איך שיטת הסרת הגופרית על בסיס אמוניה עוזרת למפעלי פלדה לעמוד בתקנים החמורים ביותר של פליטה נמוכה מאוד

תעשיית הפלדה העולמית עוברת אחת מההמרות הסביבתיות החשובות ביותר בתולדותיה. כשממשלות מטילות תקנות קשיחות יותר להגבלת זיהום האוויר ולקוחות נותנים משקל רב יותר לייצור בר-קיימות, יצרני הפלדה משקיעים באופן ניכר בטכנולוגיות ייצור נקיות יותר. מבין ההגדרות הסביבתיות השונות המתרחשות, דישלוף גז המוצא (FGD) הפך לרכיב קריטי בתפעול מודרני של מפעלי פלדה.

ייצור פלדה הוא תהליך שדורש כמויות גדולות של אנרגיה ויוצר דו-תחמוצת גופרית (SO₂), חנקנים חמצניים (NOₓ), חומר חלקיקי ו מזהמים אחרים באוויר. אם כי מפעלי פלדה רבים כבר יישמו מערכות בקרת פליטות, החריפות בתקנות וההטמעה של סטנדרטים לפליטות נמוכות במיוחד מובילים גל חדש של שדרוג טכנולוגי.

בחירת טכנולוגיית הסרתו של הגופרית המתאימה אינה עניין של התאמות בלבד. בעלי המפעלים חייבים גם לקחת בחשבון את עלויות הפעלה, צריכת המים, שטח ההתקנה, יישום התוצרים המשניים, אמינות המערכת וביצועים סביבתיים ארוכי טווח.

בין הפתרונות הזמינים כיום, טכנולוגיית הסרת הגופרית מערפילי הפליטה המבוססת על אמוניה הפכה לאפשרות מושכת יותר ויותר למפעלי פלדה המחפשים הסרה יעילה של דו-תחמוצת הגופרית תוך שיפור בר קיימא של הפעילות.

מדוע מפעלי פלדה מתמודדים עם אתגרים ייחודיים בהסרת גופרית

בניגוד לתחנות כוח מסורתיות שפועלות על פחם, מפעלי הפלדה פועלים עם מספר יחידות ייצור, כאשר כל אחת מהן מייצרת גז עישן בעל מאפיינים שונים.

مصורות זיהום טיפוסיות כוללות:

תנורים נושפים

מכונות סינטירינג

מפעלי פלטיזציה

หมקירות גז כר Coal

תנורי חימום מחדש

יחידות ייצור חשמל

כל תהליך מייצר גז עישן בעל ריכוזי דו-תחמוצת הגופרית השונים, טמפרטורות שונות, תוכן לחות שונה ורמות אבק שונות.

התנאים המגוונים הללו של הפעלה דורשים טכנולוגיות לסילוק גופרית גמישות, המסוגלות לשמור על ביצועים יציבים גם תחת עומסים משתנים של הייצור.

בנוסף, רבים ממפעלי הפלדה נבנו לפני שנים או אפילו עשורים. השטח הזמין להתקנת ציוד סביבתי חדש הוא לעתים קרובות מצומצם ביותר, מה שהופך את התקנת מערכות FGD מסורתיות גדולות לקשה מאוד.

התקנות הסביבתיות ממשיכות להחמיר

בכל רחבי העולם, הרשויות הסביבתיות מחמירות את תקנות הפליטות לתעשיות כבדות.

מדינות באסיה, במזרח התיכון, באירופה המזרחית ואזורים תעשייתיים מתפתחים אחרים מטילות דרישות מחמירות יותר ויותר לפליטות דו-תחמוצת הגופרית.

במקביל, הרשויות מרחיבות את תשומת לבן מעבר לזיהומים המסורתיים.

כיום, עמידה בתקנות הסביבתיות כוללת באופן גובר:

דיאוקסיד גופרת (SO₂)

תחמוצות החנקן (NOₓ)

חומר חלקיקי

דליפת אמוניה

חלקיקים מתכופפים (CPM)

שיטפון של שפכים

הפליטה של פחמן

ליצרני פלדה, ההשקעות הסביבתיות חייבות לפיכך לספק גמישות ארוכת טווח שמאפשרת לעמוד בתקנות העתידיות כמו גם בתקנות הנוכחיות.

הגבלות של מערכת FGD מסגסוגת אבן גיר-גיפס קונבנציונלית

מערכת FGD מסגסוגת אבן גיר-גיפס הושמה בהצלחה במפעלים תעשייתיים גדולים רבים במשך עשורים.

היא נותרת טכנולוגיה אמינה עבור יישומים רבים.

