Ammiakinirikkidioksidin poisto teollisesta savukaasusta: SO₂:n poistosta rikkiresurssien talteenottoon

Kohdeavainsanat: ammiakkipohjainen rikkidioksidin poisto, ammiakki-FGD, teollisen savukaasun rikkidioksidin poisto, SO₂-poistojärjestelmä, ammoniumsulfaatin talteenotto

Meta-kuvaus: Tutustu ammiakkipohjaiseen rikkidioksidin poistoteknologiaan teollisessa savukaasussa, mukaan lukien SO₂-poisto, ammoniumsulfaatin talteenotto, prosessin edut ja sovellukset sähkö-, teräs-, kemiallisessa ja metallurgisessa teollisuudessa.

Teollinen SO₂:n hallinta muuttuu

Monien vuosien ajan teollista rikkidioksidin poistoa pidettiin pääasiassa putkenpäässä tapahtuvana ympäristönsuojelumenetelmänä.

Tavoitteena oli yksinkertainen: poistaa rikkidioksidi savukaasusta ennen sen pääsyä savupiippuun.

Tämä tavoite säilyy edelleen tärkeänä, mutta monet teollisuusyritykset tarkastelevat nyt koko prosessin aineellista tasapainoa. Jos saastuttava aine voidaan muuttaa hyödylliseksi tuotteeksi, ympäristöjärjestelmä voi tarjota lisäarvoa myös taloudellisesti.

Tässä vaiheessa ammoniakkiperustainen rikkidioksidin poisto herättää erityistä kiinnostusta.

Kivennäisaineen sijasta pääabsorbenttina käytetään ammoniakkia rikkidioksidin sitomiseen. Sitoutunut rikki voidaan sen jälkeen muuntaa ammoniumsulfaatiksi.

Sopiville teollisuuslaitoksille prosessi voi näin yhdistää SO₂-päästöjen hallinnan rikin ja typpiaineiden talteenottoon.

MirShine Environmental Group tarjoaa ammoniakkiperustaisia rikkidioksidin poistoratkaisuja, jotka on suunniteltu teollisuusasiakkaiden todellisten prosessiolosuhteiden mukaisesti.

Ammoniakkiperustaisen rikkidioksidin poiston periaate

Ammoniakilla on vahva kyky reagoida happamien rikkiyhdisteiden kanssa.

Kun rikkidioksidi pääsee absorboijaan, se tulee kosketukseen ammoniakkia sisältävän nesteen kanssa.

SO₂ absorboituu nestefaasiin ja reagoi ammoniakin kanssa muodostaen ammoniumsulfiittia ja ammoniumbisulfiittia.

Nämä yhdisteet voidaan myöhemmin hapettua ammoniumsulfaatiksi.

Yksinkertaistettu prosessi voidaan ymmärtää seuraavasti:

SO₂ → absorptio → ammoniumsulfiitti/bisulfiitti → hapetus → ammoniumsulfaatti

Prosessa voidaan tehdä säätöjä halutun tuotteen muodon ja tehtaan olosuhteiden mukaan.

Miksi ammoniakki on kiinnostava rikkidioksidin poistoreagenssi

Reagenssin valinnalla on suora vaikutus sekä prosessiin että kosteuspoistojärjestelmän (FGD) taloudelliseen kannattavuuteen.

Kalkkikivi on edullista ja laajalti saatavilla, mikä on yksi syy, miksi kalkkikivi-gipsi-FGD on yleistynyt suurten sovellusten alalla.

Ammiakilla on eri etu.

Se voi osallistua suoraan kaupallisesti hyödyllisen ammoniumsulfaatin muodostumiseen.

Tämä tarkoittaa, että savukaasusta poistettu rikki ei välttämättä tarvitse käsitellä ainoastaan jätteenä.

Tehtaissa, joissa ammiakki on helposti saatavilla ja ammoniumsulfaatilla on arvoa, tämä voi muuttaa desulfurointiprosessin taloudellisuutta.

Sovellukset terästeollisuudessa

Teräksen tuotannossa on useita prosesseja, joissa rikkidioksidipäästöt voivat aiheuttaa ympäristöhuolenaiheita.

Tuotantoprosessin reitin ja polttoaineen tai raaka-aineen ominaisuuksien mukaan SO₂ voi syntyä sinteröinnissä, kuumennuksessa ja muissa polttoläheisissä toiminnoissa.

Ammiakkipohjaisen desulfurointijärjestelmän soveltuvuutta voidaan arvioida näihin käyttökohteisiin, kun kaasuehdot ovat yhteensopivia prosessin kanssa.

Yksi etu on, että järjestelmä voidaan mahdollisesti integroida muiden ympäristöteknologioiden kanssa.

Esimerkiksi terästehtaan saattaa vaatia:

• Tulehdus

• Denitrifikaatio

• Pölynpoisto

• Kaasun jäähdytys

• Hukkalämmön talteenotto

Yhtenäinen suunnittelu voi auttaa välttämään sitä, että jokainen päästöjen hallintajärjestelmä käsittelisiin täysin itsenäisenä asennuksena.

