เหตุใดการกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนียจึงกลายเป็นทิศทางใหม่สำหรับการบำบัดก๊าซไอเสีย

มานานหลายปี โรงงานอุตสาหกรรมจำนวนมากได้ใช้วิธีควบคุมการปล่อยมลพิษแบบเดิมที่คุ้นเคย

ใช้เทคโนโลยีหินปูน-ยิปซัมสำหรับ flue gas desulfurization (FGD) และใช้ระบบ SCR สำหรับลดออกไซด์ของไนโตรเจน

ชุดการดำเนินการนี้มีบทบาทสำคัญในการบรรลุมาตรฐานการปล่อยมลพิษ

อย่างไรก็ตาม เมื่อข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมเข้มงวดขึ้นเรื่อย ๆ บริษัทต่าง ๆ จึงเริ่มทบทวนว่าระบบที่ใช้กันมาแต่เดิมจะสามารถรับมือกับความท้าทายในอนาคตได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดหรือไม่

หนึ่งในประเด็นหลักที่ได้รับความสนใจคือ ปรากฏการณ์แอมโมเนียรั่วไหล (ammonia slip)

เมื่อระบบ SCR ทำงาน การฉีดแอมโมเนียจะต้องถูกควบคุมอย่างระมัดระวัง แอมโมเนียน้อยเกินไปอาจส่งผลให้การกำจัด NOx ไม่เพียงพอ แอมโมเนียมากเกินไปอาจเพิ่มการรั่วไหลของแอมโมเนีย ก่อให้เกิดปัญหาด้านการดำเนินงานและสิ่งแวดล้อม

ความสมดุลระหว่างการควบคุม NOx และการควบคุมการปล่อยแอมโมเนียกำลังมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น

นี่คือเหตุผลที่บริษัทมากขึ้นกำลังพิจารณาการกำจัดซัลเฟอร์ด้วยแอมโมเนียและการแปลงแคลเซียมเป็นแอมโมเนียเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้

การรั่วไหลของแอมโมเนียได้เปลี่ยนแปลงวิธีที่บริษัทมองการควบคุมการปล่อยมลพิษ

ตามประวัติศาสตร์ จุดเน้นหลักของระบบดีไนตริฟิเคชันนั้นเรียบง่าย

ให้มั่นใจว่าการปล่อย NOx เป็นไปตามข้อกำหนดทางกฎระเบียบ

อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นของการให้ความสำคัญกับการปล่อยแอมโมเนียหมายความว่าผู้ปฏิบัติการขณะนี้จำเป็นต้องพิจารณาห่วงโซ่การควบคุมการปล่อยมลพิษทั้งหมด

ระบบการบำบัดก๊าซปล่องอุตสาหกรรมสมัยใหม่ต้องไม่เพียงแต่บรรลุการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์และการลด NOx แต่ยังต้องควบคุมผลกระทบข้างเคียงที่เกี่ยวข้องกับการฉีดแอมโมเนียมากเกินไป

สำหรับโรงไฟฟ้าที่ใช้ระบบกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (FGD) ที่ใช้หินปูนเป็นหลัก ร่วมกับระบบลดไนโตรเจนออกไซด์แบบ SCR จะเกิดความท้าทายสองประการพร้อมกัน:

• รักษาประสิทธิภาพในการกำจัด NOx ให้คงที่

• ควบคุมปริมาณแอมโมเนียที่รั่วไหล (ammonia slip) ให้อยู่ภายในขีดจำกัดที่เข้มงวดยิ่งขึ้นเรื่อย ๆ

การปรับปรุงการควบคุมการฉีดอาจช่วยได้ แต่ไม่ได้เปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานของระบบที่กระบวนการกำจัดกำมะถันและลดไนโตรเจนออกไซด์ดำเนินแยกจากกัน

การแปลงแคลเซียมเป็นแอมโมเนียเสนอแนวทางที่ต่างออกไป

การแปลงแคลเซียมเป็นแอมโมเนีย: การเปลี่ยนเส้นทางเทคโนโลยี

การแปลงแคลเซียมเป็นแอมโมเนียไม่ใช่เพียงการปรับการฉีดแอมโมเนียเท่านั้น

แต่หมายถึงการเปลี่ยนเส้นทางโดยรวมของการบำบัดก๊าซไอเสีย

ในกระบวนการกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนีย แอมโมเนียทำหน้าที่เป็นสารดูดซับที่ทำปฏิกิริยากับก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ เพื่อผลิตแอมโมเนียมซัลเฟต

สิ่งนี้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญสองประการ

ขั้นตอนแรก แอมโมเนียจะเข้าร่วมในกระบวนการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และกระบวนการลดไนโตรเจนออกไซด์พร้อมกัน

