מערכת הסרת הגופרית המבוססת על אמוניה לעומת מערכת הסרת הגופרית המבוססת על סידן-גיפס: איזו טכנולוגיה לסירוס גזים מתאימה לתחנתכם?

התקנות הבקרה על זיהום אוויר בתעשייה ממשיכות להתפתח ברחבי העולם. ככל שהרשויות מטילות מגבלות מחמירות יותר על פליטת דו-תחמוצת הגופרית (SO₂) וככל שהתעשיות שואפות לייצור נקי יותר, הבחירה בטכנולוגיית הסרת הגופרית (FGD) המתאימה הפכה להחלטה אסטרטגית ולא רק דרישה סביבתית.

עבור תחנות כוח, מפעלי פלדה, מפעלי קוקס, מרכבים כימיים פחמיים ותעשיות כבדות אחרות, הבחירה בתהליך הסרת הגופרית המתאים משפיעה ישירות על ההשקעה הראשונית, על עלויות הפעלה, על דרישות התיקון והתחזוקה, על עמידה בדרישות הסביבתיות ואף על הרווחיות הארוך-טווח.

בין הטכנולוגיות הזמינות, שתי פתרונות מהווים את השיעור הגדול בשוק התעשייתי: סידן-גיפס הסרת גזי פליטה (מערכת סירוס לחה בסידן) ו דיסולפציה של גז עישן מבוססת אמוניה (Ammonia FGD) .

למרות ששתי הטכנולוגיות מסירים את דו-תחמוצת הגופרית מאדים המוחים ביעילות, הן נבדלות באופן משמעותי בעיצוב התהליך, עקרונות הפעולה, הביצועים הסביבתיים, יישום התוצרות המשניות והעלויות מחזור החיים.

מאמר זה משווה בין שתי הטכנולוגיות בממדים מרובים כדי לסייע לקבלני החלטות בתעשייה לבחור את הפתרון המתאים ביותר למתקנים שלהם.

הכרת טכנולוגיית FGD של סידן-גיפס

טכנולוגיית FGD של סידן-גיפס היא אחת הטכנולוגיות להסרת גופרית הנפוצות ביותר בעולם כיום.

התהליך משתמש בצורב סידן מפורר כחומר ספיגה. דו-תחמוצת הגופרית מתאזבת עם קربונט הסידן בתוך המאכזר ויוצרת סולפט סידן, אשר מאוחר יותר מתחמצנת לגיפס.

הגיפס המיוצר יכול להימכר למפעלי צמנט או לייצרני חומרי בניין כאשר קיים ביקוש בשוק.

בשל ההיסטוריה הארוכה שלה ביישום מסחרי, טכנולוגיית FGD של סידן נחשבת לטכנולוגיה מבוגרת ומבוטחת, במיוחד עבור תחנות כוח גדולות שפועלות על פחם.

עם זאת, ככל שתקנות הסביבה הופכות קשיחות יותר וככל שמבנים תעשייתיים נמצאים תחת לחץ גובר לצמצם את עלויות הפעלה, מספר מגבלות של טכנולוגיה זו נעשות בולטות יותר.

הבנת מערכת הספיגה המבוססת אמוניה לגז מעשן

ספיגת גז מעשן המבוססת אמוניה משתמשת באמוניה כחומר סופג במקום סידן-אקסיד.

במקום לייצר גיפס, המערכת ממירה דו-תחמוצת הגופרית ל- סילפט אמונيوم , דשן עשיר בחנקן וגביש sulfur, המשמש באופן רגיל בחקלאות.

ההבדל הבסיסי הזה משנה את הכלכלה של תהליך הספיגה.

במקום לייצר מוצר לוואי שדרישתו בשוק נוטה להשתנות, ספיגת גז מעשן המבוססת אמוניה יוצרת מוצר בעל ערך מסחרי חזק יותר ויישום רחב יותר.

מערכות מודרניות מבוססות אמוניה כוללות גם אופטימיזציה מתקדמת של התהליך כדי לצמצם את אובדן האמוניה, למזער את היווצרות האירוסולים ולשפר את הביצועים הסביבתיים הכוללים.

