การกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนียกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี

1. ความท้าทายในการกำจัดกำมะถันในโรงงานปิโตรเคมี

กลุ่มโรงงานปิโตรเคมีดำเนินการภายใต้สภาวะของก๊าซเสียที่รุนแรงที่สุดบางประการในภาคอุตสาหกรรม ต่างจากโรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิม โรงงานปิโตรเคมีประกอบด้วย แหล่งการปล่อยมลพิษหลายแห่ง ได้แก่ เตาให้ความร้อน เตาเผา หม้อไอน้ำ หน่วยกู้คืนกำมะถัน (SRU) หน่วยผลิตไฮโดรเจน และระบบก๊าซทิ้งต่างๆ แต่ละหน่วยจะสร้างก๊าซเสียที่มี อุณหภูมิ ความเข้มข้นของกำมะถัน ระดับความชื้น และองค์ประกอบสิ่งเจือปนที่แตกต่างกัน .

ความท้าทายทั่วไปที่ผู้ปฏิบัติงานโรงงานปิโตรเคมีต้องเผชิญ ได้แก่:

• ความเข้มข้นของ SO₂ ที่ผันแปรเนื่องจากคุณภาพของวัตถุดิบที่ไม่คงที่

• ความชื้นสูงและส่วนประกอบที่กัดกร่อนในก๊าซเสีย

• พื้นที่จำกัดสำหรับโครงการปรับปรุงเพิ่มเติม (retrofit)

• ข้อกำหนดด้านการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดซึ่งเกิดจากกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมและความมุ่งมั่นด้าน ESG

• ความคาดหวังสูงต่อความมั่นคงในการดำเนินงานในระยะยาว

เทคโนโลยีการกำจัดกำมะถันแบบดั้งเดิม เช่น ระบบ FGD แบบเปียกที่ใช้หินปูน-ยิปซัม หรือระบบที่ใช้โซเดียม สามารถตอบสนองมาตรฐานการปล่อยมลพิษได้ตามหลักเทคนิค แต่มักประสบปัญหาด้าน ต้นทุนการดำเนินงานสูง ปัญหาการเกิดคราบตะกรัน และการจัดการของเสียที่เกิดขึ้นเป็นผลพลอยได้ เมื่อนำไปใช้งานในสภาพแวดล้อมปิโตรเคมีที่ซับซ้อน

ด้วยเหตุนี้ บริษัทปิโตรเคมีจึงเริ่มประเมิน ระบบกำจัดกำมะถันจากก๊าซไอเสียที่ใช้แอมโมเนีย (Ammonia FGD) ในฐานะทางเลือกที่ยืดหยุ่นกว่าและยั่งยืนทางเศรษฐกิจมากขึ้น

---

2. เหตุใดก๊าซไอเสียจากอุตสาหกรรมปิโตรเคมีจึงจำเป็นต้องใช้วิธีการกำจัดกำมะถันที่แตกต่างออกไป

ก๊าซไอเสียจากอุตสาหกรรมปิโตรเคมีมีลักษณะพื้นฐานที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากก๊าซไอเสียของโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินในหลายประเด็น ได้แก่

1. ปริมาณกำมะถันต่ำแต่มีความผันแปรสูง

2. ความต้องการในการผสานกระบวนการที่สูงขึ้น

3. ความไวต่อการลดลงของแรงดันและความเสียหายของระบบมากขึ้น

หน่วยงานปิโตรเคมีจำนวนมากดำเนินการอย่างต่อเนื่อง และแม้แต่การหยุดเดินเครื่องเป็นระยะเวลาสั้น ๆ ก็อาจก่อให้เกิดการสูญเสียการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น ระบบกำจัดกำมะถันใด ๆ จะต้องสามารถให้:

• การตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อการเปลี่ยนแปลงภาระงาน

• ประสิทธิภาพที่คงที่ภายใต้สภาวะการปฏิบัติงานที่แปรผัน

• การรบกวนหน่วยกระบวนการที่มีอยู่น้อยที่สุด

การกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนียสามารถตอบโจทย์ความต้องการเหล่านี้ได้ผ่าน ปฏิกิริยาในเฟสของเหลวที่มีประสิทธิภาพการถ่ายเทมวลสารสูง ซึ่งทำให้สามารถดูดซับกำมะถันได้อย่างรวดเร็ว แม้ภายใต้สภาวะก๊าซที่แปรผัน