עם זאת, עבור מפעלי פלדה רבים, מערכות סידן-אולח הקיימות מציגות מספר אתגרים פרקטיים.

מגדלים גדולים של מגדלי ספיגה וציוד הכנת הסוספנסיה דורשים שטח התקנה משמעותי.

מערכות ניקוז הגבס מגבירות את מורכבות הציוד.

מי עיבוד הדיאלקטריזציה דורשים מתקנים נוספים לטיפול.

דרישות התיקון יחסית גבוהות בשל הצטברות שכבות, סירקולציה של הסוספנסיה ומערכות משניות מרובות.

באזורים שבהם הביקוש לגבס מוגבל, הפתרון להסרת התוצר הלוואי עלול להפוך לאתגר תפעולי.

גורמים אלו אינם בהכרח גורמים לכך שמערכת הסידן-אולח לא מתאימה, אך הם מעוררים את עניין יצרני הפלדה לבחון טכנולוגיות חלופיות אשר מתאימות יותר לדרישות הפעלה המודרניות.

למה מערכת הדיאלקטריזציה מבוססת אמוניה זוכה לתשומת לב הולכת וגוברת

מערכת הדיאלקטריזציה מבוססת אמוניה מציעה מספר מאפיינים שחשובים במיוחד למפעלי פלדה.

במקום להשתמש בסידן-אולח כחומר סופג, המערכת משתמשת באמוניה לספיגת דו-תחמוצת הגופרית.

התגובה מייצרת сульفات אמוניום, דשן בעל ערך מסחרי שניתן למכור או להשתמש בו כחומר גלם תעשייתי.

זה ממיר את דו-תחמוצת הגופרית מאלמנט פליטה שדורש טיפול לחומר שניתן לשחזור.

עבור חברות פלדה שמחפשות הן התאמה סביבתית והן שיפור תקציב הפעילות, זה מהווה יתרון משמעותי.

יעילות גבוהה בהסרת SO₂

אחת הסיבות העיקריות שבגינן מפעלי פלדה מאמצים את שיטת הסרתו של הגופרית על בסיס אמוניה היא ביצועה המمتاز בהסרת דו-תחמוצת הגופרית.

מערכות מודרניות משיגות באופן רוטיני יעילות הסרתו של הגופרית העולות על 95%.

עיצובים מהנדסיים מותאמים יכולים לעבור את 99% בתנאי הפעלה מתאימים.

יעילות הסרתו יציבה עוזרת למפעלי פלדה לשמור על התאמה סביבתית גם כאשר עומסי הייצור משתנים.

מכיוון שיצרנית הפלדה נתקלת לעיתים קרובות בתנאי הפעלה משתנים, שימור ביצוע סביבתי עקבי הוא חיוני.

עיצוב צפוף מקצר פרויקטים של שדרוג

לרבים ממפעלי הפלדה יש מעט מאד שטח זמין לעדכוני סביבה.

התקנת מערכת גיר רטובה קונבנציונלית עלולה לדרוש עבודות בנייה אזרחית משמעותיות.

מערכות מבוססות אמוניה תופסות בדרך כלל שטח קטן יותר, מכיוון שהן מבטלות מספר יחידות תהליך עזר הקשורות לטכנולוגיית הגיר.

ההרכבה המודולרית שלהן מפשטת גם את ההתקנה.

למכרות פלדה קיימים שמתכננים שדרוג סביבתי ללא הפרעות משמעותיות בייצור, העיצוב הקומפקטי של המערכת הופך לה преимוץ חשוב.

הסרת מי הصرف של דיסולפציה

שימור מים הפך לשקול חשוב לאורך התעשייה הפלדית.

טכנולוגיות דיסולפציה רטובות קונבנציונליות יוצרות בדרך כלל מי פסולת שדורשים טיפול מורכב לפני השחרור שלהם.

מתקני טיפול במי הפסולת מגדילים את עלויות ההשקעה, צורכים אנרגיה נוספת ודורשים תחזוקה מתמדת.

מערכות דיסולפציה מודרניות מבוססות אמוניה יכולות להיות מעוצבות כך שלא ייווצרו מי פסולת מדיסולפציה, מה שמפשט את הניהול הסביבתי ומצמצם את צריכה המים.

ליצרני פלדה הפועלים באזורים עם משאבים מוגבלים של מים, יתרון זה יכול לשפר משמעותית את היציבות האקולוגית לטווח הארוך.

המרת השקעה סביבתית לערך כלכלי

הגנת הסביבה נחשבת מסורתית לעלות הכרחית.

הסרת הגופרית על בסיס אמוניה משנה נקודת מבט זו.