יעילות הספיגה של SO₂

שתי הטכנולוגיות מסוגלות להשיג יעילות גבוהה בספיגת דו-תחמוצת הגופרית.

מערכות אבן גיר מודרניות משיגות בדרך כלל יעילות הסרה מעל 95%.

מערכות מתקדמות להסרת גופרית מבוססות אמוניה יכולות גם להשיג שיעורי הסרת גופרית העולים על 95%, ובעיצובים מאופטמים מגיעות ליותר מ-99%.

בפעולה פרקטית, שתי הטכנולוגיות הללו יכולות לקיים את דרישות הפליטה המזערית ביותר הנוכחיות, אם הן מעוצבות ומופעלות כראוי.

ההבדל העיקרי אינו ביעילות ההסרה, אלא בגמישות הפעולה ובביצוע הכולל של המערכת.

דרישות שטח

זמינות השטח הפכה לאחת התחשבויות החשובות ביותר במהלך פרויקטים של שדרוג.

רבים מהמתקנים התעשייתיים הקיימים נבנו לפני עשורים ובעלי מקום מוגבל להתקנת ציוד סביבתי חדש.

מערכות FGD באבן גיר דורשות בדרך כלל:

מגדלים גדולים לספיגה

יחידות הכנה לאבן גיר

ציוד לייבוש הגיפס

מתקני טיפול בשפכים

אזורי אחסון גדולים

התוצאה היא כיבוש שטח ניכר של קרקע ועבודות בנייה אזרחיות מורכבות.

מערכות מבוססות אמוניה בדרך כלל תופסות שטח קטן בהשוואה למערכות אחרות.

מכיוון שהן מבטלות מספר מערכות משניות הנדרשות בתהליכי סידן, הן יכולות לצמצם משמעותית את שטח ההתקנה ולפשט פרויקטים של שדרוג.

למתקנים תעשייתיים ישנים, יתרון זה מתترجم לעתים קרובות להפחתת עלויות הבנייה ותקופת התקנה קצרה יותר.

צריכת מים

ניהול המים הפך לחשוב יותר ויותר בפעולות תעשייתיות.

מערכות סידן לחות קונבנציונליות צורכות כמויות גדולות של מים ויוצרות מי בוץ מדליפי גופרית הדורשים טיפול נוסף.

מתקני טיפול במי בוץ מגדילים הן את עלויות ההשקעה והן את מורכבות הפעלה.

מערכות מודרניות לבידוד גופרית מבוססות אמוניה מעוצבות כדי למזער את צריכת המים ויוכלו להשיג פליטת אפס של מי בוץ מדליפי גופרית בתנאי הפעלה מתאימים.

זה מפחית סיכונים סביבתיים תוך הפחתת הוצאות הפעלה ארוכות טווח.

ערך התוצר הנלווה

אחת ההבדלים הגדולים ביותר בין שתי הטכנולוגיות היא יישום התוצר הנלווה.

מערכת הספיגה בדולומיט מייצרת גבס.

למרות שגבס יש יישומים מסחריים, הביקוש השוקי משתנה במידה רבה בהתאם לתעשיות הבנייה האזוריות.

חלק מהמתקנים חווים קשיים במימוש הגבס, מה שמוביל לקשיים באיחסון ובפינוי.

הסרת הגופרית על בסיס אמוניה מייצרת сульفات אמוניום.

סולפט אמוניום משמש באופן נרחב כשימור עלים המכיל חנקן וגופרית בחקלאות.

הביקוש היחסית יציב שלו מאפשר לרבים מהמפעילים ליצר הכנסות נוספות דרך מכירת התוצר הנלווה.

עבור מתקנים שיש להם גישה לשוק השימורים, זה יוצר יתרון כלכלי משמעותי.

עלות פעילות

עלויות תפעול מחזור חיים תמיד צריכות להוערך במקום להתמקד אך ורק בהשקעה הראשונית.

מערכות סידן דורשות רכישת סידן מתמשכת, טיפול במים נדיפים, טיפול בגבס, סירקולציה של תערובות, ודרישות תחזוקה גבוהות יותר.

