حذف گوگرد از گازهای دودکش صنعتی با استفاده از آمونیاک: از حذف دی‌اکسید گوگرد تا بازیابی منابع گوگردی

کلمات کلیدی تمرکز: حذف گوگرد با آمونیاک، حذف گوگرد با آمونیاک (FGD)، حذف گوگرد از گازهای دودکش صنعتی، سیستم حذف دی‌اکسید گوگرد، بازیابی سولفات آمونیوم

توضیحات متا: بررسی فناوری حذف گوگرد با آمونیاک برای گازهای دودکش صنعتی، از جمله حذف دی‌اکسید گوگرد، بازیابی سولفات آمونیوم، مزایای فرآیندی و کاربردها در صنایع نیرو، فولاد، شیمی و فلزوری.

کنترل دی‌اکسید گوگرد در بخش صنعت در حال تغییر است

برای سال‌ها، دی‌سولفوریزاسیون صنعتی عمدتاً به‌عنوان یک فرآیند حفاظت از محیط زیست در انتهای خط تولید در نظر گرفته می‌شد.

هدف آن ساده بود: حذف دی‌اکسید گوگرد از گاز دود قبل از رسیدن به دودکش.

این هدف همچنان اهمیت دارد، اما اکنون بسیاری از شرکت‌های صنعتی به کل تراز مواد فرآیند توجه می‌کنند. اگر آلاینده‌ای را بتوان به محصولی مفید تبدیل کرد، سیستم محیط زیست ممکن است ارزش اقتصادی اضافی نیز ایجاد کند.

در اینجا است که دی‌سولفوریزاسیون آمونیاکی به‌ویژه جالب می‌شود.

به جای استفاده از سنگ آهک به‌عنوان جاذب اصلی، از آمونیاک برای جذب دی‌اکسید گوگرد استفاده می‌شود. گوگرد جذب‌شده سپس قابل تبدیل به سولفات آمونیوم است.

بنابراین، برای واحدهای صنعتی مناسب، این فرآیند می‌تواند کنترل انتشار SO₂ را با بازیابی گوگرد و نیتروژن ترکیب کند.

گروه محیط زیست میرشاین راه‌حل‌های دی‌سولفوریزاسیون مبتنی بر آمونیاک ارائه می‌دهد که بر اساس شرایط واقعی فرآیند مشتریان صنعتی طراحی شده‌اند.

اصول اساسی دی‌سولفوریزاسیون آمونیاکی

آمونیاک توانایی قوی‌ای در واکنش با ترکیبات گوگردی اسیدی دارد.

هنگامی که دی‌اکسید گوگرد وارد جاذب می‌شود، با مایع حاوی آمونیاک تماس پیدا می‌کند.

SO₂ در فاز مایع جذب شده و با آمونیاک واکنش داده، سولفیت آمونیوم و بی‌سولفیت آمونیوم را تشکیل می‌دهد.

این ترکیبات می‌توانند در ادامه اکسید شده و به سولفات آمونیوم تبدیل شوند.

فرآیند ساده‌شده را می‌توان به این صورت درک کرد:

SO₂ → جذب → سولفیت/بی‌سولفیت آمونیوم → اکسیداسیون → سولفات آمونیوم

این فرآیند را می‌توان بر اساس شکل مورد نظر محصول و شرایط نیروگاه تنظیم کرد.

چرا آمونیاک یک عامل دفع گوگرد جالب توجه است

انتخاب عامل واکنش‌دهنده تأثیر مستقیمی بر هم فرآیند و هم اقتصاد سیستم دفع گوگرد (FGD) دارد.

سنگ آهک ارزان و به‌طور گسترده‌ای در دسترس است؛ این یکی از دلایلی است که فرآیند FGD مبتنی بر سنگ آهک و گچ در کاربردهای مقیاس بزرگ رایج شده است.

آمونیاک مزیت متفاوتی دارد.

این ماده می‌تواند مستقیماً در تشکیل سولفات آمونیوم، که یک مادهٔ تجاری مفید است، شرکت کند.

این بدان معناست که گوگرد حذف‌شده از گازهای خروجی لزوماً نباید صرفاً به‌عنوان پسماند پردازش شود.