Sovellukset kemiallisissa ja petrokemiallisissa laitoksissa

Kemialliset ja petrokemialliset tehtaat voivat tuottaa suhteellisen monimutkaisia kaasuvirtoja.

Jotkin laitokset ovat jo varustettuja ammoniakkiin liittyvällä infrastruktuurilla, mikä voi yksinkertaistaa ammoniakkipohjaisen savukaasupuhdistusjärjestelmän integrointia.

Kuitenkin muiden kaasujen ja kontaminaanttien läsnäolo on arvioitava huolellisesti.

Ennen ammoniakkidesulfurointiprosessin valintaa insinöörien tulee tarkistaa seuraavat asiat:

• SO₂-konsentraatio

• Poistokaasuvirta

• Lämpötila

• Kosteus

• Pöly

• Kloridit

• Muut happamia komponentteja

Tavoitteena on suunnitella absorptio- ja sen jälkeinen käsittelyprosessi todellisen kaasun perusteella eikä olettaa standardikoostumusta.

Sovellukset sähkön tuotannossa

Sähkön tuotanto on edelleen yksi suurimmista teollisista sovelluksista savukaasujen rikkidioksidin poistolle.

Siellä, missä käytetään rikkiä sisältäviä polttoaineita, SO₂:n poisto on välttämätön osa päästöjen hallintajärjestelmää.

Ammiakkipohjaista savukaasujen rikkidioksidin poistoa voidaan harkita, kun voimalaitoksella on:

• Luotettava ammiakin-tarjonta

• Sopivat savukaasuehdot

• Kysyntä ammoniumsulfaatille

• Sopiva tuotteen käsittelyinfrastruktuuri

Taloudellinen arviointi on erityisen tärkeää, koska ammiakin-hinnat ja lannoitteiden arvot voivat muuttua ajan myötä.

Resurssien talteenotto muuttaa sitä, miten savukaasujen rikkidioksidin poistoa arvioidaan

Perinteinen ympäristöprojekti arvioidaan usein pääomainsvestointien ja käyttökustannusten perusteella.

Ammoniakkidesulfuroinnin laskenta voi olla laajempi.

Projekti saattaa sisältää:

Ammoniakin kulutus + energian kulutus + huoltokustannukset

mutta mahdollisesti myös:

Ammoniumsulfaatin tuotannon arvo

Tämä ei tarkoita, että jokainen ammoniakkiperustainen kaasunpuhdistusprojekti olisi automaattisesti taloudellisempi kuin kalkkikiven perustoinen kaasunpuhdistusprojekti.

Lopputulos riippuu paikallisista olosuhteista.

Esimerkiksi ammoniakin hinta saattaa olla korkea yhdessä paikassa, kun taas ammoniumsulfaatilla on vahva paikallinen kysyntä. Toisessa paikassa kalkkikivi saattaa olla halpaa ja kipsi jo vakiintunut markkinoilla.

Siksi paikallisesti tehtävä kannattavuustutkimus on välttämätön.

Prosessin säätö on ratkaisevan tärkeää

Vakaa toiminta vaatii enemmän kuin pelkän ammoniakin lisäämisen savukaasuun.

Absorptioprosessin on säilytettävä sopivat käyttöolosuhteet.

Tärkeitä parametrejä ovat:

• Nesteen ja kaasun suhde

• Ammoniakin pitoisuus

• pH

• Hapettumisolosuhteet

• Kaasun lämpötila

• Kaasun virtausnopeus

Jos näitä parametrejä ei säädä asianmukaisesti, reagenssin hyötyosuus voi laskea ja tuotteen laatu voi muuttua epävakaaksi.

Tämä on erityisen tärkeää, kun ammoniumsulfaattia tarkoitetaan kaupallisesti käytettäväksi.

Ammoniakin vuodon ja prosessin optimointi

Yksi ammoniakkipohjaisten prosessien ongelmista, jota on tarkkaan valvottava, on ylimääräinen ammoniakki.

Jos ammoniakkia syötetään huomattavasti vaadittua reaktiomäärää enemmän, järjestelmässä saattaa esiintyä lisääntynyttä ammoniakin kulutusta ja mahdollisesti suurempaa ammoniakin vuotamista.

Hyvä prosessisuunnittelu pyrkii saavuttamaan riittävän SO₂:n poistamisen ilman tarpeetonta ammoniakin yliannostelua.

Tämä edellyttää luotettavaa mittausjärjestelmää, soveltuvaa säätölogiikkaa ja hyvää kaasu-neste-kontaktia.

Integroitu savukaasun käsittely

Nykyiset teollisuuslaitokset harvoin joutuvat hallitsemaan vain yhtä saasteetta.