ขั้นตอนที่สอง ซัลเฟอร์ที่ถูกแยกออกจากก๊าซไอเสียสามารถเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์รองที่มีประโยชน์ แทนที่จะจัดการเพียงในฐานะของเสียเท่านั้น

ด้วยการผสานระบบจัดหาแอมโมเนียและการปรับปรุงการประสานงานภายในระบบ โรงไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนจากการควบคุมมลพิษแบบแยกส่วนไปสู่แนวทางที่ผสานรวมมากยิ่งขึ้น

เทคโนโลยีการกำจัดซัลเฟอร์ด้วยแอมโมเนียขั้นสูงเพื่อการควบคุมที่ดียิ่งขึ้น

หนึ่งในความท้าทายที่จำกัดการใช้เทคโนโลยีการกำจัดซัลเฟอร์ด้วยแอมโมเนียมาโดยตลอดคือ การควบคุมแอมโมเนียและเกลือแอมโมเนียม

บริษัทหมิงเซิง เอ็นไวรอนเมนทัล โปรเทคชัน พัฒนาเทคโนโลยีการกำจัดซัลเฟอร์ด้วยแอมโมเนียแบบแยกชั้นและทำให้บริสุทธิ์เพื่อแก้ไขปัญหานี้

ระบบนี้ใช้การล้างแอมโมเนียและเกลือแอมโมเนียมแบบหลายขั้นตอนร่วมกับกระบวนการกำจัดละอองฝอยขั้นสูง เพื่อลดการปล่อยแอมโมเนียและเกลือแอมโมเนียม

เทคโนโลยีรุ่นที่เจ็ดของบริษัทปรับปรุงกระบวนการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมผ่านวิธีการแยกและควบคุมที่เหมาะสมยิ่งขึ้น

ตามการใช้งานในโครงการ เทคโนโลยีนี้แสดงให้เห็นถึงการดำเนินงานที่มีเสถียรภาพ พร้อมประสิทธิภาพสูงในการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ประสิทธิภาพสูงในการกู้คืนแอมโมเนีย และการควบคุมการปล่อยอนุภาคอย่างมีประสิทธิภาพ

การปรับปรุงเหล่านี้มีความสำคัญ เนื่องจากผู้ประกอบการภาคอุตสาหกรรมประเมินระบบ FGD ไม่เพียงแต่จากประสิทธิภาพในการกำจัดมลพิษเท่านั้น แต่ยังพิจารณาจากปัจจัยต่อไปนี้ด้วย

• ความเสถียรในการทำงานระยะยาว

• ความต้องการในการบํารุงรักษา

• การจัดการผลพลอยได้

• การปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม

• ต้นทุนการดำเนินงานรวม

เกินกว่าการควบคุมมลพิษ: การเปลี่ยนซัลเฟอร์ให้กลายเป็นมูลค่า

อีกหนึ่งความแตกต่างหลักระหว่างกระบวนการกำจัดซัลเฟอร์ด้วยแคลเซียม กับกระบวนการกำจัดซัลเฟอร์ด้วยแอมโมเนีย คือวิธีการจัดการผลพลอยได้

ระบบ FGD แบบหินปูน-ยิปซัมแบบดั้งเดิมจะผลิตยิปซัม ซึ่งขึ้นอยู่กับคุณภาพและสภาพตลาด ยิปซัมอาจจำเป็นต้องนำไปใช้ประโยชน์เพิ่มเติม หรือทิ้งอย่างเหมาะสม

กระบวนการกำจัดซัลเฟอร์ด้วยแอมโมเนียจะผลิตแอมโมเนียมซัลเฟต ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับปุ๋ยได้

สิ่งนี้ทำให้ตรรกะทางเศรษฐกิจของระบบเปลี่ยนไป

แทนที่จะจ่ายเฉพาะค่าใช้จ่ายสำหรับการกำจัดมลพิษ บริษัทต่าง ๆ สามารถพิจารณาได้ว่า วัสดุที่กู้คืนมาได้นั้นสามารถสร้างมูลค่าเพิ่มเติมได้หรือไม่

สำหรับสถานประกอบการอุตสาหกรรมที่ดำเนินงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานหลายปี ศักยภาพในการกู้คืนทรัพยากรนี้อาจกลายเป็นส่วนสำคัญหนึ่งของการประเมินการลงทุนโดยรวม

การปรับปรุงระบบ FGD ที่มีอยู่โดยไม่ต้องเริ่มต้นใหม่ทั้งหมด

ข้อกังวลทั่วไปของผู้ปฏิบัติการโรงไฟฟ้าคือ การนำระบบกำจัดซัลเฟอร์ด้วยแอมโมเนียมาใช้งานจำเป็นต้องรื้อสร้างระบบใหม่ทั้งหมดหรือไม่