در نیروگاه‌هایی که آمونیاک به‌راحتی در دسترس است و سولفات آمونیوم ارزش اقتصادی دارد، این امر می‌تواند اقتصاد فرآیند دی‌سولفوریزاسیون را تغییر دهد.

کاربردها در segu صنعت فولاد

تولید فولاد شامل چندین فرآیند است که در آن‌ها انتشار دی‌اکسید گوگرد ممکن است به یک نگرانی زیست‌محیطی تبدیل شود.

بسته به مسیر تولید و ویژگی‌های سوخت یا مواد اولیه، دی‌اکسید گوگرد ممکن است در فرآیندهای آگرمه‌سازی، گرم‌کردن و سایر عملیات مرتبط با احتراق تولید شود.

در صورت سازگاری شرایط گاز با این فرآیند، می‌توان سیستم دی‌سولفوریزاسیون مبتنی بر آمونیاک را برای این کاربردها ارزیابی کرد.

یکی از مزایای این سیستم این است که به‌طور بالقوه قابل ادغام با سایر فناوری‌های زیست‌محیطی است.

به‌عنوان مثال، یک کارخانهٔ فولاد ممکن است نیازمند موارد زیر باشد:

• حذف زغال‌سنگ

• نیترات زدایی

• حذف گرد و غبار

• خنک‌سازی گاز

• بازیابی گرمای هدر رفته

طراحی هماهنگ می‌تواند به جلوگیری از بررسی هر سیستم کنترل آلودگی به‌عنوان یک نصب مستقل کاملاً جداگانه کمک کند.

کاربردها در تأسیسات شیمیایی و پتروشیمی

کارخانه‌های شیمیایی و پتروشیمی ممکن است جریان‌های گازی نسبتاً پیچیده‌ای داشته باشند.

بعضی از تأسیسات قبلاً زیرساخت‌های مرتبط با آمونیاک را دارند که ممکن است ادغام سیستم FGD مبتنی بر آمونیاک را ساده‌تر کند.

با این حال، حضور سایر گازها و آلاینده‌ها باید با دقت ارزیابی شود.

پیش از انتخاب فرآیند دی‌سولفوریزاسیون با آمونیاک، مهندسان باید موارد زیر را بررسی کنند:

• غلظت دی‌اکسید گوگرد

• دبی گاز دود

• دمای

• رطوبت

• گرد

• کلریدها

• سایر اجزای اسیدی

هدف این است که فرآیند جذب و پردازش پایین‌دستی را بر اساس ترکیب واقعی گاز طراحی کرد، نه با فرض یک ترکیب استاندارد.

کاربردها در تولید انرژی

تولید انرژی همچنان یکی از بزرگ‌ترین کاربردهای صنعتی برای دی‌سولفوریزاسیون گازهای خروجی است.

در مواردی که سوخت‌های حاوی گوگرد مورد استفاده قرار می‌گیرند، حذف دی‌اکسید گوگرد (SO₂) بخشی ضروری از سیستم کنترل انتشارات محسوب می‌شود.

استفاده از فرآیند دی‌سولفوریزاسیون گازهای خروجی با آمونیاک (Ammonia FGD) زمانی قابل بررسی است که نیروگاه دارای موارد زیر باشد:

• تأمین قابل اعتماد آمونیاک

• شرایط مناسب گازهای خروجی

• نیاز به سولفات آمونیوم

• زیرساخت‌های مناسب برای مدیریت محصول نهایی

ارزیابی اقتصادی به‌ویژه اهمیت دارد، زیرا قیمت‌های آمونیاک و ارزش کودها ممکن است در طول زمان تغییر کنند.

بازیابی منابع، روش ارزیابی فرآیند دی‌سولفوریزاسیون گازهای خروجی (FGD) را تغییر می‌دهد

پروژه‌ی محیط‌زیستی معمولی اغلب از طریق سرمایه‌گذاری اولیه و هزینه‌های بهره‌برداری ارزیابی می‌شود.

برای دفع گوگرد با آمونیاک، محاسبات می‌تواند گسترده‌تر باشد.