---

3. หลักการทำงานของการกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนียในแอปพลิเคชันปิโตรเคมี

ในระบบกำจัดกำมะถันแบบใช้แอมโมเนีย ก๊าซ SO₂ ในก๊าซเสียจะทำปฏิกิริยากับสารละลายแอมโมเนียเพื่อสร้างแอมโมเนียมซัลไฟต์และแอมโมเนียมซัลเฟต โดยหากควบคุมการออกซิเดชันอย่างเหมาะสม ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ได้คือ แอมโมเนียมซัลเฟตความบริสุทธิ์สูง ซึ่งเป็นปุ๋ยไนโตรเจนที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

ข้อได้เปรียบหลักของปฏิกิริยา ได้แก่:

• อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีรวดเร็ว

• ประสิทธิภาพในการกำจัดกำมะถันสูงแม้ในความเข้มข้นของ SO₂ ต่ำ

• ให้สมรรถนะที่มีเสถียรภาพในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง

สำหรับโรงงานปิโตรเคมี แอมโมเนียมมัก พร้อมใช้งานทันที เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการหรือระบบโลจิสติกส์ที่มีอยู่แล้ว ทำให้การผสานระบบเป็นไปได้อย่างค่อนข้างตรงไปตรงมา

---

4. ข้อได้เปรียบหลักของระบบ FGD แบบใช้แอมโมเนียสำหรับโรงงานปิโตรเคมี

4.1 ประสิทธิภาพสูงในการกำจัดกำมะถันพร้อมการปล่อยมลพิษต่ำสุด

ระบบสมัยใหม่ที่ใช้แอมโมเนียสามารถบรรลุ ประสิทธิภาพในการกำจัด SO₂ ได้สูงกว่า 98% ซึ่งทำให้ความเข้มข้นของก๊าซที่ปล่อยออกมานั้นต่ำกว่าขีดจำกัดการปล่อยมลพิษระดับนานาชาติอย่างมาก ส่งผลให้ระบบ FGD ที่ใช้แอมโมเนียเหมาะสมไม่เพียงแต่สำหรับการปฏิบัติตามข้อกำหนดในปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังเหมาะสำหรับ การเข้มงวดขึ้นของกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมในอนาคต .

4.2 ไม่มีภาระในการกำจัดของเสียแข็ง

ต่างจากระบบฐานหินปูนที่สร้างยิปซัมปริมาณมากซึ่งจำเป็นต้องกำจัดหรือจำหน่ายออกไปนอกสถานที่ ระบบ FGD ที่ใช้แอมโมเนียจะผลิต แอมโมเนียมซัลเฟตที่สามารถจำหน่ายได้จริง ซึ่งเปลี่ยนกระบวนการลดกำมะถันจากศูนย์ต้นทุนให้กลายเป็น กระบวนการกู้คืนทรัพยากร .

สำหรับผู้ประกอบการปิโตรเคมีที่มุ่งเน้นหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน ข้อได้เปรียบนี้มีความน่าดึงดูดใจอย่างยิ่ง

---

4.3 ต้นทุนการดำเนินงานที่ต่ำลงตลอดอายุการใช้งานของโครงการ

แม้ระบบฐานแอมโมเนียอาจต้องอาศัยการออกแบบและการควบคุมอย่างระมัดระวัง แต่ ต้นทุนรวมตลอดอายุการใช้งาน มักต่ำกว่าทางเลือกแบบดั้งเดิม เนื่องจาก:

• ลดการใช้สารเคมี

• การเกิดคราบสกปรกและตะกรันน้อยมาก

• ความถี่ในการบำรุงรักษาน้อยลง

• รายได้จากการขายผลิตภัณฑ์ข้างเคียง

ในกลุ่มโรงงานปิโตรเคมีขนาดใหญ่ การประหยัดเหล่านี้จะมีน้ำหนักมากขึ้นเรื่อยๆ ภายใต้การดำเนินงานระยะยาว

---

4.4 ความสามารถในการปรับตัวได้ดีเยี่ยมต่อสภาวะก๊าซเสียที่ซับซ้อน

ก๊าซเสียจากกระบวนการปิโตรเคมีอาจประกอบด้วย:

