Ammoniakontzwaveling voor industriele rookgassen: van SO₂-verwijdering tot zwavelhervinning

Focuszoekwoorden: ammonia desulfurization, ammonia FGD, industrial flue gas desulfurization, SO₂ removal system, ammonium sulfate recovery

Meta Beschrijving: Verken de ammoniakontzwavelingstechnologie voor industriele rookgassen, inclusief SO₂-verwijdering, ammoniumsulfaathervinning, procesvoordelen en toepassingen in de energiesector, staalindustrie, chemische industrie en metallurgie.

Industriële SO₂-beheersing verandert

Al vele jaren werd industriële ontzwaveling voornamelijk gezien als een ‘end-of-pipe’-milieubeschermingsproces.

Het doel was eenvoudig: zwaveldioxide verwijderen uit rookgas voordat het de schoorsteen bereikte.

Dat doel blijft belangrijk, maar veel industriële bedrijven kijken nu naar de volledige stofbalans van het proces. Als een verontreinigende stof kan worden omgezet in een nuttig product, kan het milieusysteem extra economische waarde opleveren.

Hier wordt ammoniakontzwaveling bijzonder interessant.

In plaats van kalksteen als hoofdabsorptiemiddel wordt ammoniak gebruikt om zwaveldioxide op te vangen. De geabsorbeerde zwavel kan vervolgens worden omgezet in ammoniumsulfaat.

Voor geschikte industriële installaties kan het proces dus SO₂-emissiebeheersing combineren met terugwinning van zwavel en stikstof.

MirShine Environmental Group biedt op ammoniak gebaseerde ontzwavelingsoplossingen die zijn ontworpen rond de werkelijke procesomstandigheden van industriële klanten.

Het basisprincipe van ammoniakontzwaveling

Ammoniak heeft een sterke neiging om te reageren met zure zwavelverbindingen.

Wanneer zwaveldioxide de absorber binnenkomt, komt het in contact met een ammoniakhoudende vloeistof.

De SO₂ wordt opgenomen in de vloeibare fase en reageert met ammoniak, waarbij ammoniumsulfiet en ammoniumbisulfiet ontstaan.

Deze verbindingen kunnen vervolgens worden geoxideerd tot ammoniumsulfaat.

Het vereenvoudigde proces kan als volgt worden begrepen:

SO₂ → absorptie → ammoniumsulfiet/bisulfiet → oxidatie → ammoniumsulfaat

Het proces kan worden afgestemd op de gewenste productvorm en de installatieomstandigheden.

Waarom ammoniak een interessant ontzwavelingsreagens is

De keuze van het reagens heeft directe gevolgen voor zowel het proces als de economie van een FGD-systeem.

Kalksteen is goedkoop en wijdverspreid beschikbaar, wat één reden is waarom kalksteen-gips FGD veel wordt toegepast bij grootschalige installaties.

Ammoniak heeft een ander voordeel.

Het kan direct deelnemen aan de vorming van ammoniumsulfaat, een commercieel bruikbaar materiaal.

Dit betekent dat de zwavel die uit het rookgas wordt verwijderd niet noodzakelijkerwijs alleen als afval hoeft te worden behandeld.

Voor installaties waar ammoniak gemakkelijk beschikbaar is en waar ammoniumsulfaat waarde heeft, kan dit de economie van het ontzwavelingsproces veranderen.

Toepassingen in de staalindustrie

Bij de productie van staal vinden meerdere processen plaats waarbij zwaveldioxide-emissies een milieuzorg kunnen vormen.

Afhankelijk van de productieroute en de kenmerken van brandstof of grondstof kan SO₂ worden geproduceerd tijdens sinteren, verwarmen en andere met verbranding samenhangende operaties.

Een op ammoniak gebaseerd ontzwavelingssysteem kan voor deze toepassingen worden beoordeeld wanneer de gasomstandigheden compatibel zijn met het proces.

Een voordeel is dat het systeem potentieel kan worden geïntegreerd met andere milieutechnologieën.

Bijvoorbeeld kan een staalfabriek behoefte hebben aan:

• Ontzwaveling

• Denitrificatie

• Stofverwijdering

• Gasafkoeling

• Restwarmteterugwinning

Een gecoördineerd ontwerp kan helpen om elke vervuilingsbeheersingsinstallatie te behandelen als een volledig zelfstandige installatie.

