เทคโนโลยีการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์จากก๊าซเสียสำหรับหม้อไอน้ำในโรงไฟฟ้า

สำหรับโรงไฟฟ้าถ่านหินที่เพิ่งสร้างขึ้นใหม่ มีเทคโนโลยีการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในก๊าซเสีย (FGD) และ การลดไดตริฟิเคชั่น (DeNOx) หลายประเภทให้เลือกใช้ แต่ละตัวเลือกแตกต่างกันในหลักการทางเคมี ประสิทธิภาพ ขนาดการลงทุน ความมั่นคงในการดำเนินงาน และการนำผลพลอยได้ไปใช้ การเลือกชุดเทคโนโลยีที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการลดการปล่อยมลพิษให้อยู่ในระดับต่ำมาก พร้อมทั้งควบคุมต้นทุนการดำเนินงานให้อยู่ในเกณฑ์ที่สมเหตุสมผล

ด้านล่างนี้เป็นภาพรวมของเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด พร้อมทั้งตัวอย่างการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมจริง

เทคโนโลยีการกำจัดซัลเฟอร์

1. เทคโนโลยีการกำจัดซัลเฟอร์แบบเปียกโดยใช้ปูนทรายและยิปซัม (WFGD)

กระบวนการปูนทราย–ยิปซัมเป็นเทคโนโลยี FGD แบบเปียกที่ได้รับความนิยมสูงสุดทั่วโลกในปัจจุบัน โดยการนำปูนทรายละเอียดมาผสมกับน้ำเพื่อทำให้เป็นสารละลายแล้วฉีดพ่นเข้าไปในหอดูดซับ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) ในก๊าซเสียจะทำปฏิกิริยากับสารละลายนี้จนเกิดเป็นแคลเซียมซัลไฟต์ ซึ่งต่อมาจะถูกออกซิไดซ์กลายเป็นผลึกยิปซัม

คุณสมบัติหลัก:

ประสิทธิภาพการกำจัดซัลเฟอร์สูงกว่า 95%

มีความพร้อมใช้งานสูง เชื่อถือได้ และเหมาะสำหรับหน่วยผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่

ผลิตภัณฑ์พลอยได้จากยิปซั่มสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ในวัสดุก่อสร้างได้

ระบบมีความซับซ้อนสูง โดยมีต้นทุนการลงทุน (CAPEX) และต้นทุนดำเนินงาน (OPEX) สูงกว่าทางเลือกแบบแห้ง

กรณีตัวอย่างที่แสดงให้เห็นคือ โครงการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจนที่ดำเนินการแล้วเสร็จโดย มิรชิน สิ่งแวดล้อม สำหรับโรงไฟฟ้าถ่านหินฉางอาน–อี้หยางของกลุ่มบริษัทถ่านหินส่านซี ซึ่งมีกำลังการผลิตรวม 3.86 กิกะวัตต์ เป็นโรงไฟฟ้าถ่านหินที่ใหญ่ที่สุดในมณฑลหูหนาน

2. การกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนีย

วิธีการแอมโมเนียใช้น้ำยาแอมโมเนียเป็นตัวดูดซับ ก๊าซ SO₂ จะทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียเพื่อสร้างแอมโมเนียมซัลไฟต์และแอมโมเนียมไบซัลไฟต์ ซึ่งจะถูกออกซิไดซ์และแปรรูปต่อไปเพื่อผลิต ปุ๋ยแอมโมเนียซัลเฟต .

ข้อดี:

การลดน้ําผึ้ง ประสิทธิภาพสูงถึง 95–99%

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีรวดเร็ว

ผลิตภัณฑ์พลอยได้คือแอมโมเนียมซัลเฟตมีมูลค่าทางเศรษฐกิจสูง

ไม่มีน้ำเสียและของเสียแข็งเกิดขึ้นเป็นของเสียรอง

ความท้าทาย:

มีความไวต่อการกัดกร่อนของอุปกรณ์มากขึ้น

ต้นทุนในการดำเนินงานที่สูงขึ้น

ต้องอาศัยแหล่งจัดส่งแอมโมเนียที่มั่นคง และช่องทางการบริโภคปุ๋ยในขั้นตอนถัดไป

MirShine Environmental ได้พัฒนา กระบวนการดูดซับกำจัดซัลเฟอร์จากก๊าซเสียโดยใช้แอมโมเนียแบบขั้นสูง ซึ่งแก้ไขปัญหาเรื้อรังในอุตสาหกรรม เช่น การเกิดแอโรซอลและการรั่วซึมของแอมโมเนีย เทคโนโลยีนี้รวมกระบวนการกำจัดซัลเฟอร์และฝุ่นละอองเข้าด้วยกัน พร้อมลดการใช้พลังงานอย่างมีนัยสำคัญ ได้มีการนำไปประยุกต์ใช้ในหลายภาคส่วน สร้างประโยชน์ทั้งด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจอย่างชัดเจน

เทคโนโลยีการกำจัดไนโตรเจนออกไซด์

1. การลดแบบเลือกสรรด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา (SCR)

