چرا شرکت‌های بیشتری در حال بررسی تبدیل کلسیم به آمونیاک برای سیستم‌های FGD هستند؟

دوسوخت‌زدایی سنگ آهک-گچ دهه‌هاست که مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری بالغی است که تجربهٔ مهندسی گسترده‌ای دارد و همچنان گوگرد زدایی از گاز دودکش راه‌حلی مهم برای واحدهای صنعتی است.

پس چرا اکنون شرکت‌های بیشتری به‌صورت جدی‌تری در حال بررسی تبدیل از کلسیم به آمونیاک ?

پاسخ این نیست که دوسوخت‌زدایی سنگ آهک-گچ ناگهان دیگر کار نمی‌کند.

تغییر واقعی در انتظارات شرکت‌ها از یک سیستم FGD است.

رَعایت محدودیت‌های انتشار دی‌اکسید گوگرد همچنان الزام اولیه است. اما برای سیستمی که ممکن است سال‌ها به‌صورت مداوم کار کند، شرکت‌ها فزون‌بر رعایت مقررات انتشار، به‌سوی جنبه‌های دیگری نیز توجه بیشتری می‌ورزند. مدیریت فرآورده‌های جانبی، تصفیه فاضلاب، نگهداری، هزینه‌های بهره‌برداری، قابلیت اطمینان سیستم و امکان بازیابی ارزش از فرآیند تصفیه، همگی در تصمیم‌گیری‌ها نقشی ایفا می‌کنند.

این یکی از دلایلی است که فرآیند حذف گوگرد با آمونیاک دوباره مورد توجه قرار گرفته است.

۱. چالش دیگر صرفاً حذف دی‌اکسید گوگرد نیست

اصول اصلی فرآیند حذف گوگرد با سنگ آهک و گچ به‌خوبی اثبات شده است. در این روش از سنگ آهک به‌عنوان جاذب برای جذب دی‌اکسید گوگرد از گازهای خروجی استفاده می‌شود و گچ به‌عنوان اصلی‌ترین فرآورده جانبی تولید می‌گردد.

از دیدگاه کنترل آلاینده‌ها، این فناوری بالغ و کاملاً توسعه‌یافته است.

اما پس از ورود سیستم FGD به مرحله بهره‌برداری بلندمدت، نیروگاه باید فراتر از این پرسش که غلظت دی‌اکسید گوگرد در خروجی آیا در محدوده مجاز است یا خیر، به چالش‌های دیگری نیز بپردازد.

گچ تولیدشده چه سرنوشتی خواهد داشت؟

فاضلاب چگونه باید مدیریت شود؟

چگونه می‌توان مقیاس‌بندی، ترسیب‌ها، انسدادها و نیازهای نگهداری را در طول سال‌ها عملکرد کنترل کرد؟

با جزئی‌تر شدن مدیریت محیط زیست، این مسائل برای بهره‌برداران صنعتی اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده‌اند.

استفاده از گچ و دفع آن بیشتر مورد توجه قرار گرفته است، در حالی که سیستم‌های مبتنی بر کلسیم در برخی شرایط عملیاتی ممکن است نیازمند مدیریت پساب با غلظت بالای کلرید نیز باشند.

به عبارت دیگر، اتمام یک پروژهٔ FGD به معنای ناپدیدا شدن تمام چالش‌های مدیریت محیط زیست نیست.

برای بهره‌برداران نیروگاه، پرسش‌های بلندمدت‌تر اغلب عملی‌تر هستند:

آیا سیستم پایدار باقی می‌ماند؟ آیا هزینه‌های عملیاتی قابل کنترل هستند؟ آیا محصولات جانبی به‌طور مؤثری قابل استفاده هستند؟

۲. از تصفیه آلاینده‌ها تا بازیابی منابع

در اینجا است که دفع گوگرد با آمونیاک و تبدیل کلسیم به آمونیاک جذاب می‌شوند.