Tyypillisessä laitoksessa saattaa olla tarpeen käsitellä seuraavia aineita:

• NOX

• SO₂

• Pöly

• VOC:t

• Happokaasut

MirShine:n ympäristöteknologian tuotevalikoimaan kuuluvat rikkidioksidin poisto, typenoksidiyhdisteiden poisto, pölynpoisto, VOC-käsittely ja niihin liittyvät järjestelmät.

Tämä mahdollistaa eri prosessien yhteiskäsittelyn, kun hanke vaatii kattavaa savukaasun käsittelyä.

Esimerkiksi teollisuuslaitos voi yhdistää ammoniakkipohjaisen savukaasun rikkidioksidin poistojärjestelmän (FGD) SCR-pohjaiseen typenpoistoon.

Lopullinen konfiguraatio riippuu prosessijärjestyksestä ja todellisista savukaasuolosuhteista.

Miksi yhteistyö kokeneen FGD-suunnittelijan kanssa Yritys ?

Itse absorboija on vain yksi osa rikkidioksidin poistojärjestelmää.

Kokonaisjärjestelmä voi sisältää:

• Absorptiolaitteet

• Kierröspumput

• Ammoniakin toimitus

• Oksidointi

• Tuotteen talteenotto

• Laitteet

• Ohjausjärjestelmä

• Putkisto

• TUKILAITE

Toimittaja, jolla on laajemmat suunnittelukokemukset, pystyy arvioimaan näiden järjestelmien välistä suhdetta.

MirShine tarjoaa suunnittelua ja laitetarpeita teollisen savukaasun käsittelyyn keskittyen mukautettuihin järjestelmiin eikä yhden koon kaikkiin -ratkaisuihin.

Johtopäätös

Ammoniakkipohjainen rikkidioksidin poisto tarjoaa vaihtoehtoisen tavan teollisen SO₂:n hallintaan.

Sen keskeinen ominaisuus on rikin talteenotto ammoniumsulfaattimuodossa sen sijaan, että ainoastaan jätteellinen virta syntyy.

Teollisille laitoksille, joilla on sopiva ammoniakin saanti, sopivat kaasuehdot ja markkina ammoniumsulfaatille, teknologia voi tarjota mielenkiintoisen yhdistelmän ympäristönsuojelua ja resurssien hyödyntämistä.

MirShine Environmental Group kehittää teollisille asiakkaille mukautettuja ammoniakkipohjaisia savukaasun puhdistusratkaisuja ja voi tarvittaessa integroida rikkidioksidin poiston muihin savukaasun käsittelytekniikoihin.

Usein kysytyt kysymykset

Miten ammoniakki poistaa SO₂:n?

Ammoniakki reagoi imeytynyt rikkidioksidi muodostaen ammoniumsulfiittia ja ammoniumbisulfiittia. Nämä yhdisteet voidaan sitten hapettaa ammoniumsulfaatiksi.

Mikä on ammoniakkipohjaisen rikkidioksidin poiston etu?

Pääetuna on, että savukaasuista poistettu rikki voidaan mahdollisesti talveta ammoniumsulfaattina sen sijaan, että sitä käsitellään ainoastaan jätteenä.

Sopiiko ammoniakkiperustainen kaasunpuhdistus (FGD) terästehtaille?

Se voi olla sopiva tietyille teräksenvalmistusprosesseille riippuen SO₂-pitoisuudesta, kaasuvirrasta, lämpötilasta, pölypitoisuudesta ja muista kaasun ominaisuuksista.

Mihin ammoniumsulfaattia käytetään?

Ammoniumsulfaattia käytetään yleisesti typpi- ja rikkisisältävänä lannoitteena, kun tuote täyttää soveltuvat laatuvaatimukset.

Onko ammoniakkiperustainen FGD parempi kuin kalkkikiven perustoinen FGD?

Kumpikaan teknologia ei ole yleisesti parempi. Soviva vaihtoehto riippuu reagenssien hinnasta, tuotteen arvosta, kaasun olosuhteista, tehtaan infrastruktuurista ja ympäristövaatimuksista.

Voiko ammoniakkiperustaisen FGD:n ja SCR-järjestelmän yhdistää?

Kyllä. Ammoniakkiperustainen FGD ja SCR-perustainen typenpoisto voidaan integroida kattavaan teolliseen savukaasun käsittelyjärjestelmään.

Mitä tietoja tarvitaan ammoniakkiperustaisen FGD:n tarjouspyyntöön?

Tyypillisiä tietoja ovat kaasuvirta, SO₂-pitoisuus, kaasun lämpötila, pölypitoisuus, kosteus, vaadittu poistokaasun päästötaso, käyttötunnit ja saatavilla oleva tehdasalueen suunnittelu.

Valmistaaako MirShine kaasunpuhdistuslaitteita (FGD)?

MirShine tarjoaa ympäristötekniikan ja laitteistoratkaisuja teollisen savukaasun käsittelyyn, mukaan lukien räätälöidyt rikkidioksidin poistojärjestelmät.