Tehnologije uklanjanja sumpora i dušikovih oksida iz dimnih plinova za energetske kotlove

Za nove termoelektrane na ugljen, dostupne su različite tehnologije uklanjanja sumpora (FGD) i denitrifikacija (DeNOx) tehnologije su dostupne. Svaka opcija razlikuje se po principima reakcije, učinkovitosti, veličini investicije, operativnoj stabilnosti i iskorištenju sporednih proizvoda. Odabir pravilne kombinacije ključan je za postizanje ultra-niskih emisija uz održive troškove rada.

U nastavku je pregled najčešće korištenih tehnologija, uz praktične primjene u industriji.

Tehnologije desulfurizacije

1. Mokra desulfurizacija vapnencom–gipsom (WFGD)

Postupak vapnenca i gipsa trenutno je najraširenija mokra FGD tehnologija na svjetskoj razini. Sitno usitnjeni vapnenac miješa se s vodom kako bi se stvorila kaša koja se raspršuje u apsorpcijski toranj. SO₂ u dimnim plinovima reagira s kašom i tvori kalcijev sulfit, koji se kasnije oksidira u gipsane kristale.

Glavne značajke:

Učinkovitost desulfurizacije iznad 95%

Zrelo, pouzdano i prikladno za velike energetske jedinice

Sporedni proizvod gips može se ponovno iskoristiti u građevinskim materijalima

Visoka složenost sustava, s većim kapitalnim i operativnim troškovima u odnosu na suhe alternative

Reprezentativan primjer je projekt desulfurizacije i denitrifikacije koji je dovršio/la MirShine Okoliš za termoelektranu Chang’an–Yiyang grupe Shaanxi Coal. S ukupnom instaliranom snagom od 3,86 GW, to je najveća termoelektrana na ugljen u pokrajini Hunan.

2. Dezulfurizacija na bazi amonijaka

Amonijska metoda koristi vodenu otopinu amonijaka kao sredstvo za apsorpciju. SO₂ reagira s amonijakom stvarajući amonijev sulfit i amonijev bisulfit, koji se dalje oksidiraju i obrade kako bi proizveli gnojivo Amonijev sulfat .

Prednosti:

Odesulfurizacija učinkovitost doseže 95–99%

Brze kinetičke reakcije

Proizvod amonijev sulfat ima visoku ekonomsku vrijednost

Nema sekundarnih otpadnih voda i čvrstog otpada

Izazovi:

Veća osjetljivost na koroziju opreme

Viši operativni troškovi

Zahtijeva stabilnu opskrbu amonijakom i kanale potrošnje gnojiva nizvodno

MirShine Environmental razvila je napredni postupno odvajanje amonijaka na bazi procesa FGD , rješava dugotrajne probleme u industriji poput stvaranja aerosola i proklizavanja amonijaka. Ova tehnologija integrira desulfurizaciju i uklanjanje prašine, istovremeno znatno smanjujući potrošnju energije. Primijenjena je u više sektora, ostvarujući značajne ekološke i ekonomske koristi.

Tehnologije denitrifikacije

1. Selektivna katalitička redukcija (SCR)

SCR je najzrelija i najučinkovitija tehnologija DeNOx za energetske kotlove. Amonijak se ubrizgava u dimne plinove pri temperaturi 280–420°C u prisutnosti katalizatora, pretvarajući NOₓ u dušik i vodu.

Istaknuto:

Učinkovitost uklanjanja NOₓ od 80–90%

Dokazani rad u velikim termoelektranama

Stabilan dugoročni rad

Razmatranja:

Cijena katalizatora je visoka

Potrebno je upravljati otrovanjem i deaktivacijom katalizatora

Više zahtjevi za održavanje

SCR je obično standardni izbor za postrojenja koja teže ultra-niskim emisijama NOₓ-a.

2. Selektivna nekatalitička redukcija (SNCR)

SNCR ubrizgava amonijak ili ureu izravno u temperaturnu zonu kotla od 850–1100°C. Reagens se raspada na NH₃, koji reagira s NOₓ-om.

Prednosti:

Jednostavna konfiguracija i niska ulaganja

Nema potrebe za katalizatorom

Ograničenja:

Niža učinkovitost uklanjanja ( 30–60%)

Strogi temperaturni raspon

Veći prokrčaj amonijaka

Pogodnije za manje jedinice ili regije s umjerenim zahtjevima za emisijama

3. Hibridni postupak SNCR + SCR

U ovom kombiniranom pristupu, SNCR uklanja dio NOₓ-a u peći. Preostali NOₓ obrađuje se u nizvodnom SCR reaktoru. Prokrčani amonijak iz SNCR-a također može iskoristiti SCR jedinica.

Prednosti:

Visoka ukupna učinkovitost uklanjanja NOₓ-a

Smanjen volumen katalizatora i niža ulaganja za SCR

Pogodno za postrojenja koja teže usklađenosti sa standardima za NOₓ uz optimizirane troškove

Inovacija u industriji: MirShine Environmentalova napredna FGD tehnologija na bazi amonijaka

MirShine Environmental je kroz sedam generacija nadogradnji unaprijedio svoju tehnologiju desulfurizacije na bazi amonijaka. Ključni dostignući uključuju:

Skoro nula prokrčaja amonijaka

Potpuno suzbijanje stvaranja aerosola

Integrirano uklanjanje sumpora i prašine na bazi amonijaka

Koproizvodnja amonijevog sulfata i organskih spojeva gnojiva

Rješenje ne omogućuje samo ultra-niske emisije, već pruža i dodatne prihode za operatere postrojenja. Mnoga poduzeća koja su usvojila ovu tehnologiju postigla su kako ekološku usklađenost tako i neočekivane ekonomske dobiti.

Zaključak

Elektrane danas imaju na raspolaganju širok izbor FGD i DeNOx tehnologija, od kojih svaka nudi različite prednosti ovisno o veličini agregata, kvaliteti ugljena, zahtjevima za emisijama i ograničenjima troškova. Mokra FGD tehnologija na bazi vapnenca–gipsa ostaje dominirajući način desulfuracije, dok tehnologija na bazi amonijaka dobiva na popularnosti zahvaljujući visokoj učinkovitosti i vrijednim sporednim proizvodima. S druge strane, SCR i dalje ostaje standard za visokoučinkovite primjene u denitrifikaciji.

S kontinuiranim inovacijama, kao što je revolucionarni FGD na bazi amonijaka koji je razvio Shandong Mingsheng Environmental, elektrane mogu postići ultra niske emisije uz poboljšanje dugoročnih ekonomskih performansi.