این پروژه ممکن است شامل موارد زیر باشد:

مصرف آمونیاک + مصرف انرژی + هزینه‌ی نگهداری

اما احتمالاً شامل موارد زیر نیز خواهد بود:

ارزش تولید سولفات آمونیوم

این به معنای آن نیست که هر پروژه‌ی FGD مبتنی بر آمونیاک به‌طور خودکار مقرون‌به‌صرفه‌تر از پروژه‌ی FGD مبتنی بر سنگ آهک باشد.

نتیجه‌ی نهایی به شرایط محلی بستگی دارد.

برای مثال، در یک مکان هزینه‌ی آمونیاک ممکن است بالا باشد در حالی که تقاضای محلی برای سولفات آمونیوم قوی است. در مکان دیگری، سنگ آهک ممکن است ارزان باشد و گچ از پیش بازاری مستقر داشته باشد.

بنابراین، انجام مطالعه‌ی امکان‌سنجی مخصوص محل ضروری است.

کنترل فرآیند بسیار حیاتی است

برای عملیات پایدار، صرفاً افزودن آمونیاک به گازهای خروجی کافی نیست.

فرآیند جذب نیازمند حفظ شرایط عملیاتی مناسب است.

پارامترهای مهم عبارتند از:

• نسبت مایع به گاز

• غلظت آمونیاک

• pH

• شرایط اکسیداسیون

• دمای گاز

• نرخ جریان گاز

اگر این پارامترها به‌درستی کنترل نشوند، بازده مصرف ماده مورد استفاده کاهش می‌یابد و کیفیت محصول ممکن است ناپایدار شود.

این امر به‌ویژه زمانی اهمیت دارد که سولفات آمونیوم قصد دارد برای استفاده تجاری به‌کار رود.

گذر آمونیاک و بهینه‌سازی فرآیند

یکی از مسائلی که در فرآیندهای مبتنی بر آمونیاک باید با دقت کنترل شود، وجود آمونیاک اضافی است.

اگر آمونیاک بسیار بیشتر از مقدار واکنش مورد نیاز تأمین شود، ممکن است مصرف آمونیاک در سیستم افزایش یابد و همچنین میزان نشت آمونیاک بالاتر رود.

طراحی مناسب فرآیند هدف دارد که حذف کافی دی‌اکسید گوگرد را بدون تغذیهٔ اضافی غیرضروری آمونیاک تأمین کند.

این امر نیازمند اندازه‌گیری قابل اعتماد، منطق کنترل مناسب و تماس خوب بین گاز و مایع است.

پالایش یکپارچهٔ گاز دود

امروزه معمولاً تأسیسات صنعتی مدرن تنها یک آلاینده را برای کنترل ندارند.

یک نیروگاه نمونه ممکن است نیاز به رسیدگی به موارد زیر داشته باشد:

• NOX

• SO₂

• گرد

• ترکیبات آلی فرار

• گازهای اسیدی

مجموعهٔ فناوری‌های محیطی میرشاین شامل دی‌سولفوریزاسیون، دینیتریفیکیشن، حذف گرد و غبار، پردازش ترکیبات آلی فرار (VOC) و سیستم‌های مرتبط است.

این امکان را فراهم می‌کند که در پروژه‌هایی که نیازمند پالایش جامع گاز دود هستند، فرآیندهای مختلف به‌صورت هماهنگ در نظر گرفته شوند.

برای مثال، یک واحد صنعتی ممکن است از ترکیب فرآیند پاک‌سازی گازهای دودی مبتنی بر آمونیاک با فرآیند کاهش نیترات‌ها به وسیلهٔ کاتالیست انتخابی (SCR) استفاده کند.

پیکربندی نهایی بستگی به ترتیب فرآیندها و شرایط واقعی گازهای دودی دارد.

چرا با یک مهندس متخصص در زمینهٔ سیستم‌های پاک‌سازی گازهای دودی همکاری کنیم؟ شرکت ?

خود جاذب تنها یکی از اجزای سیستم دی‌سولفوریزاسیون است.

سیستم کامل ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• تجهیزات جذب

• پمپ‌های گردشی

• تأمین آمونیاک

• اکسیداسیون

• بازیابی محصول

• تجهیزات اندازه‌گیری و کنترل

• سیستم کنترل

• کانال‌های انتقال گاز

• تجهیزات پشتیبانی

تامین‌کننده‌ای که تجربهٔ گسترده‌تری در زمینهٔ مهندسی دارد می‌تواند رابطهٔ بین این سیستم‌ها را ارزیابی کند.