ในหลายกรณี คำตอบคือ ไม่จำเป็น

การเปลี่ยนจากแคลเซียมเป็นแอมโมเนีย มุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงระบบ FGD แบบหินปูน-ยิปซัมที่มีอยู่แล้ว ผ่านการปรับเปลี่ยนเฉพาะจุด

ขึ้นอยู่กับโครงสร้างเดิมของระบบ อุปกรณ์และโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่อาจนำมาใช้ซ้ำได้

พื้นที่ที่มักต้องปรับปรุง ได้แก่

• การปรับเปลี่ยนหอดูดซับ

• ระบบออกซิเดชันและการเข้มข้น

• ระบบฉีดพ่น

• สิ่งอำนวยความสะดวกในการจัดหาแอมโมเนีย

• อุปกรณ์กู้คืนของเสียที่เกิดร่วม

แนวทางนี้ช่วยให้บริษัทสามารถใช้ทรัพย์สินด้านสิ่งแวดล้อมที่มีอยู่ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ขณะเดียวกันก็ก้าวไปสู่กระบวนการบำบัดขั้นสูงยิ่งขึ้น

สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมที่มีอายุการใช้งานยาวนาน นี่อาจเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ

การจัดหาแอมโมเนียแบบร่วมกัน: การผสานรวมสร้างประสิทธิภาพ

ข้อได้เปรียบเพิ่มเติมประการหนึ่งของการแปลงแคลเซียมเป็นแอมโมเนีย คือ ความเป็นไปได้ในการผสานระบบการจัดหาแอมโมเนียระหว่างระบบกำจัดกำมะถัน (FGD) กับระบบลดไนโตรเจนออกไซด์ด้วย SCR

แต่เดิม โรงไฟฟ้าหลายแห่งจัดการการใช้หินปูนสำหรับระบบ FGD และการจัดหาแอมโมเนียสำหรับระบบ SCR แยกจากกัน

การใช้แนวทางที่ใช้แอมโมเนียแบบผสานรวมสามารถทำให้การจัดซื้อ การจัดเก็บ และการบริหารการปฏิบัติงานเรียบง่ายยิ่งขึ้น

อย่างไรก็ตาม การผสานรวมที่ประสบความสำเร็จจำเป็นต้องอาศัยการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างรอบคอบ ทั้งระบบการจัดเก็บแอมโมเนีย ระบบความปลอดภัย การควบคุมกระบวนการ และข้อกำหนดในการปฏิบัติงาน ล้วนต้องนำมาพิจารณาอย่างละเอียด

เป้าหมายไม่ใช่เพียงการนำสองกระบวนการมารวมกันเท่านั้น แต่คือการสร้างระบบควบคุมการปล่อยมลพิษที่สอดคล้องและประสานกันมากยิ่งขึ้น

อนาคตของการบำบัดก๊าซไอเสียจากภาคอุตสาหกรรม

บทบาทของอุปกรณ์ด้านสิ่งแวดล้อมกำลังเปลี่ยนแปลง

ในอดีต บริษัทต่างๆ มุ่งเน้นเป็นหลักว่าระบบนั้นสามารถบรรลุมาตรฐานการปล่อยมลพิษได้หรือไม่

ปัจจุบัน พวกเขากำลังตั้งคำถามที่กว้างขึ้น:

สามารถลดต้นทุนการดำเนินงานได้หรือไม่

สามารถลดปริมาณของเสียที่เกิดขึ้นได้หรือไม่

สามารถปรับปรุงอุปกรณ์ที่มีอยู่ให้ทันสมัยยิ่งขึ้นได้หรือไม่

มลพิษสามารถเปลี่ยนเป็นทรัพยากรได้หรือไม่

การกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนียสะท้อนทิศทางการเปลี่ยนแปลงนี้

ด้วยการผสานรวมกระบวนการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ การใช้ประโยชน์จากแอมโมเนีย การกู้คืนผลิตภัณฑ์รอง และศักยภาพในการเชื่อมต่อกับระบบกำจัดไนโตรเจนออกไซด์ มันจึงเสนอแนวทางใหม่สำหรับการควบคุมการปล่อยมลพิษในภาคอุตสาหกรรม

สำหรับบริษัทที่กำลังประเมินการปรับปรุงระบบในอนาคต โรงไฟฟ้าเอฟจีดี หรือระบบควบคุมมลพิษทางอากาศในอุตสาหกรรม การแปลงแคลเซียมเป็นแอมโมเนียให้มุมมองใหม่

การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมกับประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจไม่จำเป็นต้องเป็นเป้าหมายที่ขัดแย้งกัน

ด้วยแนวทางเทคโนโลยีที่เหมาะสม ทั้งสองด้านนี้สามารถเสริมสร้างซึ่งกันและกันได้