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Para las nuevas centrales eléctricas de carbón, existen múltiples tecnologías de desulfurización de gases de escape (FGD) y desnitrificación (DeNOx) disponibles. Cada opción varía en principios de reacción, eficiencia, escala de inversión, estabilidad operativa y aprovechamiento de subproductos. Elegir la combinación adecuada es esencial para lograr emisiones ultra bajas manteniendo costos operativos razonables.
A continuación se muestra un resumen de las tecnologías más utilizadas, junto con aplicaciones industriales prácticas.
Tecnologías de desulfurización
1. Desulfuración húmeda con piedra caliza–yeso (WFGD)
El proceso de piedra caliza–yeso es actualmente la tecnología FGD húmeda más adoptada a nivel mundial. La piedra caliza finamente molida se mezcla con agua para formar una lechada, que se pulveriza en una torre de absorción. El SO₂ presente en los gases de escape reacciona con la lechada para formar sulfito de calcio, que posteriormente se oxida en cristales de yeso.
Características principales:
Eficiencia de desulfurización superior a 95%
Madura, confiable y adecuada para unidades de gran potencia
El subproducto de yeso puede reutilizarse en materiales de construcción
Alta complejidad del sistema, con mayores CAPEX y OPEX en comparación con las alternativas secas
Un caso representativo es el proyecto de desulfuración y desnitrificación completado por El agua de la arena Ambiental para la central eléctrica de carbón Chang’an–Yiyang del Grupo Shaanxi Coal. Con una capacidad instalada total de 3,86 GW, es la central térmica de carbón más grande de la provincia de Hunan.
2. Desulfurización basada en amoníaco
El método de amoníaco utiliza amoníaco acuoso como absorbente. El SO₂ reacciona con el amoníaco para formar sulfito de amonio y bisulfito de amonio, que luego se oxidan y procesan para producir fertilizante de Sulfato de Amonio .
Ventajas:
Desulfuración la eficiencia alcanza 95–99%
Cinética de reacción rápida
El subproducto sulfato de amonio tiene alto valor económico
Cero residuos líquidos ni sólidos secundarios
Desafíos:
Mayor sensibilidad a la corrosión del equipo
Costos operativos más elevados
Requiere un suministro estable de amoníaco y canales de consumo de fertilizantes aguas abajo
MirShine Environmental ha desarrollado un proceso avanzado de separación por etapas basado en amoníaco para la desulfurización de gases de combustión (FGD) , resolviendo problemas industriales de larga data, como la formación de aerosoles y la fuga de amoníaco. Esta tecnología integra la desulfurización y la eliminación de polvo, reduciendo significativamente el consumo de energía. Ha sido aplicada en múltiples sectores, generando beneficios ambientales y económicos notables.
Tecnologías de desnitrogenación
1. Reducción catalítica selectiva (SCR)
La SCR es la tecnología más madura y eficaz para la eliminación de NOₓ en calderas industriales. El amoníaco se inyecta en el gas de escape a 280–420°C en presencia de un catalizador, convirtiendo los NOₓ en nitrógeno y agua.
Puntos destacados:
Eficiencia de eliminación de NOₓ del 80–90%
Rendimiento comprobado en plantas eléctricas a gran escala
Operación estable a largo plazo
Las consideraciones siguientes:
El costo del catalizador es alto
Debe gestionarse el envenenamiento y la desactivación del catalizador
Requisitos de Mantenimiento Más Altos
SCR suele ser la opción estándar para plantas que buscan emisiones ultra bajas de NOₓ.
2. Reducción No Catalítica Selectiva (SNCR)
SNCR inyecta amoníaco o urea directamente en la zona del caldero con temperatura de 850–1100 °C. El reactivo se descompone en NH₃, que reacciona con los NOₓ.
Ventajas:
Configuración sencilla y bajo costo de inversión
No requiere catalizador
Las limitaciones:
Menor eficiencia de eliminación ( 30–60%)
Ventana estricta de temperatura
Mayor fuga de amoníaco
Más adecuado para unidades pequeñas o regiones con requisitos moderados de emisiones
3. Proceso híbrido SNCR + SCR
En este enfoque combinado, el SNCR elimina una parte del NOₓ en el horno. El NOₓ restante se trata en un reactor SCR aguas abajo. La fuga de amoníaco del SNCR también puede ser aprovechada por la unidad SCR.
Beneficios:
Alta eficiencia general de desnitrogenación (DeNOx)
Volumen reducido de catalizador e inversión más baja en SCR
Adecuado para plantas que buscan cumplir con las normas de NOₓ a un costo optimizado
Innovación industrial: FGD avanzado con amoníaco de MirShine Environmental
MirShine Environmental ha iterado su tecnología de desulfurización basada en amoníaco a través de siete generaciones de mejoras. Los logros clave incluyen:
Escape de amoníaco casi nulo
Supresión completa de la formación de aerosoles
Desulfurización basada en amoníaco e integrada con eliminación de polvo
Coproducción de fertilizantes orgánicos compuestos de sulfato de amonio
La solución no solo permite emisiones ultra bajas, sino que también proporciona flujos adicionales de ingresos para los operadores de plantas. Muchas empresas que han adoptado esta tecnología han logrado cumplimiento ambiental y beneficios económicos inesperados.
Conclusión
Las plantas eléctricas de hoy tienen una amplia gama de tecnologías FGD y DeNOx entre las que elegir, cada una con diferentes fortalezas según el tamaño de la unidad, la calidad del carbón, los requisitos de emisiones y las limitaciones de costos. La tecnología FGD húmeda con piedra caliza–yeso sigue siendo el método dominante de desulfurización, mientras que la tecnología basada en amoníaco está ganando terreno por su alta eficiencia y subproductos valiosos. En cuanto a la desnitrificación, la SCR continúa siendo el estándar para aplicaciones de alto rendimiento.
Con innovaciones continuas, como la novedosa tecnología FGD basada en amoníaco desarrollada por Shandong Mingsheng Environmental, las plantas eléctricas pueden alcanzar emisiones ultra bajas mientras mejoran su rendimiento económico a largo plazo.