Γιατί η αμμωνιακή αποθείωση γίνεται μια νέα κατεύθυνση για την επεξεργασία καυσαερίων

Εδώ και χρόνια, πολλές βιομηχανικές εγκαταστάσεις ακολουθούν μια γνωστή προσέγγιση στον έλεγχο εκπομπών:

Χρησιμοποιούν την τεχνολογία ασβεστόλιθου-γύψου για αποθείωση καυσαερίων (FGD) και χρησιμοποιούν ένα σύστημα SCR για τη μείωση των οξειδίων του αζώτου.

Αυτός ο συνδυασμός έπαιξε σημαντικό ρόλο στην επίτευξη συμμόρφωσης με τους κανονισμούς εκπομπών.

Ωστόσο, καθώς οι περιβαλλοντικές απαιτήσεις γίνονται συνεχώς αυστηρότερες, οι εταιρείες αρχίζουν να επανεξετάζουν εάν τα παραδοσιακά συστήματα μπορούν να ανταποκριθούν στις μελλοντικές προκλήσεις με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο.

Ένα από τα κύρια ζητήματα που τραβούν την προσοχή είναι η διαρροή αμμωνίας (ammonia slip).

Όταν λειτουργούν τα συστήματα SCR, η έγχυση αμμωνίας πρέπει να ελέγχεται προσεκτικά. Πολύ μικρή ποσότητα αμμωνίας μπορεί να οδηγήσει σε ανεπαρκή απομάκρυνση NOx. Υπερβολική ποσότητα αμμωνίας μπορεί να αυξήσει τη διαρροή αμμωνίας, προκαλώντας λειτουργικά και περιβαλλοντικά προβλήματα.

Η ισορροπία μεταξύ ελέγχου των εκπομπών NOx και ελέγχου των εκπομπών αμμωνίας γίνεται όλο και πιο σημαντική.

Γι’ αυτόν τον λόγο, όλο και περισσότερες εταιρείες εξετάζουν την αποθείωση με αμμωνία και τη μετατροπή ασβεστίου σε αμμωνία ως δυνητική λύση.

Η διαρροή αμμωνίας άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο οι εταιρείες αντιλαμβάνονται τον έλεγχο των εκπομπών

Παραδοσιακά, ο κύριος στόχος ενός συστήματος απονιτροποίησης ήταν απλός:

Να διασφαλίζει ότι οι εκπομπές NOx πληρούν τις ρυθμιστικές απαιτήσεις.

Ωστόσο, η αυξανόμενη εστίαση στις εκπομπές αμμωνίας σημαίνει ότι οι χειριστές πρέπει τώρα να λαμβάνουν υπόψη ολόκληρη την αλυσίδα ελέγχου εκπομπών.

Ένα σύγχρονο βιομηχανικό σύστημα επεξεργασίας καυσαερίων πρέπει όχι μόνο να επιτυγχάνει την απομάκρυνση διοξειδίου του θείου και τη μείωση των NOx, αλλά και να ελέγχει τις δευτερογενείς επιπτώσεις που συνδέονται με υπερβολική έγχυση αμμωνίας.

Για τις εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν ασβεστόλιθο-βασισμένη επεξεργασία καυσαερίων (FGD) σε συνδυασμό με αναγωγή με επιλεκτική καταλυτική αντίδραση (SCR), δημιουργείται ένα διπλό πρόβλημα:

• Διατήρηση σταθερής απόδοσης αφαίρεσης NOx

• Διατήρηση της διαρροής αμμωνίας εντός ολοένα και αυστηρότερων ορίων

Η βελτίωση του ελέγχου έγχυσης μπορεί να βοηθήσει, αλλά δεν αλλάζει τη θεμελιώδη δομή ενός συστήματος όπου η αποθείωση και η απονιτροποίηση λειτουργούν ξεχωριστά.

Η μετατροπή ασβεστίου σε αμμωνία προσφέρει μια διαφορετική προσέγγιση.

Μετατροπή Ασβεστίου σε Αμμωνία: Αλλαγή της Τεχνικής Διαδρομής

Η μετατροπή ασβεστίου σε αμμωνία δεν είναι απλώς μια προσαρμογή της έγχυσης αμμωνίας.

Αντιπροσωπεύει μια αλλαγή στη συνολική διαδρομή επεξεργασίας των καυσαερίων.

Σε μια διαδικασία αποθείωσης με αμμωνία, η αμμωνία χρησιμοποιείται ως απορροφητικό για να αντιδράσει με το διοξείδιο του θείου και να παράγει θειικό αμμώνιο.