برخلاف دفع گوگرد با سنگ آهک-گچ که گچ تولید می‌کند، دفع گوگرد مبتنی بر آمونیاک (FGD) از آمونیاک برای جذب SO₂ استفاده می‌کند و می‌تواند سولفات آمونیوم تولید کند.

این امر پیشنهاد ارزش متفاوتی ایجاد می‌کند.

در روش‌های سنتی، حذف گوگرد عمدتاً به‌عنوان یک هزینه‌ی زیست‌محیطی در نظر گرفته می‌شده است: نیروگاه برای حذف آلاینده‌ها از گاز دود خروجی هزینه می‌کند.

با توجه به بازیابی منابع، دی‌اکسید گوگرد می‌تواند به‌عنوان مواد اولیه‌ای برای تولید فرآورده‌ی جانبی مفید نیز مورد استفاده قرار گیرد.

بنابراین تمرکز شروع به تغییر می‌کند از:

«هزینه‌ی حذف آلاینده چقدر است؟»

را برای:

«نیروگاه چگونه می‌تواند با رعایت مقررات انتشار، از مواد حذف‌شده از گاز دود خروجی به‌صورت مؤثرتری استفاده کند؟»

سولفات آمونیوم تولیدشده از طریق فرآیند حذف گوگرد با آمونیاک می‌تواند به‌عنوان ماده‌ای مرتبط با کود استفاده شود و همچنین ممکن است در توسعه‌ی بیشتر محصولات، از جمله ترکیب با کودهای ارگانیک یا محصولات مبتنی بر اسید هومیک، به‌کار رود.

برای واحدهای صنعتی که سیستم FGD را به‌طور مداوم و برای سال‌ها به‌کار می‌برند، این رویکرد استفاده از منابع می‌تواند بخش مهمی از ارزیابی اقتصادی کلی به‌شمار رود.

۳. آیا تبدیل از کلسیم به آمونیاک به معنای بازسازی کامل همه چیز است؟

این یکی از مهم‌ترین پرسش‌ها برای نیروگاه‌هایی است که قبلاً سیستم‌های FGD سنگ آهک-گچ را نصب کرده‌اند.

یک واحد ممکن است سرمایه‌گذاری قابل توجهی در تجهیزات موجود خود انجام داده باشد و سیستم هنوز در حال بهره‌برداری باشد. اگر شرکت بخواهد از فرآیند حذف گوگرد با آمونیاک استفاده کند، آیا مجبور است از صفر شروع کند؟

لازم نیست.

تبدیل از کلسیم به آمونیاک به به‌روزرسانی یک سیستم FGD مبتنی بر کلسیم موجود به سیستمی مبتنی بر آمونیاک از طریق اصلاحات فرآیندی و تجهیزاتی اشاره دارد.

با توجه به شرایط واقعی پروژه، برخی از تجهیزات موجود قابل استفاده مجدد هستند، درحالی‌که برخی دیگر ممکن است نیازمند نصب جدید یا اصلاح باشند.

بنابراین این مفهوم با ساخت یک سیستم FGD کاملاً جدید متفاوت است.

برای یک واحد صنعتی موجود، این رویکرد مسیر دیگری را فراهم می‌کند:

به‌روزرسانی دارایی‌های زیست‌محیطی موجود به جای جایگزینی خودکار کل سیستم.

البته، اینکه آیا یک سیستم خاص را می‌توان دوباره به کار برد یا نه، بستگی به پیکربندی موجود آن، وضعیت تجهیزات، نیازهای فرآیندی و شرایط محلی دارد. قبل از تعیین نهایی محدوده بازسازی، ارزیابی مهندسی دقیقی لازم است.

برای صاحبان نیروگاه، این تمایز اهمیت دارد.