Toepassingen in chemische en petrochemische installaties

Chemische en petrochemische installaties kunnen relatief complexe gasstromen hebben.

Sommige installaties beschikken al over ammoniakgerelateerde infrastructuur, wat de integratie van een op ammoniak gebaseerd FGD-systeem kan vereenvoudigen.

De aanwezigheid van andere gassen en verontreinigingen moet echter zorgvuldig worden beoordeeld.

Vóór de keuze van een ammoniakontzwavelingsproces moeten ingenieurs het volgende onderzoeken:

• SO₂-concentratie

• Rookgasdebiet

• Temperatuur

• Vocht

• Stof

• Chloriden

• Andere zure componenten

Het doel is om het absorptie- en downstream-behandelingsproces te ontwerpen op basis van het daadwerkelijke gas, in plaats van uit te gaan van een standaardsamenstelling.

Toepassingen in elektriciteitsopwekking

Elektriciteitsopwekking blijft een van de grootste industriële toepassingen voor rookgasontzwaveling.

Waar zwavelhoudende brandstoffen worden gebruikt, is SO₂-verwijdering een essentieel onderdeel van het emissiebeheersysteem.

Ammoniak-ROZ kan worden overwogen wanneer de installatie beschikt over:

• Een betrouwbare ammoniakvoorziening

• Geschikte rookgasomstandigheden

• Vraag naar ammoniumsulfaat

• Geschikte infrastructuur voor productverwerking

Een economische evaluatie is bijzonder belangrijk, omdat ammoniakprijzen en meststoffenwaarden in de tijd kunnen wijzigen.

Hernieuwbaar gebruik van grondstoffen verandert de manier waarop ROZ wordt beoordeeld

Een conventioneel milieuproject wordt vaak beoordeeld aan de hand van investeringskosten en bedrijfskosten.

Bij ammoniakontzwaveling kan de berekening ruimer zijn.

Het project kan omvatten:

Ammoniakverbruik + energieverbruik + onderhoudskosten

maar mogelijk ook:

Waarde van ammoniumsulfaatproductie

Dit betekent niet dat elk ammoniak-FGD-project automatisch economischer is dan een kalksteen-FGD-project.

Het eindresultaat hangt af van de lokale omstandigheden.

Bijvoorbeeld: ammoniakkosten kunnen op één locatie hoog zijn, terwijl er op diezelfde locatie sterke vraag is naar ammoniumsulfaat. Op een andere locatie kan kalksteen goedkoop zijn en kan gips al een gevestigde markt hebben.

Daarom is een locatie-specifieke haalbaarheidsstudie essentieel.

Procescontrole is cruciaal

Stabiele werking vereist meer dan alleen ammoniak toevoegen aan rookgas.

Het absorptieproces moet geschikte bedrijfsomstandigheden handhaven.

Belangrijke parameters zijn:

• Vloeistof-tot-gasverhouding

• Ammoniakconcentratie

• pH

• Oxidatieomstandigheden

• Gas temperatuur

• Gasstromingsnelheid

Indien deze parameters niet adequaat worden gecontroleerd, kan het reagensgebruik dalen en de productkwaliteit instabiel worden.

Dit is met name belangrijk wanneer ammoniumsulfaat bestemd is voor commercieel gebruik.

Ammoniakslip en procesoptimalisatie

Een van de aspecten die bij ammoniakgebaseerde processen zorgvuldig moeten worden gecontroleerd, is overmatig ammoniakgebruik.

Indien ammoniak in veel grotere hoeveelheden wordt toegevoerd dan nodig is voor de reactie, kan het systeem een verhoogd ammoniakverbruik en mogelijk een hogere ammoniakslip ondervinden.

Een goede procesontwerp heeft tot doel voldoende SO₂-verwijdering te bereiken zonder ammoniak onnodig te overdoseren.

Dit vereist betrouwbare meting, geschikte regellogica en een goede gas-vloeistofcontact.

Geïntegreerde rookgasbehandeling

Moderne industriële installaties hebben zelden slechts één verontreinigende stof die moet worden gecontroleerd.