Αυτό δημιουργεί δύο σημαντικές αλλαγές.

Πρώτον, η αμμωνία συμμετέχει τόσο στη διαδικασία απομάκρυνσης του διοξειδίου του θείου όσο και στη διαδικασία μείωσης των οξειδίων του αζώτου.

Δεύτερον, το θείο που απομακρύνεται από τα καυσαέρια μπορεί να μετατραπεί σε χρήσιμο παραπροϊόν, αντί να διαχειρίζεται αποκλειστικά ως απόβλητο.

Με την ενσωμάτωση της παροχής αμμωνίας και τη βελτίωση της συντονισμένης λειτουργίας του συστήματος, οι εγκαταστάσεις μπορούν να μεταβούν από ξεχωριστές διαδικασίες ελέγχου της ρύπανσης προς μια πιο ενοποιημένη προσέγγιση.

Προηγμένη Τεχνολογία Αποθείωσης με Χρήση Αμμωνίας για Καλύτερο Έλεγχο

Μία από τις προκλήσεις που έχουν ιστορικά περιορίσει την αποθείωση με αμμωνία είναι ο έλεγχος της αμμωνίας και των αμμωνιακών αλάτων.

Η MingSheng Environmental Protection ανέπτυξε την τεχνολογία αποθείωσης με αμμωνία με καταρρακτοειδή διαχωρισμό και καθαρισμό για να αντιμετωπίσει αυτό το ζήτημα.

Το σύστημα εφαρμόζει πολυσταδιακό πλύσιμο με αμμωνία και αμμωνιακά άλατα, σε συνδυασμό με προηγμένες διαδικασίες αποσταγόνισης, προκειμένου να μειωθούν οι εκπομπές αμμωνίας και αμμωνιακών αλάτων.

Η εβδόμη γενιά τεχνολογίας της εταιρείας βελτιώνει περαιτέρω τη διαδικασία καθαρισμού μέσω βελτιστοποιημένων μεθόδων διαχωρισμού και ελέγχου.

Σύμφωνα με τις αιτήσεις για έργα, η τεχνολογία έχει επιδείξει σταθερή λειτουργία με υψηλή απόδοση αφαίρεσης διοξειδίου του θείου, υψηλή απόδοση ανάκτησης αμμωνίας και ελεγχόμενες εκπομπές σωματιδίων.

Αυτές οι βελτιώσεις είναι σημαντικές, επειδή οι βιομηχανικοί χειριστές αξιολογούν ένα σύστημα FGD όχι μόνο με βάση την απόδοση αφαίρεσης, αλλά και με βάση:

• Σταθερότητα λειτουργίας μακροχρόνια

• Απαιτήσεις συντήρησης

• Διαχείριση παραπροϊόντων

• Πολιτική Περιβάλλοντος

• Συνολικό λειτουργικό κόστος

Πέρα από τον έλεγχο της ρύπανσης: Μετατροπή του θείου σε αξία

Μία άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ της ασβεστοκονικής και της αμμωνιακής αποθειώσεως είναι η μεταχείριση των παραπροϊόντων.

Το παραδοσιακό σύστημα FGD με ασβεστόλιθο-γύψο παράγει γύψο. Ανάλογα με την ποιότητα και τις συνθήκες της αγοράς, ο γύψος μπορεί να απαιτεί περαιτέρω αξιοποίηση ή διάθεση.

Η αμμωνιακή αποθείωση παράγει θειικό αμμώνιο, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προϊόν σχετικό με λιπάσματα.

Αυτό αλλάζει την οικονομική λογική του συστήματος.

Αντί να πληρώνουν μόνο για την αφαίρεση ρύπων, οι εταιρείες μπορούν να εξετάσουν εάν τα ανακτηθέντα υλικά μπορούν να δημιουργήσουν επιπλέον αξία.

Για βιομηχανικές εγκαταστάσεις που λειτουργούν συνεχώς για πολλά χρόνια, αυτό το δυναμικό ανάκτησης πόρων μπορεί να αποτελέσει ένα σημαντικό μέρος της συνολικής αξιολόγησης των επενδύσεων.

Βελτίωση υφιστάμενων συστημάτων FGD χωρίς να ξεκινάμε από την αρχή

Μία συνηθισμένη ανησυχία μεταξύ των χειριστών εγκαταστάσεων είναι εάν η υιοθέτηση της αποθείωσης με αμμωνία απαιτεί πλήρη ανακατασκευή.