سوال این نیست که کدام فناوری در برگه‌ها پیشرفته‌تر به نظر می‌رسد. سؤالات عملی این‌اند که آیا بازسازی قابل اجرا است، چه مقدار از تجهیزات موجود می‌تواند حفظ شود، سیستم اصلاح‌شده چگونه کار خواهد کرد و بهبود اعمال‌شده چه تغییرات قابل اندازه‌گیری‌ای ایجاد می‌کند.

۴. جزئیات فنی پشت دفع گوگرد پایدار با آمونیاک

تبدیل کلسیم به آمونیاک تنها مسئله جایگزینی یک جاذب با جاذب دیگر نیست.

مبتنی بر آمونیاک سیستم fgd شامل چندین ملاحظه فرآیندی و تجهیزاتی است که مستقیماً بر عملکرد بلندمدت تأثیر می‌گذارند.

شرکت مینگ‌شنگ پروتکشن محیط زیست از طریق چندین نسل بهبود فنی، فناوری دفع گوگرد مبتنی بر آمونیاک خود را به‌طور مداوم توسعه داده است.

این پیشرفت‌ها شامل حوزه‌هایی مانند کنترل دما، کنترل pH، محلول گردشی غلیظ، تبلور و جداسازی، توزیع گازهای خروجی و تزریق خودکار آمونیاک می‌شود.

برای نمونه، کنترل چگالی محلول گردشی غلیظ می‌تواند به کاهش رسوب‌ها، انباشتگی‌ها و انسدادها کمک کند.

می‌توان از روش جریان خودگردشی برای نگه‌داشتن مخلوط بودن بخش پایینی مخزن تبلور استفاده کرد و این امر وابستگی به همزن‌های مکانیکی مرسوم را کاهش می‌دهد.

فناوری جداسازی لایه‌ای می‌تواند محلول شفاف را برای گردش از گلوله‌های سنگین‌تر جدا کند، در حالی که سیستم‌های کنترل قفل‌شونده می‌توانند تزریق خودکار آمونیاک را پشتیبانی کنند.

این موارد ممکن است به نظر مسائل مهندسی نسبتاً جزئی بیایند، اما در نهایت تعیین‌کنندهٔ آنچه که بهره‌برداران نیروگاه بیشترین اهمیت را به آن می‌دهند هستند:

سیستم چقدر پایدار است؟ نگهداری آن چقدر دشوار است؟ آیا هزینه‌های بهره‌برداری قابل کنترل هستند؟

۵. تبدیل کلسیم به آمونیاک بازمحاسبه‌ای از ارزش بلندمدت است

پس چرا شرکت‌هایی که سال‌هاست از فرآیند دی‌سولفوریزاسیون آهک-گچ استفاده می‌کنند، به‌طور فزاینده‌ای در حال بررسی تبدیل به سیستم کلسیم-آمونیاک هستند؟

پاسخ این نیست که دی‌سولفوریزاسیون معمولی کلسیم ناگهان ارزش خود را از دست داده است.

بلکه الزامات اعمال‌شده بر سیستم‌های دی‌سولفوریزاسیون گاز دود (FGD) در حال تغییر هستند.

در گذشته، اولین پرسش این بود:

آیا این سیستم می‌تواند SO₂ را حذف کند؟

سپس تمرکز گسترش یافت تا این پرسش را شامل شود:

آیا می‌تواند انتشارات بسیار پایین را تأمین کند؟

امروزه، اپراتورهای بیشتری پرسش‌های اضافی نیز مطرح می‌کنند:

• محصولات جانبی چگونه باید مدیریت شوند؟

• هزینه‌های عملیاتی بلندمدت چگونه قابل کنترل هستند؟

• شرایط مدیریت پساب چیست؟

• این سیستم به چه میزان نگهداری نیاز دارد؟

• آیا تجهیزات موجود FGD قابل ارتقا هستند؟

• آیا سیستم محیطی می‌تواند ارزش افزوده‌ای از طریق بازیابی منابع ایجاد کند؟

تبدیل کلسیم به آمونیاک مسیری برای ارتقای سیستم‌های موجود گچ-سنگ آهک فراهم می‌کند.

