Η αποθείωση με βάση την αμμωνία κερδίζει έδαφος στην πετροχημική βιομηχανία

1. Προκλήσεις αποθείωσης σε πετροχημικά εργοστάσια

Τα πετροχημικά συγκροτήματα λειτουργούν υπό ορισμένες από τις πιο απαιτητικές συνθήκες καυσαερίων στον βιομηχανικό τομέα. Σε αντίθεση με τα συμβατικά εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, τα πετροχημικά εγκαταστήματα αποτελούνται από πολλαπλές πηγές εκπομπών , συμπεριλαμβανομένων των θερμαντικών συσκευών, των κλιβάνων, των λέβητων, των μονάδων ανάκτησης θείου (SRU), των μονάδων παραγωγής υδρογόνου και διαφόρων συστημάτων αποβλήτων αερίων. Κάθε μονάδα παράγει καυσαέρια με διαφορετικές θερμοκρασίες, συγκεντρώσεις θείου, επίπεδα υγρασίας και προφίλ ακαθαρσιών .

Χαρακτηριστικές προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι φορείς λειτουργίας πετροχημικών εγκαταστάσεων περιλαμβάνουν:

• Διακυμάνσεις στις συγκεντρώσεις SO₂ λόγω μεταβλητής ποιότητας των πρώτων υλών

• Υψηλή υγρασία και διαβρωτικά συστατικά στα καυσαέρια

• Περιορισμένος χώρος για έργα εκσυγχρονισμού

• Αυστηρά όρια εκπομπών που καθορίζονται από περιβαλλοντικούς κανονισμούς και δεσμεύσεις ESG

• Υψηλές προσδοκίες για μακροπρόθεσμη λειτουργική σταθερότητα

Οι παραδοσιακές τεχνολογίες αποθείωσης, όπως η υγρή επεξεργασία καυσαερίων με ασβεστόλιθο-γύψο (limestone-gypsum wet FGD) ή τα συστήματα βασισμένα σε νάτριο, μπορούν τεχνικά να πληρούν τα πρότυπα εκπομπών, αλλά συχνά αντιμετωπίζουν δυσκολίες όσον αφορά το υψηλό λειτουργικό κόστος, τα προβλήματα απότιθεμένων αποθέσεων (scaling) και τη διαχείριση των αποβλήτων ως παραπροϊόντων όταν εφαρμόζονται σε περίπλοκα πετροχημικά περιβάλλοντα.

Ως αποτέλεσμα, οι πετροχημικές εταιρείες αξιολογούν ολοένα και περισσότερο την αποθείωση καυσαερίων με βάση την αμμωνία (Ammonia FGD) ως μια πιο ευέλικτη και οικονομικά βιώσιμη λύση.

---

2. Γιατί τα καυσαέρια πετροχημικών εγκαταστάσεων απαιτούν διαφορετική προσέγγιση αποθείωσης

Τα καυσαέρια πετροχημικών εγκαταστάσεων διαφέρουν ουσιαστικά από τα καυσαέρια εργοστασίων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με κάρβουνο σε διάφορες πτυχές:

1. Χαμηλότερη, αλλά εξαιρετικά μεταβλητή περιεκτικότητα σε θείο

2. Υψηλότερες απαιτήσεις ολοκλήρωσης διαδικασιών

3. Μεγαλύτερη ευαισθησία σε πτώση πίεσης και διακοπή λειτουργίας του συστήματος

Πολλές μονάδες πετροχημικών λειτουργούν συνεχώς, και ακόμη και σύντομες διακοπές μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντικές απώλειες παραγωγής. Ως εκ τούτου, κάθε σύστημα αποθείωσης πρέπει να προσφέρει:

• Γρήγορη ανταπόκριση σε μεταβολές φορτίου

• Σταθερή απόδοση υπό μεταβλητές συνθήκες λειτουργίας

• Ελάχιστη παρέμβαση στις υφιστάμενες μονάδες διαδικασίας

Η αποθείωση με βάση την αμμωνία ικανοποιεί αυτές τις απαιτήσεις μέσω αντιδράσεων σε υγρή φάση με υψηλή απόδοση μεταφοράς μάζας , επιτρέποντας γρήγορη απορρόφηση θείου ακόμη και υπό μεταβλητές συνθήκες αερίου.

