EN
Dla nowo wybudowanych elektrowni węglowych dostępne są różne technologie odsiarczania spalin (FGD) oraz denitryfikacja (DeNOx). Każda z opcji różni się zasadami reakcji, efektywnością, skalą inwestycji, stabilnością pracy oraz wykorzystaniem produktów ubocznych. Wybór odpowiedniej kombinacji jest kluczowy dla osiągnięcia ultra-niskich emisji przy jednoczesnym utrzymaniu rozsądnych kosztów eksploatacyjnych.
Poniżej przedstawiono przegląd najbardziej powszechnie stosowanych technologii wraz z praktycznymi zastosowaniami przemysłowymi.
Technologie odsiarczania
1. Mokra metoda wapienno-gipsowa (WFGD)
Proces wapienno-gipsowy jest obecnie najpowszechniej stosowaną mokrą technologią FGD na świecie. Drobno zmielony wapień mieszany jest z wodą w celu utworzenia mleczka wapiennego, które jest rozpylane w kolumnie absorpcyjnej. Dwutlenek siarki (SO₂) w spalinach reaguje z mleczkiem, tworząc siarczan wapnia, który następnie jest utleniany do kryształów gipsu.
Najważniejsze funkcje:
Sprawność odsiarczania powyżej 95%
Dojrzała, niezawodna i odpowiednia dla dużych jednostek energetycznych
Produkt uboczny z gipsu może być ponownie wykorzystywany w materiałach budowlanych
Wysoki stopień skomplikowania systemu, wyższe CAPEX i OPEX w porównaniu z suchymi alternatywami
Przykładowym przypadkiem jest projekt odsiarczania i odazotowania ukończony przez Śmierdząca Środowisko dla elektrowni Chang’an–Yiyang należącej do grupy Shaanxi Coal. O łącznej mocy zainstalowanej 3,86 GW jest to największa elektrownia węglowa w prowincji Hunan.
2. Odsiarczanie amoniakalne
Metoda amoniakalna wykorzystuje wodny roztwór amoniaku jako środek pochłaniający. SO₂ reaguje z amoniakiem, tworząc siarczan amonu i wodorosiarczan amonu, które są następnie utleniane i przetwarzane w celu uzyskania nawóz Siarczan Amonu .
Zalety:
Odsiarczanie sprawność osiąga 95–99%
Szybka kinetyka reakcji
Produkt uboczny – siarczan amonu – ma wysoką wartość ekonomiczną
Brak wtórnego ścieku ciekłego i odpadów stałych
Wyzwania:
Większa wrażliwość na korozję urządzeń
Wyższe koszty eksploatacyjne
Wymaga stabilnego dostępu do amoniaku oraz kanałów zbytu nawozów w dalszym ciągu procesu produkcyjnego
MirShine Environmental opracowała zaawansowany wielostopniowy proces FGD oparty na amoniaku , rozwiązując trwające od dawna problemy branżowe, takie jak tworzenie aerozoli i ulotnianie amoniaku. Ta technologia integruje odsiarczanie i usuwanie pyłów, jednocześnie znacząco obniżając zużycie energii. Została wdrożona w wielu sektorach, przynosząc widoczne korzyści środowiskowe i ekonomiczne.
Technologie denitryfikacji
1. Selektywne katalityczne redukcje (SCR)
SCR to najbardziej dojrzała i skuteczna technologia DeNOx dla kotłów energetycznych. Amoniak jest wprowadzany do spalin w temperaturze 280–420°C w obecności katalizatora, przekształcając NOₓ na azot i wodę.
Najważniejsze:
Skuteczność usuwania NOₓ 80–90%
Udowodniona wydajność w dużych elektrowniach
Stabilna długoterminowa praca
Rozważania:
Koszt katalizatora jest wysoki
Niezbędne jest zarządzanie zatruciem i dezaktywacją katalizatora
Wyższe wymagania konserwacyjne
SCR jest zazwyczaj standardowym wyborem dla zakładów dążących do bardzo niskich emisji NOₓ.
2. Selektywne Redukcje Niekatalityczne (SNCR)
SNCR wprowadza amoniak lub mocznik bezpośrednio do strefy temperatury 850–1100°C kotła. Odczynnik rozkłada się na NH₃, który reaguje z NOₓ.
Zalety:
Prosta konfiguracja i niski koszt inwestycyjny
Nie wymaga katalizatora
Ograniczenia:
Niższa skuteczność usuwania ( 30–60%)
Ścisłe okno temperaturowe
Większe przeoczenie amoniaku
Lepiej nadaje się do mniejszych jednostek lub regionów o umiarkowanych wymaganiach emisyjnych
3. Hybrydowy proces SNCR + SCR
W tym podejściu mieszanym, SNCR usuwa część NOₓ w piecu. Pozostałe NOₓ są usuwane w reaktorze SCR położonym dalej w linii. Przeciek amoniaku z etapu SNCR może być dodatkowo wykorzystany przez jednostkę SCR.
Korzyści:
Wysoka ogólna skuteczność deazotowania
Zmniejszona objętość katalizatora i niższe koszty inwestycji w system SCR
Doskonale nadaje się dla zakładów dążących do spełnienia norm emisji NOₓ przy optymalizacji kosztów
Innowacja branżowa: Zaawansowane oparte na amoniaku odsiarczanie spalin firmy MirShine Environmental
MirShine Environmental wprowadziła siedem generacji ulepszeń swojej technologii odsiarczania opartej na amoniaku. Główne osiągnięcia to:
Prawie zerowe uloty amoniaku
Pełne ograniczenie powstawania aerozoli
Zintegrowane odsiarczanie oparte na amoniaku i usuwanie pyłów
Współprodukcja nawozów organicznych siarczanu amonu
Rozwiązanie to nie tylko umożliwia ultra-niskie emisje, ale także zapewnia dodatkowe źródła przychodów dla operatorów elektrociepłowni. Wiele przedsiębiorstw, które wdrożyło tę technologię, osiągnęło zgodność z wymogami środowiskowymi oraz niespodziewane korzyści ekonomiczne.
Podsumowanie
Obecnie elektrownie mają do wyboru szeroki wachlarz technologii FGD i DeNOx, z których każda oferuje różne zalety w zależności od wielkości jednostki, jakości węgla, wymogów dotyczących emisji i ograniczeń kosztów. Włoka wapnia gipsowa FGD pozostaje dominującą metodą odsieczy, podczas gdy technologia oparta na amoniaku zyskuje na popularności ze względu na wysoką wydajność i cenne produkty uboczne. W przypadku denitryfikacji SCR jest nadal standardem dla zastosowań o wysokiej wydajności.
Dzięki ciągłym innowacjom, takim jak przełomowy system FGD oparty na amoniaku opracowany przez Shandong Mingsheng Environmental, elektrownie mogą osiągać bardzo niskie emisje, jednocześnie poprawiając długoterminową wydajność gospodarczą.