambiental de final de tub.

L’objectiu era senzill: eliminar el diòxid de sofre dels gasos d’escapament abans que arribessin a la xemeneia.

Aquest objectiu continua sent important, però moltes empreses industrials ara analitzen l’equilibri complet de materials del procés. Si un contaminant es pot transformar en un producte útil, el sistema ambiental pot generar un valor econòmic addicional.

Aquí és on la desulfuració amb amoníac esdevé especialment interessant.

En lloc d’utilitzar pedra calcària com a absorbent principal, s’utilitza amoníac per capturar el diòxid de sofre. El sofre absorbit es pot llavors convertir en sulfat d’amoníac.

Per a les instal·lacions industrials adequades, el procés pot combinar, doncs, el control de les emissions de SO₂ amb la recuperació de sofre i nitrogen.

MirShine Environmental Group ofereix solucions de desulfuració basades en amoníac dissenyades segons les condicions reals de procés dels clients industrials.

El principi bàsic de la desulfuració amb amoníac

L'amonià té una forta capacitat de reaccionar amb compostos àcids de sofre.

Quan el diòxid de sofre entra a l'absorbidor, entra en contacte amb un líquid que conté amonià.

El SO₂ s'absorbeix a la fase líquida i reacciona amb l'amonià, formant sulfit d'amoni i bisulfit d'amoni.

Aquests compostos poden ser posteriorment oxidats per donar sulfat d'amoni.

Es pot entendre el procés simplificat com:

SO₂ → absorció → sulfit/bisulfit d'amoni → oxidació → sulfat d'amoni

El procés es pot ajustar segons la forma del producte desitjada i les condicions de la planta.

Per què l'amonià és un reactiu interessant per a la dessofrització

La tria del reactiu afecta directament tant el procés com l'economia d'un sistema FGD.

La pedra calcària és econòmica i àmpliament disponible, cosa que explica per què el sistema FGD de pedra calcària-escòria ha esdevingut habitual en aplicacions a gran escala.

L'amonià té una avantatge diferent.

Pot participar directament en la formació de sulfat d'amoni, un material útil comercialment.

Això vol dir que el sofre extret dels gasos d'escapament no cal que es tracti necessàriament només com a residu.

Per a les plantes on l'amonià és fàcilment disponible i el sulfat d'amoni té valor, això pot modificar la rendibilitat del procés de desulfuració.

Aplicacions a la indústria de l'acer

La producció d'acer inclou diversos processos on les emissions de diòxid de sofre poden convertir-se en un problema ambiental.

Segons la via de producció i les característiques del combustible o de les matèries primeres, el SO₂ pot generar-se durant la sinterització, el càrrec i altres operacions relacionades amb la combustió.

Un sistema de desulfuració basat en amonià es pot avaluar per a aquestes aplicacions quan les condicions dels gasos són compatibles amb el procés.

Una avantatge és que el sistema es pot integrar potencialment amb altres tecnologies medioambientals.

Per exemple, una planta siderúrgica pot requerir:

• Desulfurització

• Desnitrificació

• Eliminació de pols

• Refredament de gasos

• Recuperació de calor residual

Un disseny coordinat pot ajudar a evitar tractar cada sistema de control de la contaminació com una instal·lació completament independent.

Aplicacions en instal·lacions químiques i petroquímiques

Les plantes químiques i petroquímiques poden tenir corrents de gas relativament complexes.

Algunes instal·lacions ja disposen d'infraestructura relacionada amb l'amonià, cosa que pot simplificar la integració d'un sistema FGD basat en amonià.

Tanmateix, cal avaluar atentament la presència d'altres gasos i contaminants.

Abans de seleccionar un procés d'eliminació de sofre amb amonià, els enginyers haurien de revisar:

• Concentració de SO₂

• Cabdal de gasos de xemeneia

• Temperatura

• Humitat

• Polse

• Clorurs

• Altres components àcids

L’objectiu és dissenyar el procés d’absorció i tractament posterior entorn del gas real, en lloc de suposar una composició estàndard.

Aplicacions en la generació d’energia elèctrica

La generació d’energia elèctrica continua sent una de les aplicacions industrials més grans per a la desulfuració de gasos residuals.

Quan es fan servir combustibles que contenen sofre, l’eliminació de SO₂ és una part essencial del sistema de control d’emissions.

La FGD amb amoníac pot ser una opció quan la planta compleix les següents condicions:

• Disposa d’un subministrament fiable d’amoníac

• Les condicions del gas residual són adequades

• Hi ha demanda de sulfat d’amoni

• Compta amb una infraestructura adequada per a la manipulació del producte

L’avaluació econòmica és especialment important, ja que els preus de l’amoníac i el valor dels fertilitzants poden variar amb el temps.

La recuperació de recursos canvia la manera d’avaluar els sistemes FGD

Un projecte ambiental convencional sovint es valora mitjançant la inversió de capital i el cost operatiu.

En el cas de la desulfuració amb amoníac, el càlcul pot ser més ampli.

El projecte pot incloure:

Consum d’amoníac + consum energètic + cost de manteniment

però pot incloure també:

Valor de la producció de sulfat d’amoni

Això no vol dir que tot projecte FGD amb amoníac sigui automàticament més econòmic que un FGD amb callosa.

El resultat final depèn de les condicions locals.