---

3. Πώς λειτουργεί η αποθείωση με βάση την αμμωνία σε εφαρμογές πετροχημικών

Σε ένα σύστημα αποθείωσης με βάση την αμμωνία, το SO₂ στα καυσαέρια αντιδρά με διάλυμα αμμωνίας προκειμένου να σχηματιστεί θειώδες αμμώνιο και θειικό αμμώνιο. Με κατάλληλο έλεγχο της οξείδωσης, το τελικό προϊόν είναι θειικό αμμώνιο υψηλής καθαρότητας , ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο λίπασμα πλούσιο σε άζωτο.

Οι κύριες πλεονεκτικές πτυχές της αντίδρασης περιλαμβάνουν:

• Γρήγορο ρυθμό χημικής αντίδρασης

• Υψηλή απόδοση αποθείωσης ακόμα και σε χαμηλές συγκεντρώσεις SO₂

• Σταθερή απόδοση σε ευρύ φάσμα θερμοκρασιών

Για τις πετροχημικές εγκαταστάσεις, η αμμωνία είναι συχνά εύκολα διαθέσιμα διαθέσιμη ως μέρος υφιστάμενων διαδικασιών ή συστημάτων λογιστικής, καθιστώντας την ενσωμάτωση σχετικά απλή.

---

4. Κύρια πλεονεκτήματα της αποθείωσης με αμμωνία (Ammonia FGD) για πετροχημικές εγκαταστάσεις

4.1 Υψηλή απόδοση αποθείωσης με υπερχαμηλές εκπομπές

Οι σύγχρονες βασισμένες σε αμμωνία συστήματα μπορούν να επιτύχουν Απόδοση αφαίρεσης SO₂ πάνω από 98% , επιτρέποντας συγκεντρώσεις στην έξοδο πολύ χαμηλότερες από τα διεθνή όρια εκπομπών. Αυτό καθιστά την αμμωνιακή FGD κατάλληλη όχι μόνο για την τήρηση των ισχυόντων προδιαγραφών, αλλά και για τη μελλοντική εντατικοποίηση των περιβαλλοντικών ρυθμίσεων .

4.2 Χωρίς βάρος απόρριψης στερεών αποβλήτων

Σε αντίθεση με τα συστήματα βασισμένα σε ασβεστόλιθο, τα οποία παράγουν μεγάλους όγκους γύψου που απαιτούν απόρριψη ή πώληση εκτός εγκατάστασης, η αμμωνιακή FGD παράγει εμπορεύσιμο θειικό αμμώνιο . Αυτό μετατρέπει την αποθείωση από ένα κέντρο κόστους σε ένα διαδικασία ανάκτησης πόρων .

Για τους φορείς λειτουργίας πετροχημικών εγκαταστάσεων που επικεντρώνονται στις αρχές της κυκλικής οικονομίας, αυτό το πλεονέκτημα είναι ιδιαίτερα ελκυστικό.

---

4.3 Χαμηλότερο κόστος λειτουργίας κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής του έργου

Αν και τα συστήματα με βάση την αμμωνία ενδέχεται να απαιτούν προσεκτικό σχεδιασμό και έλεγχο, το συνολικό κόστος κύκλου ζωής τους είναι συχνά χαμηλότερο από τις συμβατικές εναλλακτικές λύσεις λόγω:

• Μειωμένη κατανάλωση αντιδραστηρίων

• Ελάχιστης επιβράσεως και επικαθίσεως

• Χαμηλότερης συχνότητας συντήρησης

• Εσόδων από την πώληση παραπροϊόντων

Σε μεγάλα πετροχημικά συγκροτήματα, αυτές οι εξοικονομήσεις γίνονται ολοένα και πιο σημαντικές κατά τη μακροπρόθεσμη λειτουργία.