סולפט האמוניום המיוצר במהלך הסרת דו-תחמוצת הגופרית יש לו יישומים מסחריים מוכרים בחקלאות.

במקום להיפטר מהמוצרים הלוואיים כפסולת, מפעלי פלדה יכולים להפיק ערך מפליטות הגופרית.

למרות שהרווחים הכלכליים משתנים בהתאם לשוק הדשנים המקומי, השחזור של משאבים משפר את הביצועים הכלכליים הכוללים של פרויקטים רבים של הסרת גופרית.

זה תואם באופן הדוק את עקרונות כלכלת המעגל, שבה חומרים פסולת הופכים למשאבים בעלי ערך.

שליטה מתקדמת בדליפת אמוניה ובחלקיקים זעירים מרוכבים (CPM)

דורות קודמים של מערכות הסרת גופרית מבוססות אמוניה לעתים קרובות עוררו דאגות בנוגע לדליפת אמוניה.

היום, שיפורים בתהליך שיפרו באופן משמעותי את הביצועים הסביבתיים.

מירשין פיתחה טכנולוגיה ייחודית של הפרדה וטיהור בשלבים שמסייעת לשלוט בדליפת אמוניה תוך הפחתת חומר חלקיקי צמוד.

גישה מאורגנת זו מתייחסת לדרישות הסביבתיות המתפתחות שמתמקדות יותר מזהמים משניים ולא בגופרית דו-חמצנית בלבד.

כשסוכנויות רגולטוריות ממשיכות לחזק את האסטרטגיות לבקרת PM2.5, בקרה מתקדמת על דליפת אמוניה ועל חומר חלקיקי צמוד הופכת ליתרון תחרותי חשוב.

עלות תפעול נמוכה לאורך מחזור החיים

בעריכת פרויקטים סביבתיים, התמקדות רק במחיר רכישת הציוד נותנת תמונה לא שלמה.

עלויות התפעול ארוכות הטווח מהוות בדרך כלל את החלק הגדול ביותר בהוצאות הכוללות של הפרויקט.

הסרת הגופרית על בסיס אמוניה יכולה להפחית את עלויות מחזור החיים באמצעות:

הקטנת הצריכה של מים

אין צורך בטיפול במים המזוהמים שנוצרים בתהליך הסרת הגופרית

פריסה קומפקטית של הציוד

דרישות תחזוקה נמוכות יותר

הכנסות משיקום сульفات האמוניום

ניצול יעיל של החומר המגיב

כל פרויקט חייב לכלול ניתוח עלות מחזור חיים מקיף במקום להשוות רק את ההשקעה הראשונית.

תומך בהפחתת פליטות הפחמן וייצור עמיד

יצרני הפלדה ברחבי העולם עובדים כדי למזער את פליטות הפחמן ולהשיג שיטות ייצור עמידות יותר.

למרות שמערכת הסרת הגופרית אינה מפחיתה ישירות את דו-תחמורת הפחמן, מערכת הסרת הגופרית המבוססת על אמוניה תורמת למטרות העמידות הרחבות יותר.

שיקום משאבים מפחית את יצירת הפסולת.

שימור המים תומך בניהול אחראי של המשאבים.

ייצור סולפט האמוניום תורם לשימוש חוזר בגופרית.

שליטה מתקדמת בפליטות משפרת את הביצועים הסביבתיים הכוללים.

הטבות אלו עוזרות לחברות הפלדה לחזק את ביצועיהן בתחום ESG תוך הכנה למדיניות הסביבתית העתידית.

בחירת שותף הטכנולוגי המתאים

בחירת הטכנולוגיה הולכת רחוק יותר מאשר בחירת תהליך דליפת הגזים (FGD).

הניסיון של שותף ההנדסה הוא חשוב באותה מידה.

פרויקטים מוצלחים דורשים מומחיות בתחומים הבאים:

הנדסת תהליכים

ייצור מתקנים

מערכות אוטומציה

התקנה

הפעלה

הכשרת מפעילים

תמיכה טכנית לטווח ארוך

ספק מנוסה מבין את תנאי הפעלה הייחודיים במפעלי פלדה ויוכל להתאים את עיצוב המערכת בהתאם.

מירשין צברה ניסיון הנדסי רחב בתחומים כולל ייצור פלדה, קוקס, ייצור חשמל תרמי, עיבוד כימיקלים מפחם ומרחבים תעשייתיים.

באמצעות חדשנות טכנולוגית מתמדת, החברה מחויבת לספק פתרונות אמינות, יעילים וברות-תפיסה לטיפול בגז מעשן.