Per exemple, el cost de l’amoníac pot ser elevat en una ubicació mentre que el sulfat d’amoni té una forta demanda local. En una altra ubicació, la callosa pot ser econòmica i el guips ja pot tenir un mercat establert.

Per tant, és essencial realitzar un estudi de viabilitat específic per al lloc.

El control del procés és fonamental

L’operació estable requereix més que només afegir amoníac al gas d’escapament.

El procés d’absorció ha de mantenir condicions operatives adequades.

Els paràmetres importants inclouen:

• Relació líquid-gas

• Concentració d’amoniac

• pH

• Condicions d’oxidació

• Temperatura del gas

• Cabdal de gas

Si aquests paràmetres no es controlen correctament, la utilització del reactiu pot disminuir i la qualitat del producte pot fer-se inestable.

Això és especialment important quan el sulfat d’amoni està destinat a ús comercial.

Fuita d'amonià i optimització del procés

Un dels problemes que cal controlar amb cura en els processos basats en amonià és l'excess d'amonià.

Si s'aprovisiona amonià molt per sobre de la quantitat necessària per a la reacció, el sistema pot experimentar un augment del consum d'amonià i, possiblement, una fuita d'amonià més elevada.

Un bon disseny de procés pretén assolir una eliminació suficient de SO₂ sense subministrar innecessàriament exces d'amonià.

Això requereix mesures fiables, una lògica de control adequada i un bon contacte gas-líquid.

Tractament integrat de gasos d'escapament

Les instal·lacions industrials modernes rarament han de controlar només un contaminant.

Una planta típica pot necessitar abordar:

• NOx

• SO₂

• Polse

• COV

• Gasos àcids

El portfoli de tecnologia ambiental de MirShine inclou desulfuració, desnitrificació, eliminació de pols, tractament de COV i sistemes relacionats.

Això permet considerar diferents processos de forma conjunta quan un projecte requereix un tractament integral dels gasos d’escapament.

Per exemple, una instal·lació industrial pot combinar una FGD basada en amoníac amb una desnitrificació SCR.

La configuració final depèn de la seqüència de processos i de les condicions reals dels gasos d’escapament.

Per què treballar amb un enginyer especialitzat en FGD EMPRESA ?

L’absorbidor en si és només una part d’un sistema de desulfuració.

El sistema complet pot incloure:

• Equipaments d’absorció

• Bombes de circulació

• Subministrament d’amoníac

• Oxidació

• Recuperació de producte

• Instrumentació

• Sistema de control

• Xarxa de conductes

• Equipament d'ajuda

Un proveïdor amb una experiència d'enginyeria més àmplia pot avaluar la relació entre aquests sistemes.

MirShine ofereix dissenys d'enginyeria i solucions d'equipament per al tractament de gasos d'escapament industrials, amb èmfasi en sistemes personalitzats en lloc d'un paquet únic per a tothom.

Conclusió

La desulfuració amb amoníac ofereix un enfocament alternatiu per al control industrial del SO₂.

La seva característica clau és la possibilitat de recuperar sofre en forma de sulfat d'amoni, en lloc de generar només un corrent de residus.

Per a les plantes que disposen d'un subministrament adequat d'amoniac, de condicions de gas apropiades i d'un mercat per al sulfat d'amoni, aquesta tecnologia pot oferir una combinació interessant de protecció ambiental i recuperació de recursos.

MirShine Environmental Group desenvolupa solucions personalitzades de desulfuració basades en amoniac per a clients industrials i pot integrar la desulfuració amb altres tecnologies de tractament de gasos d'escapament quan cal.

Preguntes freqüents

Com elimina l'amoni el SO₂?

L'amonià reacciona amb el diòxid de sofre absorbit per formar sulfit d'amoni i bisulfit d'amoni. Aquests compostos poden ser després oxidats a sulfat d'amoni.

Quin és l'avantatge de la dessofrització amb amonià?

L'avantatge principal és que el sofre eliminat dels gasos d'escapament pot recuperar-se potencialment com a sulfat d'amoni, en lloc de gestionar-se només com a residu.

És adequada la FGD amb amonià per a les fàbriques d'acer?

Pot ser adequada per a certs processos de producció d'acer, segons la concentració de SO₂, el cabal de gas, la temperatura, la pols i altres característiques del gas.

Per a què s'utilitza el sulfat d'amoni?

El sulfat d'amoni s'utilitza habitualment com a fertilitzant que conté nitrogen i sofre, quan el producte compleix els requisits de qualitat aplicables.

És millor la FGD amb amonià que la FGD amb calcària?

Cap de les dues tecnologies és universalment millor. L'opció adequada depèn dels preus dels reactius, del valor del producte, de les condicions del gas, de les infraestructures de la planta i dels requisits medioambientals.

Es poden combinar la FGD amb amonià i la SCR?

Sí. La desulfuració amb base d’amoniac i la desnitrogenació SCR es poden integrar en un sistema integral de tractament de gasos d’escapament industrials.

Quina informació es necessita per a una proposta de desulfuració amb amoniac?

La informació típica inclou el cabal de gas, la concentració de SO₂, la temperatura del gas, la concentració de pols, la humitat, el nivell d’emissions a l’eixida requerit, les hores de funcionament i la distribució disponible de la planta.

MirShine fabrica equipaments de desulfuració?

MirShine ofereix solucions d’enginyeria ambiental i d’equipaments per al tractament de gasos d’escapament industrials, incloent-hi sistemes de dessofreig personalitzats.