Σε πολλές περιπτώσεις, η απάντηση είναι όχι.

Η μετατροπή ασβεστίου σε αμμωνία επικεντρώνεται στη βελτίωση υφιστάμενων συστημάτων FGD λιθοκράμβης-γύψου μέσω στοχευμένων τροποποιήσεων.

Ανάλογα με την αρχική διαμόρφωση του συστήματος, τα υφιστάμενα εξοπλισμένα και υποδομές μπορεί να επαναχρησιμοποιηθούν.

Τυπικές περιοχές βελτίωσης μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Τροποποιήσεις του πύργου απορρόφησης

• Συστήματα οξείδωσης και συγκέντρωσης

• Συστήματα ψεκασμού

• Εγκαταστάσεις παροχής αμμωνίας

• Εξοπλισμός ανάκτησης παραπροϊόντων

Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει στις εταιρείες να αξιοποιούν αποτελεσματικότερα τα υφιστάμενα περιβαλλοντικά περιουσιακά στοιχεία, ενώ προχωρούν προς μια πιο προηγμένη διαδικασία επεξεργασίας.

Για τις παλαιότερες βιομηχανικές εγκαταστάσεις, αυτό μπορεί να αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα.

Κοινή παροχή αμμωνίας: Η ενσωμάτωση δημιουργεί απόδοση

Ένα επιπλέον πλεονέκτημα της μετατροπής ασβεστίου σε αμμωνία είναι η δυνατότητα ενσωμάτωσης της παροχής αμμωνίας μεταξύ των συστημάτων αποθείωσης και απονιτροποίησης SCR.

Προηγουμένως, πολλές εγκαταστάσεις διαχειρίζονταν ξεχωριστά την κατανάλωση ασβεστόλιθου για την FGD και την παροχή αμμωνίας για την SCR.

Μια ενσωματωμένη βασισμένη σε αμμωνία προσέγγιση μπορεί να απλοποιήσει την προμήθεια, την αποθήκευση και τη διαχείριση των λειτουργιών.

Ωστόσο, η επιτυχής ενσωμάτωση απαιτεί προσεκτικό μηχανικό σχεδιασμό. Πρέπει να ληφθούν υπόψη η αποθήκευση αμμωνίας, τα συστήματα ασφαλείας, ο έλεγχος της διαδικασίας και οι απαιτήσεις λειτουργίας.

Ο στόχος δεν είναι απλώς η συνδυασμένη εφαρμογή δύο διαδικασιών, αλλά η δημιουργία ενός πιο συντονισμένου συστήματος ελέγχου εκπομπών.

Το μέλλον της βιομηχανικής επεξεργασίας καυσαερίων

Ο ρόλος των εξοπλισμών προστασίας του περιβάλλοντος αλλάζει.

Στο παρελθόν, οι εταιρείες επικεντρώνονταν κυρίως στο εάν ένα σύστημα μπορούσε να επιτύχει τα πρότυπα εκπομπών.

Σήμερα, θέτουν ευρύτερες ερωτήσεις:

Μπορούν να μειωθούν οι λειτουργικές δαπάνες;

Μπορούν να ελαχιστοποιηθούν οι ροές αποβλήτων;

Μπορεί ο υφιστάμενος εξοπλισμός να αναβαθμιστεί;

Μπορούν τα ρυπογόνα να μετατραπούν σε πόρους;

Η αποθείωση με αμμωνία αντιπροσωπεύει αυτήν την αλλαγή κατεύθυνσης.

Συνδυάζοντας την αφαίρεση διοξειδίου του θείου, τη χρησιμοποίηση αμμωνίας, την ανάκτηση παραπροϊόντων και τη δυνατότητα ενσωμάτωσης με συστήματα απονιτροποίησης, προσφέρει μια διαφορετική προσέγγιση για τον έλεγχο βιομηχανικών εκπομπών.

Για εταιρείες που αξιολογούν μελλοντικές αναβαθμίσεις τους εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας fgd για τα βιομηχανικά συστήματα ελέγχου της ρύπανσης του αέρα, η μετατροπή ασβεστίου σε αμμωνία προσφέρει μια νέα προοπτική.

Η περιβαλλοντική συμμόρφωση και η οικονομική απόδοση δεν είναι αναγκαστικά αντίθετοι στόχοι.

Με την κατάλληλη τεχνολογική προσέγγιση, μπορούν να υποστηρίζουν ο ένας τον άλλο.