به جای جایگزینی خودکار یک سیستم FGD در حال بهره‌برداری، این رویکرد ارزیابی می‌کند که چگونه تجهیزات و زیرساخت‌های موجود را می‌توان با اعمال تغییرات در فرآیند و تجهیزات، به سمت دفع گوگرد با آمونیاک انتقال داد.

در عین حال، بازیابی منابع SO₂ بخشی از زنجیره ارزش کلی می‌شود.

۶. نیروگاه‌ها چه مواردی را پیش از اجرای ارتقا باید ارزیابی کنند؟

برای شرکت‌هایی که در نظر دارند ارتقای کلسیم به آمونیاک انجام دهند، تصمیم‌گیری باید بر اساس وضعیت واقعی سیستم موجود و نه صرفاً بر اساس انتخاب فناوری باشد.

ارزیابی عملی می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

• پیکربندی موجود فرآیند FGD

• شرایط و عمر باقی‌مانده تجهیزات اصلی

• حجم گاز دود و غلظت SO₂

• سیستم موجود تصفیه فاضلاب

• نیازهای تولید و دفع گچ

• فضای در دسترس برای تجهیزات اصلاح‌شده یا جدید

• پتانسیل استفاده از سولفات آمونیوم

• هزینه‌های پیش‌بینی‌شده بهره‌برداری و نگهداری

• عملکرد مورد انتظار در زمینه انتشار آلاینده‌ها

• شرایط سوخت و بهره‌برداری بلندمدت

این نوع ارزیابی به تعیین این می‌پردازد که آیا بازسازی از نظر فنی و اقتصادی مناسب است یا خیر و کدام بخش‌های سیستم موجود را می‌توان حفظ کرد.

برای یک واحد صنعتی مستقر، این ارزیابی مهندسی اغلب نقطهٔ شروع یک طرح به‌روزرسانی واقع‌بینانه است.

۷. رویکردی متفاوت نسبت به سرمایه‌گذاری در سیستم‌های FGD

افزایش علاقهٔ شرکت‌های صنعتی به تبدیل کلسیم به آمونیاک، انعکاسی از تغییر گسترده‌تر در نحوهٔ ارزیابی سیستم‌های زیست‌محیطی توسط این شرکت‌هاست.

سیستم FGD دیگر تنها به‌عنوان تجهیزاتی برای حذف SO₂ در نظر گرفته نمی‌شود.

بلکه دارایی‌ای عملیاتی بلندمدت است.

ارزش آن نه‌تنها به عملکرد انتشار مربوط است، بلکه به نگهداری، مدیریت پساب، پردازش فرآورده‌های جانبی، بازیابی منابع، مصرف انرژی و توانایی سازگاری با نیازهای آینده نیز مرتبط است.

این جهت‌گیری، پشت توسعهٔ مستمر فناوری‌های تبدیل کلسیم به آمونیاک و بازیابی منابع SO₂ توسط MingSheng Environmental Protection قرار دارد. تبدیل کلسیم به آمونیاک و فناوری بازیابی منابع SO₂ .

برای نیروگاه‌هایی که سال‌هاست از سیستم‌های دفع گازهای آلاینده آهک-گچ استفاده می‌کنند، پرسش این نیست که آیا فناوری موجود درست یا نادرست بوده است.

پرسش عملی‌تر این است که آیا سیستم موجود را می‌توان به‌روزرسانی کرد تا ارزش بلندمدت بیشتری ایجاد کند.

به‌همین دلیل تبدیل کلسیم به آمونیاک توجه فزاینده‌ای را به خود جلب کرده است: این روش مسیری بالقوه برای دارایی‌های موجود در زمینه دفع گازهای آلاینده فراهم می‌کند تا از صرفاً تصفیه آلاینده‌ها فراتر رفته و به کنترل انتشار یکپارچه‌تر و بهره‌برداری از منابع برسند .