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Per le nuove centrali a carbone, sono disponibili diverse tecnologie di desolforazione dei gas di scarico (FGD) e denitrificazione (DeNOx) sono disponibili. Ogni opzione differisce per principi di reazione, efficienza, entità dell'investimento, stabilità operativa e utilizzo dei sottoprodotti. Scegliere la combinazione giusta è essenziale per raggiungere emissioni ultra-basse mantenendo costi operativi ragionevoli.
Di seguito è riportata una panoramica delle tecnologie più diffuse, insieme alle applicazioni industriali pratiche.
Tecnologie di desolforazione
1. Desolforazione umida con calcare–gesso (WFGD)
Il processo con calcare–gesso è attualmente la tecnologia FGD umida più diffusa a livello globale. Il calcare finemente macinato viene mescolato con acqua per formare una sospensione, che viene nebulizzata in una torre di assorbimento. L'SO₂ nei fumi reagisce con la sospensione formando solfito di calcio, successivamente ossidato in cristalli di gesso.
Caratteristiche principali:
Efficienza di desolforazione superiore al 95%
Matura, affidabile e adatta a grandi impianti
Il sottoprodotto gesso può essere riutilizzato nei materiali da costruzione
Alta complessità del sistema, con CAPEX e OPEX più elevati rispetto alle alternative a secco
Un caso rappresentativo è il progetto di desolforazione e denitrificazione completato da Di scarpone Ambientale per la centrale elettrica Chang’an–Yiyang del gruppo Shaanxi Coal. Con una capacità installata totale di 3,86 GW, è la centrale a carbone più grande della provincia di Hunan.
2. Desolforazione a base di ammoniaca
Il metodo dell'ammoniaca utilizza ammoniaca acquosa come assorbente. L'SO₂ reagisce con l'ammoniaca formando solfito di ammonio e bisolfito di ammonio, che vengono ulteriormente ossidati e trattati per produrre fertilizzante Solfato di Ammonio .
Vantaggi:
Desolforazione l'efficienza raggiunge 95–99%
Cinetiche di reazione rapide
Il sottoprodotto solfato di ammonio ha un elevato valore economico
Nessun rifiuto secondario di acque reflue né rifiuti solidi
Sfide:
Maggiore sensibilità alla corrosione delle attrezzature
Costi operativi più elevati
Richiede un approvvigionamento stabile di ammoniaca e canali di consumo a valle per i fertilizzanti
MirShine Environmental ha sviluppato un processo avanzato di desolforurazione a base di ammoniaca con separazione in fasi , risolvendo problemi cronici del settore come la formazione di aerosol e la perdita di ammoniaca. Questa tecnologia integra desolforurazione e rimozione delle polveri riducendo al contempo in modo significativo il consumo energetico. È stata applicata in diversi settori, offrendo evidenti benefici ambientali ed economici.
Tecnologie di denitrificazione
1. Riduzione Catalitica Selettiva (SCR)
L'SCR è la tecnologia DeNOx più matura ed efficace per caldaie industriali. L'ammoniaca viene iniettata nei fumi a 280–420°C in presenza di un catalizzatore, convertendo gli NOₓ in azoto e acqua.
Punti salienti:
Efficienza di rimozione degli NOₓ del 80–90%
Prestazioni comprovate in centrali elettriche su larga scala
Funzionamento stabile a lungo termine
Considerazioni:
Il costo del catalizzatore è elevato
È necessario gestire l'avvelenamento e la disattivazione del catalizzatore
Maggiori Esigenze di Manutenzione
L'SCR è generalmente la scelta standard per gli impianti che mirano a emissioni ultra-ridotte di NOₓ.
2. Riduzione Selettiva Non Catalitica (SNCR)
L'SNCR inietta ammoniaca o urea direttamente nella zona del boiler con temperatura compresa tra 850 e 1100°C. Il reagente si decompone in NH₃, che reagisce con gli NOₓ.
Vantaggi:
Configurazione semplice e basso costo di investimento
Non richiede catalizzatore
Limitazioni:
Efficienza di rimozione inferiore ( 30–60%)
Finestra termica rigorosa
Maggiore perdita di ammoniaca
Più adatto per unità più piccole o aree con requisiti moderati di emissione
3. Processo Ibrido SNCR + SCR
In questo approccio combinato, l'SNCR rimuove una parte degli NOₓ nel forno. Gli NOₓ residui vengono trattati in un reattore SCR a valle. L'ammoniaca non reagita proveniente dall'SNCR può inoltre essere utilizzata dall'unità SCR.
Benefici:
Elevata efficienza complessiva di DeNOx
Volume del catalizzatore ridotto e minor costo di investimento per il sistema SCR
Particolarmente adatto per impianti che mirano al rispetto degli standard sugli NOₓ a costi ottimizzati
Innovazione industriale: FGD avanzata a base di ammoniaca di MirShine Environmental
MirShine Environmental ha perfezionato la propria tecnologia di desolforazione a base di ammoniaca attraverso sette generazioni di aggiornamenti. I principali risultati includono:
Emissioni quasi nulle di ammoniaca non reagita
Suppressione completa della formazione di aerosol
Integrazione della desolforazione a base di ammoniaca e della rimozione delle polveri
Co-produzione di fertilizzanti composti organici di solfato di ammonio
La soluzione non consente solo emissioni ultra-ridotte, ma fornisce anche nuove fonti di ricavo per i gestori degli impianti. Molte aziende che hanno adottato questa tecnologia hanno raggiunto sia la conformità ambientale sia guadagni economici inaspettati.
Conclusione
Le centrali elettriche oggi dispongono di un'ampia gamma di tecnologie FGD e DeNOx tra cui scegliere, ognuna con punti di forza diversi a seconda della dimensione dell'unità, della qualità del carbone, dei requisiti sulle emissioni e dei vincoli di costo. La FGD umida al gesso-calcare rimane il metodo dominante per la desolforazione, mentre le tecnologie a base di ammoniaca stanno guadagnando terreno grazie all'elevata efficienza e ai sottoprodotti di valore. Per quanto riguarda la denitrificazione, lo SCR continua a essere lo standard per applicazioni ad alte prestazioni.
Grazie a un'innovazione continua—come la rivoluzionaria FGD a base di ammoniaca sviluppata da Shandong Mingsheng Environmental—le centrali elettriche possono raggiungere emissioni ultra-ridotte migliorando al contempo le prestazioni economiche a lungo termine.