מערכות מבוססות אמוניה מבטלות רבות מתהליכים הנוספים הללו.

למרות שמחירי אמוניה משתנים בהתאם לאיזור, מתקנים עם גישה לאמוניה תעשייתית או אמוניה משנית לרוב משיגים עלויות תפעול מאוד תחרותיות.

כאשר מכניסים בחשבון את הכנסות ממכירת מוצר משני, הכלכלה הכוללת של הפרויקט עשויה להיות אפילו יותר מועילה.

ביצועים סביבתיים

התקנות הסביבתיות מתייחסות באופן הולך וגדל לזיהומים מעבר לדיאוקסיד הגופרית.

נושאים כגון דליפת אמוניה, חומר חלקיקי קונדנסבילי (CPM), שפיכת מים נדיפים, ושימוש במשאבים הופכים למדדי הערכה חשובים.

טכנולוגיית דחיסת גוף חומצי מבוסס אמוניה מודרנית התפתחה באופן משמעותי.

עיצובי טיהור מתקדמים בדרכים מדורגות שולטים בדליפת אמוניה באופן יעיל תוך מזעור יצירת אוגדים.

מערכות שפותחו על ידי MirShine משלבות גם טכנולוגיות ייחודיות שמסייעות לשמור את פליטת האמוניה ברמה נמוכה בהרבה מהגבולות המנויים בתקנות, תוך השגת שליטה מעולה על חלקיקים קשיחים (CPM).

יכולות אלו תומכות בהתאמה לתקנות לאורך זמן, גם תחת סטנדרטים סביבתיים מחמירים יותר ויותר.

תעשייה המתאימה ביותר לשיטת FGD בסגירת אבנית גיר

שיטת FGD באבנית גיר-גבס נותנת פתרון מצוין לרבים מהיישומים, ובמיוחד:

תחנות כוח גדולות שפועלות על פחם

מתקנים עם משאבים עתירים של אבנית גיר

פרויקטים עם מקום מספק להתקנה

אזורים שבהם שוקי היצוא וההשכלה של הגבס מפותחים היטב

תעשייה החיפושית אחר טכנולוגיה קונבנציונלית ומבוססת

תעשייה המתאימה ביותר לשיטת FGD מבוססת אמוניה

הסרת הגופרית על בסיס אמוניה מתאימה במיוחד ל:

מפעלי כימיקלים פחמיים

מפעלי פלדה

מתקני קוקס

מחשפות תעשייתיות

תחנות כוח עם מגבלות שטח

מתקנים המבקשים להגיע לאפס פליטת מי שפיכה

פרויקטים המדגישים עקרונות כלכלה מעגלית

מפעלים בעלי משאבים קיימים של אמוניה

תעשיות המבקשות לשחזר תוצרים לוואי

איזו טכנולוגיה יש לבחור?

אין תשובה אוניברסלית.

לכל מתקן תעשייתי יש תנאים מבצעיים שונים, מאפייני דלק, יעדים סביבתיים ושקולות כלכליות.

בעת הערכת מערכת הסרת הגופרית (FGD), בעלי המפעלים צריכים לקחת בחשבון:

שטח התקנה זמין

זמינות מים

תקנות סביבתיות עתידיות

דרישות טיפול במיחזור מי הصرف

עלות פעילות

משאבי תחזוקה

שווקים פוטנציאליים למוצרים משניים

משך חיים צפוי של הפרויקט

הערכה טכנית וاقتصדית מקיפה תזהה בדרך כלל את הפתרון המתאים ביותר.

למה יותר מתקנים תעשייתיים שוקלים שימוש באמוניה במערכת FGD

במהלך העשורים האחרונים, עדיפויות התעשייה השתנו.

טכנולוגיות סביבתיות אינן נצרכות יותר רק כדי לקיים דרישות תקנות פליטות.

חברות מחפשות באופן הולך וגדל פתרונות שמשלבים ביצוע סביבתי עם יעילות תפעולית ושחזור משאבים.