Een typische installatie moet mogelijk rekening houden met:

• NOX

• SO₂

• Stof

• VOC's

• Zure gassen

MirShine's milieu-technologieportfolio omvat ontzwaveling, denitrificatie, stofverwijdering, VOC-behandeling en gerelateerde systemen.

Dit maakt het mogelijk om verschillende processen gezamenlijk te overwegen wanneer een project een uitgebreide rookgasbehandeling vereist.

Bijvoorbeeld kan een industriële installatie ammoniakgebaseerde FGD combineren met SCR-denitrificatie.

De uiteindelijke configuratie hangt af van de procesvolgorde en de werkelijke rookgasomstandigheden.

Waarom samenwerken met een ervaren FGD-ingenieur Bedrijf ?

De absorber zelf is slechts één onderdeel van een ontzwavelingssysteem.

Het volledige systeem kan omvatten:

• Absorptie-apparatuur

• Circulatiepompen

• Ammoniakvoorziening

• Oxidatie

• Productterugwinning

• Instrumenten

• Besturingssysteem

• Luchtkanaalsysteem

• Ondersteunende uitrusting

Een leverancier met brede technische ervaring kan de relatie tussen deze systemen beoordelen.

MirShine biedt engineeringontwerp en apparatuuroplossingen voor industriële rookgastreatments, met nadruk op afgestemde systemen in plaats van een standaardoplossing.

Conclusie

Ammoniakontzwaveling biedt een alternatieve aanpak voor industriële SO₂-beheersing.

De belangrijkste eigenschap is de mogelijkheid om zwavel te recupereren in de vorm van ammoniumsulfaat in plaats van uitsluitend een afvalstroom te genereren.

Voor installaties met een geschikte ammoniakvoorziening, geschikte gasomstandigheden en een markt voor ammoniumsulfaat kan de technologie een interessante combinatie bieden van milieubescherming en grondstofrecuperatie.

MirShine Environmental Group ontwikkelt op maat gemaakte, op ammoniak gebaseerde FGD-oplossingen voor industriële klanten en kan desulfurisatie integreren met andere rookgasbehandelingstechnologieën indien nodig.

Veelgestelde Vragen

Hoe verwijdert ammoniak SO₂?

Ammoniak reageert met geabsorbeerd zwaveldioxide tot ammoniumsulfiet en ammoniumbisulfiet. Deze verbindingen kunnen vervolgens worden geoxideerd tot ammoniumsulfaat.

Wat is het voordeel van ammoniakdesulfurisatie?

Het belangrijkste voordeel is dat de uit rookgas verwijderde zwavel potentieel kan worden gerecupereerd als ammoniumsulfaat in plaats van uitsluitend als afval te worden behandeld.

Is ammoniak-FGD geschikt voor staalfabrieken?

Het kan geschikt zijn voor bepaalde staalproductieprocessen, afhankelijk van de SO₂-concentratie, gasstroom, temperatuur, stofgehalte en andere eigenschappen van het gas.

Waar wordt ammoniumsulfaat voor gebruikt?

Ammoniumsulfaat wordt veelal gebruikt als een stikstof- en zwavelhoudende meststof, mits het product voldoet aan de toepasselijke kwaliteitseisen.

Is ammoniak-FGD beter dan kalksteen-FGD?

Geen van beide technologieën is universeel beter. De juiste keuze hangt af van de prijzen van reagentia, de waarde van het eindproduct, de gasomstandigheden, de bestaande installatie-infrastructuur en de milieuvereisten.

Kunnen ammoniak-FGD en SCR worden gecombineerd?

Ja. Ammoniakgebaseerde FGD en SCR-denitrificatie kunnen worden geïntegreerd in een uitgebreid industrieel rookgaszuiveringsysteem.

Welke informatie is nodig voor een offerte voor ammoniak-FGD?

Typische informatie omvat gasstroom, SO₂-concentratie, gastemperatuur, stofconcentratie, vochtgehalte, vereist emissieniveau aan de uitlaat, bedrijfsuren en beschikbare installatieopstelling.

Produceert MirShine FGD-apparatuur?

MirShine biedt milieutechnische en apparatuuroplossingen voor de behandeling van industriele rookgassen, waaronder op maat gemaakte ontzwavelingssystemen.