SCR เป็นเทคโนโลยี DeNOx ที่มีความสมบูรณ์และมีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับหม้อไอน้ำในโรงงานไฟฟ้า โดยจะฉีดแอมโมเนียเข้าไปในก๊าซปล่อยที่ 280–420°C ภายใต้สภาวะที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา ทำให้ NOₓ แปรสภาพเป็นไนโตรเจนและน้ำ

ไฮไลท์:

ประสิทธิภาพการกำจัด NOₓ ของ 80–90%

ประสิทธิภาพที่พิสูจน์แล้วในโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่

การทำงานที่มั่นคงในระยะยาว

ข้อคิด:

ต้นทุนตัวเร่งปฏิกิริยาสูง

ต้องจัดการปัญหาการเป็นพิษและภาวะหมดฤทธิ์ของตัวเร่งปฏิกิริยา

ความต้องการในการบำรุงรักษาที่สูงกว่า

SCR โดยทั่วไปเป็นทางเลือกมาตรฐานสำหรับโรงงานที่มุ่งเน้นการปล่อย NOₓ ในระดับต่ำมาก

2. การลดไนโตรเจนออกไซด์แบบไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา (SNCR)

SNCR ฉีดแอมโมเนียหรือยูเรียโดยตรงเข้าไปในเขตอุณหภูมิ 850–1100°C ของหม้อไอน้ำ สารเคมีจะสลายตัวเป็น NH₃ ซึ่งทำปฏิกิริยากับ NOₓ

ข้อดี:

โครงสร้างเรียบง่ายและต้นทุนการลงทุนต่ำ

ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา

ข้อจำกัด:

ประสิทธิภาพการกำจัดต่ำกว่า ( 30–60%)

ช่วงอุณหภูมิที่เข้มงวด

การรั่วไหลของแอมโมเนียมากขึ้น

เหมาะสมกับหน่วยขนาดเล็กหรือพื้นที่ที่มีข้อกำหนดด้านการปล่อยมลพิษปานกลาง

3. กระบวนการผสมผสาน SNCR + SCR

ในแนวทางแบบรวมนี้ SNCR จะกำจัด NOₓ บางส่วนภายในเตาเผา จากนั้น NOₓ ที่เหลือจะถูกบำบัดในเครื่องปฏิกรณ์ SCR ที่ติดตั้งต่อจากกัน โดยแอมโมเนียที่รั่วไหลออกมาจาก SNCR สามารถถูกใช้ประโยชน์ต่อโดยหน่วย SCR ได้

ประโยชน์:

ประสิทธิภาพการลด NOₓ โดยรวมสูง

ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาน้อยลง และต้นทุนการลงทุน SCR ต่ำลง

เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโรงงานที่ต้องการปฏิบัติตามมาตรฐาน NOₓ ด้วยต้นทุนที่เหมาะสมที่สุด

นวัตกรรมอุตสาหกรรม: MirShine Environmental’s Advanced Ammonia-Based FGD

บริษัท MirShine Environmental ได้พัฒนาเทคโนโลยีการกำจัดซัลเฟอร์จากก๊าซด้วยแอมโมเนียผ่านการอัปเกรดมาแล้ว 7 รุ่น โดยมีความสำเร็จสำคัญ ได้แก่

การรั่วไหลของแอมโมเนียต่ำเกือบเป็นศูนย์

การยับยั้งการก่อตัวของอนุภาคฝุ่นละอองอย่างสมบูรณ์

ระบบบูรณาการการกำจัดซัลเฟอร์ด้วยแอมโมเนียและการกำจัดฝุ่น

การผลิตร่วมกันของ ปุ๋ยอินทรีย์ผสมแอมโมเนียมซัลเฟต

โซลูชันนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้ปล่อยมลพิษในระดับต่ำมาก แต่ยังสร้างแหล่งรายได้เพิ่มเติมให้กับผู้ประกอบการโรงงาน อีกทั้งบริษัทหลายแห่งที่นำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ ต่างประสบความสำเร็จทั้งในด้านความสอดคล้องตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม และได้รับผลตอบแทนทางเศรษฐกิจที่คาดไม่ถึง

สรุป

โรงไฟฟ้าในปัจจุบันมีหลากหลายเทคโนโลยี FGD และ DeNOx ให้เลือก โดยแต่ละแห่งมีจุดแข็งที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับขนาดของหน่วย, คุณภาพหิน, ความต้องการการปล่อยและข้อจํากัดค่าใช้จ่าย หินปูนเปียกไพสต์ FGD ยังคงเป็นวิธีการลดน้ําผึ้งที่โดมินิ่ง ขณะที่เทคโนโลยีที่ใช้อะโมเนียคกําลังได้รับความนิยม เนื่องจากประสิทธิภาพสูงและผลิตภัณฑ์ข้างเคียงที่มีค่า ในด้านการลดไดตรีฟิชั่น SCR ยังคงเป็นมาตรฐานสําหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง

ด้วยนวัตกรรมที่ต่อเนื่อง เช่น FGD ที่ใช้อะโมเนียก ที่พัฒนาโดย Shandong Mingsheng Environmental Power Plants สามารถบรรลุการปล่อยก๊าซต่ําสุดได้ โดยปรับปรุงผลการดําเนินงานทางเศรษฐกิจในระยะยาว