شرکت میرشاین راه‌حل‌های طراحی مهندسی و تجهیزاتی برای پاک‌سازی گازهای خروجی صنعتی ارائه می‌دهد و تمرکز اصلی آن بر سیستم‌های سفارشی‌سازی‌شده، نه بسته‌های استانداردِ یک‌اندازه‌برای‌همه است.

نتیجه‌گیری

حذف گوگرد با آمونیاک رویکردی جایگزین برای کنترل دی‌اکسید گوگرد در صنایع است.

ویژگی کلیدی این روش امکان بازیابی گوگرد به‌صورت سولفات آمونیوم، نه تولید تنها جریان پسماند است.

برای نیروگاه‌ها و واحدهایی که عرضه مناسب آمونیاک دارند، شرایط گازی مناسبی دارند و بازاری برای سولفات آمونیوم وجود دارد، این فناوری ترکیبی جالب از حفاظت محیط زیست و بازیابی منابع را فراهم می‌کند.

گروه محیط زیستی میرشاین راه‌حل‌های سفارشی‌سازی‌شدهٔ مبتنی بر آمونیاک برای مشتریان صنعتی توسعه می‌دهد و در صورت نیاز می‌تواند فرآیند حذف گوگرد را با سایر فناوری‌های پاک‌سازی گازهای خروجی ادغام کند.

سوالات متداول

آمونیاک چگونه دی‌اکسید گوگرد را حذف می‌کند؟

آمونیاک با دی‌اکسید گوگرد جذب‌شده واکنش داده و سولفیت آمونیوم و بی‌سولفیت آمونیوم تشکیل می‌دهد. این ترکیبات سپس می‌توانند به سولفات آمونیوم اکسید شوند.

مزیت دفع گوگرد با آمونیاک چیست؟

مزیت اصلی این است که گوگرد حذف‌شده از گاز دود می‌تواند به‌صورت سولفات آمونیوم بازیابی شود، نه اینکه صرفاً به‌عنوان پسماند مدیریت شود.

سیستم دفع گوگرد با آمونیاک برای کارخانه‌های فولاد مناسب است؟

بله، در برخی فرآیندهای تولید فولاد، بسته به غلظت دی‌اکسید گوگرد، دبی جریان گاز، دما، غبار و سایر ویژگی‌های گاز می‌تواند مناسب باشد.

سولفات آمونیوم برای چه کاری به‌کار می‌رود؟

سولفات آمونیوم معمولاً هنگامی که این محصول از الزامات کیفی مربوطه تبعیت کند، به‌عنوان کودی حاوی نیتروژن و گوگرد استفاده می‌شود.

سیستم دفع گوگرد با آمونیاک از سیستم دفع گوگرد با سنگ آهک بهتر است؟

هیچ‌یک از این دو فناوری به‌طور کلی برتر نیست. انتخاب مناسب‌ترین روش به قیمت مواد واکنش‌گر، ارزش محصول نهایی، شرایط گاز، زیرساخت‌های نیروگاه و الزامات زیست‌محیطی بستگی دارد.

آیا سیستم دفع گوگرد با آمونیاک و سیستم کاهش کاتالیستی اکسیدهای نیتروژن (SCR) را می‌توان ترکیب کرد؟

بله. سیستم دفع گوگرد مبتنی بر آمونیاک و سیستم کاهش کاتالیستی اکسیدهای نیتروژن (SCR) را می‌توان در یک سیستم جامع تصفیه گاز دود صنعتی یکپارچه کرد.

چه اطلاعاتی برای پیشنهاد دستگاه جذب آمونیاک (FGD) لازم است؟

اطلاعات معمول شامل دبی گاز، غلظت SO₂، دمای گاز، غلظت غبار، رطوبت، سطح مطلوب انتشار در خروجی، ساعات کارکرد و چیدمان موجود نیروگاه می‌باشد.

آیا شرکت MirShine تجهیزات FGD را تولید می‌کند؟

شرکت MirShine راه‌حل‌های مهندسی محیطی و تجهیزاتی برای تصفیه گازهای خروجی صنعتی ارائه می‌دهد، از جمله سیستم‌های حذف گوگرد سفارشی.