• ไฮโดรคาร์บอนในปริมาณน้อย

• ส่วนประกอบที่มีความเป็นกรด

• ฝุ่นละอองขนาดเล็ก

ระบบขั้นสูงที่ใช้แอมโมเนียประกอบด้วย การแยกและทำให้บริสุทธิ์ระหว่างก๊าซกับของเหลวแบบหลายขั้นตอน เพื่อให้มั่นใจในการทำงานอย่างมีเสถียรภาพ โดยไม่ก่อให้เกิดมลพิษรอง เช่น การเกิดแอโรซอล หรือปัญหาไอขาวที่มองเห็นได้

---

5. การแก้ไขข้อกังวลแบบดั้งเดิมเกี่ยวกับการกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนีย

โดยประวัติศาสตร์ บริษัทปิโตรเคมีบางแห่งลังเลที่จะนำเทคโนโลยีการกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนียมาใช้ เนื่องจากมีข้อกังวลดังนี้:

• การรั่วไหลของแอมโมเนีย

• การเกิดแอโรซอล

• : ความเสี่ยงจากการกัดกร่อน

อย่างไรก็ตาม โซลูชันวิศวกรรมสมัยใหม่ได้แก้ไขปัญหาเหล่านี้ส่วนใหญ่แล้ว

ระบบขั้นสูงใช้:

• การควบคุมการฉีดแอมโมเนียอย่างแม่นยำ

• เครื่องกำจัดละอองแบบหลายขั้นตอน

• การจัดการปฏิกิริยาออกซิเดชันและค่า pH อย่างเหมาะสม

ผลลัพธ์คือ การรั่วไหลของแอมโมเนียสามารถควบคุมได้ที่ระดับ ต่ำกว่า 1 มก./Nm³ ในขณะที่การเกิดแอโรซอลถูกยับยั้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

---

6. การบูรณาการเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานอุตสาหกรรมปิโตรเคมีที่มีอยู่

หนึ่งในข้อได้เปรียบที่แข็งแกร่งที่สุดของระบบ FGD ที่ใช้แอมโมเนียคือ ความเข้ากันได้กับระบบปิโตรเคมีที่มีอยู่ .

สามารถผสานรวมได้กับ:

• หน่วยกู้คืนพลังงานความร้อนเสีย

• ระบบบำบัดก๊าซปลายทาง

• สถาน facility กลางสำหรับการบำบัดก๊าซไอเสีย

แรงดันตกต่ำสัมพัทธ์ของตัวดูดซับที่ใช้แอมโมเนียช่วยให้มีผลกระทบต่อหน่วยกระบวนการขั้นต้นน้อยที่สุด ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อการผลิตปิโตรเคมีแบบต่อเนื่อง

---

7. ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมและ ESG

จากมุมมองด้าน ESG การกำจัดกำมะถันโดยใช้แอมโมเนียสนับสนุนวัตถุประสงค์ด้านความยั่งยืนหลายประการ:

• การลดการปล่อยสารกำมะถันอย่างมีนัยสำคัญ

• การเปลี่ยนสารมลพิษให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีค่า

• การลดการเกิดของเสียแข็ง

• การปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของการใช้ทรัพยากร

ประโยชน์เหล่านี้ช่วยให้บริษัทปิโตรเคมีเสริมสร้างความน่าเชื่อถือด้านสิ่งแวดล้อม ขณะเดียวกันก็รักษาความสามารถในการแข่งขันในการดำเนินงานไว้

---

8. แนวทางแก้ไขในระยะยาวสำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเคมี

เมื่อโรงงานปิโตรเคมีเผชิญแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นในการลดการปล่อยมลพิษโดยไม่กระทบต่อผลผลิต การกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนียจึงเป็นทางเลือกที่ สมดุล ซึ่งผสานประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม ความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ และความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานเข้าด้วยกัน

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง ระบบกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (FGD) แบบใช้แอมโมเนียจึงไม่ใช่ทางเลือกเชิงทดลองอีกต่อไป — แต่เป็น เทคโนโลยีที่บรรลุระดับความพร้อมใช้งานจริงและได้รับการพิสูจน์แล้ว ที่เหมาะสมสำหรับการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีขนาดใหญ่ทั่วโลก