מבט קדימה

העתיד של בקרת זיהום אוויר תעשייתי יתמקד בהרבה יותר מאשר רק בהסרת דו-תחמוצת הגופרית.

מפעלי פלדה יצטרכו באופן הולך וגובר פתרונות סביבתיים משולבים שיכולים לשלוט במספר מזהמים בו זמנית, תוך הקטנת עלויות הפעלה ושיפור יעילות המשאבים.

טכנולוגיות שמשלבות יעילות גבוהה בהסרת הגופרית עם הפחתת מי הصرف, בקרת דליפת אמוניה, ניהול חלקיקים מוצקים ניתנים להיתוך וקבלת תוצר לוואי ישחקו תפקיד חשוב יותר ויותר.

הסרת הגופרית על בסיס אמוניה עומדת במיקום טוב כדי לעמוד בדרישות התעשייתיות המשתנות הללו.

ככל שהתקנים הסביבתיים ממשיכים לעלות, יצרני פלדה שמשקיעים היום בטכנולוגיות מתקדמות לטיפול בגז מעובה יהיו מוכנים טוב יותר לאתגרים التنظימיים והסustainability של מחר.

מסקנות

תעשיית הפלדה נכנסת לתקופה חדשה של אחריות סביבתית.

היעמדות בתקנים של פליטות נמוכות מאוד דורשת טכנולוגיות שמספקות יותר מאשר עמידה בדרישות חוקיות.

הסרת הגופרית על בסיס אמוניה מציעה למפעלי פלדה שילוב יעיל של יעילות גבוהה בהסרת דו-תחמוצת הגופרית, עיצוב קומפקטי, חוסר מי פסולת מהסרת הגופרית, קבלת תוצרים לוואי בעלי ערך ובקרה מתקדמת של מזהמים משניים.

ליצרני פלדה שמחפשים ביצוע סביבתי וכלכלי לטווח הארוך, מערכת הסרת דו-תחמוצת הגופרית (FGD) המבוססת על אמוניה מהווה פתרון עתידי שמאפשר ייצור נקי יותר, יעילות בשימוש משאבים ופיתוח תעשייתי בר-קיימא.

שאלות נפוצות

למה מפעלי פלדה צריכים מערכת הסרת דו-תחמוצת הגופרית (FGD)?

ייצור הפלדה מייצר דו-תחמוצת גפרית (SO₂) בתהליכי ייצור מרובים. מערכות FGD מפחיתות את פליטת ה-SO₂ כדי לעמוד בתקנות הסביבתיות ולשפר את איכות האוויר.

האם הסרת הגופרית המבוססת על אמוניה מתאימה למפעלי פלדה?

כן. תכנונה הדחוס, יעילות הסרתה הגבוהה והיכולת לשחזר סולפט אמוניום הופכים אותה למתאימה במיוחד למפעלי פלדה, ובמיוחד בפרויקטים של שדרוג קיימים.

מה היתרונות העיקריים של מערכת FGD המבוססת על אמוניה לעומת מערכת FGD המבוססת על אבן גיר?

היתרונות העיקריים כוללים חוסר בזיהום מימי (אין ייצור של מים זוהמים), ייצור סולפט אמוניום בעל ערך, דרישה קטנה יותר בשטח להתקנה, ועלות תפעול נמוכה יותר לאורך מחזור החיים באפליקציות רבות.

האם מערכת FGD המבוססת על אמוניה יכולה לשלוט בהיעדר אמוניה (ammonia slip)?

כן. מערכות מודרניות שמתאימות לאופטימיזציה מתקדמת של תהליך ובטכנולוגיות כגון הפרדה וטיהור בשלבים יכולים למזער ביעילות את דליפת האמוניה.

האם הדיאספלפוריזציה המבוססת על אמוניה מייצרת מוצרים לוואי שימושיים?

כן. התהליך ממיר דו-תחמוצת הגופרית לסולפט אמוניום, אשר בשימוש נרחב כדשן חנקן-גופרית.

האם הדיאספלפוריזציה המבוססת על אמוניה מתאימה למפעלי פלדה קיימים?

בוודאי. העיצוב המודולרי שלה והשטח הקטן שהיא תופסת הופכים אותה לבחירה מצוינת לעדכון מתקנים קיימים עם מעט מקום זמין.

איך הדיאספלפוריזציה המבוססת על אמוניה תומכת בייצור פלדה בר-קיימא?

היא מפחיתה את פליטת דו-תחמוצת הגופרית, שומרת על מים, מאפשרת שחזור משאבים, מזערת את ייצור הפסולת ועוזרת לייצרני הפלדה להשיג את מטרותיהם הסביבתיות והבר-קיימא לאורך טווח הזמן הארוך.