הסרת גפרית מבוססת אמוניה מתאימה היטב לאובייקטיבות אלו.

על ידי הפחתת פליטות דו-תחמוצת הגופרית, מזעור פסולת מים, החזרת אמון-סולפט ערך ותמיכה באיניצ'טיבים של כלכלה מעגלית, הטכנולוגיה מספקת ערך ארוך טווח מעבר להסכמה עם הרגולציה.

בהתאם להתפתחות היעדים הגלובליים של קיימות, צפוי ש-FGD אמוניה ימלא תפקיד חשוב הולך וגדל בקריאת פליטות תעשייתיות.

מסקנות

בחירת טכנולוגיית הסרת גפרית נכונה דורשת איזון בין ביצועים סביבתיים, עלויות השקעה, יעילות תפעולית וקיימות ארוכת טווח.

טכנולוגיית FGD אבן-גיר-גבס נותרת אמינה ובוגרת ומתאימה להתקנות בקנה מידה גדול.

עם זאת, עבור מתקנים שמחפשים עיצוב מערכת מרוכז, הפחתת מי פסולת, השבתת משאבים ושיפור הביצועים הכלכליים, הסרתו של גופרית על בסיס אמוניה מציעה יתרונות משכנעים.

במקום להתייחס להגנת הסביבה כאל עלות, טכנולוגיית FGD המבוססת על אמוניה בדור החדש מאפשרת לתעשיות להפוך את בקרת דו-תחמוצת הגופרית לאפשרות לצמיחה ברת-קיימא וליצירת ערך.

שאלות נפוצות

מה ההבדל בין FGD מבוסס אמוניה ל-FGD מבוסס סידן?

ההבדל העיקרי הוא בחומר המספג והבִּיְרוֹד. FGD מבוסס סידן משתמש בסידן לייצר גיפס, בעוד ש-FGD מבוסס אמוניה משתמש באמוניה לייצר דשן сульفات אמוניום.

איזו טכנולוגיית FGD כוללת עלויות תפעול נמוכות יותר?

התשובה תלויה במחיר החומרים המקומיים, בדרישות לטיפול במי פסולת ובניצול הבִּיְרוֹדים. בהרבה יישומים, FGD מבוסס אמוניה מציע עלויות מחזור חיים נמוכות יותר בזכות השבתת המשאבים ופעולה פשוטה יותר של המערכת.

האם הסרתו של גופרית על בסיס אמוניה מתאימה לפרויקטים של שדרוג?

כן. המערך הקומפקטי שלו והציוד המשני המצומצם שלו הופכים אותו למתאים במיוחד לשדרוג מתקנים תעשייתיים קיימים ששטח ההתקנה שלהם מוגבל.

האם מערכת הספיגה המבוססת על אמוניה יוצרת מי ניקוז?

מערכות מודרניות מבוססות אמוניה יכולות להיות מעוצבות כך שיפעלו ללא יצירה של מי ניקוז לספיגת הגופרית, ובכך מצמצמות את דרישות הניהול הסביבתי.

באילו תעשיות נהנים הכי הרבה מספיגת הגופרית המבוססת על אמוניה?

תחנות כוח, מפעלי פלדה, מפעלי קוקס, מפעלי כימיקלים פחמתיים, סירים תעשייתיים ותעשיות אחרות שפולטות דו-תחמוצת הגופרית יכולות להנות מהשיטה, במיוחד באזורים שבהם זמינה אמוניה.

האם סולפט האמוניום ניתן למכירה?

כן. סולפט האמוניום הוא דשן חקלאי נפוץ מאוד, והוא יכול לספק זרם הכנסות נוסף למפעילי המתקן.

איך אפשר לקבוע איזו טכנולוגיה לספיגת הגופרית היא הטובה ביותר עבור המתקן שלי?

הפתרון הטוב ביותר תלוי בסוג הדלק שלכם, בהרכב גז הפליטה, בתכנון המפעל, במטרות הסביבתיות, בהזמנת המים ובميزניית הפעלה. מומלץ לבצע הערכה טכנית מפורטת לפני בחירת מערכת לסילוק גזים מזהמים (FGD).