---

4.4 Ισχυρή προσαρμοστικότητα σε περίπλοκες συνθήκες καυσαερίων

Τα καυσαέρια πετροχημικών εγκαταστάσεων ενδέχεται να περιέχουν:

• Ιχνοποσότητες υδρογονανθράκων

• Οξέα συστατικά

• Λεπτά Σωματίδια

Τα προηγμένα συστήματα με βάση την αμμωνία περιλαμβάνουν πολυσταδιακό διαχωρισμό και καθαρισμό αερίου-υγρού , διασφαλίζοντας σταθερή λειτουργία χωρίς δευτερογενή ρύπανση, όπως η δημιουργία αερολύματος ή προβλήματα ορατών ατμών.

---

5. Αντιμετώπιση παραδοσιακών ανησυχιών σχετικά με την αποθείωση με αμμωνία

Ιστορικά, ορισμένες πετροχημικές εταιρείες δίσταζαν να υιοθετήσουν την αποθείωση με βάση την αμμωνία λόγω ανησυχιών για:

• Διαρροή αμμωνίας

• Δημιουργία αερολύματος

• Κίνδυνοι διάβρωσης

Ωστόσο, οι σύγχρονες μηχανικές λύσεις έχουν επιλύσει κατά πολύ αυτά τα προβλήματα.

Τα προηγμένα συστήματα χρησιμοποιούν:

• Ακριβή έλεγχο της έγχυσης αμμωνίας

• Πολυσταδιακούς απομακρυντές ομίχλης

• Βελτιστοποιημένη οξείδωση και διαχείριση του pH

Ως αποτέλεσμα, η διαρροή αμμωνίας μπορεί να ελέγχεται σε κάτω των 1 mg/Nm³ , ενώ η δημιουργία αερολύματος καταστέλλεται αποτελεσματικά.

---

6. Ενσωμάτωση με την υφιστάμενη υποδομή πετροχημικών εγκαταστάσεων

Ένα από τα ισχυρότερα πλεονεκτήματα της αμμωνιακής FGD είναι η συμβατότητά της με τα υφιστάμενα πετροχημικά συστήματα .

Μπορεί να ενσωματωθεί με:

• Μονάδες ανάκτησης απόβλητης θερμότητας

• Συστήματα επεξεργασίας αερίων εξάτμισης

• Κεντρικές εγκαταστάσεις επεξεργασίας καυσαερίων

Η σχετικά χαμηλή πτώση πίεσης των απορροφητικών μέσων με βάση την αμμωνία διασφαλίζει ελάχιστη επίδραση στις προηγούμενες μονάδες διαδικασίας, γεγονός κρίσιμο για τη συνεχή πετροχημική παραγωγή.

---

7. Περιβαλλοντικά και ESG οφέλη

Από περοπτική ESG, η αποθείωση με βάση την αμμωνία υποστηρίζει πολλαπλούς στόχους βιωσιμότητας:

• Σημαντική μείωση των εκπομπών θείου

• Μετατροπή ρύπων σε εμπορεύσιμα προϊόντα

• Μειωμένη παραγωγή στερεών αποβλήτων

• Βελτιωμένη συνολική απόδοση των πόρων

Αυτά τα οφέλη βοηθούν τις πετροχημικές εταιρείες να ενισχύσουν την περιβαλλοντική τους αξιοπιστία, διατηρώντας παράλληλα την ανταγωνιστικότητά τους στη λειτουργία.

---

8. Μια Μακροπρόθεσμη Λύση για την Πετροχημική Βιομηχανία

Καθώς οι πετροχημικές εγκαταστάσεις αντιμετωπίζουν αυξανόμενη πίεση να μειώσουν τις εκπομπές τους χωρίς να θυσιάσουν την παραγωγικότητα, η αποθείωση με αμμωνία προσφέρει μια ισορροπημένη λύση που συνδυάζει περιβαλλοντική απόδοση, οικονομική βιωσιμότητα και λειτουργική αξιοπιστία.

Με τις συνεχείς τεχνολογικές βελτιώσεις, η αποθείωση με αμμωνία (ammonia FGD) δεν είναι πλέον μια πειραματική επιλογή—αποτελεί μια ώριμη και αποδεδειγμένη τεχνολογία κατάλληλη για μεγάλης κλίμακας πετροχημικές εφαρμογές σε όλο τον κόσμο.