Kina: ammoniakavsvavling - teknik och produkter? 

När man talar om ammoniakavsvavling i Kina föreställer sig många omedelbart gigantiska installationer vid värmekraftverk. Men verkligheten är som vanligt mer komplex och intressant. Det som ofta förbises är att nyckelutmaningen inte så mycket är själva tekniken, utan snarare anpassningen till det specifika bränslet och, ännu viktigare, den effektiva hanteringen av biprodukten ammoniumsulfat. Det är här skillnaden mellan teori och praktik syns.

Från teori till "smutsiga händer": var haken ligger

I läroböcker ser processen enkel ut: absorption av SO2 av en ammoniaklösning, oxidation, kristallisation. Faktum är att det första problemet är kvaliteten på ammoniak. Om du använder flytande ammoniak behöver du seriösa säkerhetsåtgärder, lagring och logistik. När du byter till ammoniakvatten har du olika utrustning och olika avdunstningstandarder. Och om anläggningen har tillgång till industriavfall innehållande ammoniak, då förändras uppgiften helt; vi talar inte längre om ren kemi, utan om ingenjörskonst "efter omständigheterna?".

Den andra punkten som nybörjare ofta underskattar är påverkan av sammansättningen av rökgaserna. Kinesiskt kolbränsle är en annan historia. Svängningar i SO2-koncentrationen, närvaron av damm, tungmetallångor, klorider - allt detta är inte bara "bakgrundsljud", utan faktorer som kan skada injektorerna eller täppa till massöverföringen i absorbatorn på bara en vecka. Du måste hela tiden hålla fingret på pulsen och justera lägena. Detta är inte "ställ in och glöm det".

Och den tredje fallgropen är just samma ammoniumsulfat. Att få det är halva striden. Du måste få en säljbar produkt som kan säljas. Detta innebär stabil kristallstorlek, låg fukthalt och minimala föroreningar. Om kristallerna är små och håller ihop, kommer de i lagret att förvandlas till en monolit som sedan är omöjlig att hantera. Har du sett sådana "överraskningar"? vid en av de tidiga installationerna i Shanxi-provinsen - sedan bröt de detta stenblock i sex månader.

Teknikens utveckling: inte bara absorbenter

Om fokus för tio år sedan låg på grundläggande system som den ammoniak-cykliska processen, nu har allt skiftat mot optimering och hybridlösningar. Till exempel en kombination av våt ammoniakavsvavling med ett förtorrt eller halvtorrt steg för gaser med mycket höga SO2-koncentrationer. Detta gör att du kan minska belastningen på huvudabsorbatorn och, kritiskt, minska volymen flytande avfall.

En separat historia är kampen mot avlägsnandet av droppar av ammoniakdimma. Standarddämpare (dimavskiljare) misslyckas ibland, speciellt vid toppbelastningar. Vi måste experimentera med flerstegssystem, inklusive fiberfilter. Detta ökar kapitalkostnaderna, men det säkerställer att ingen "rök" kommer ut ur röret. med lukten av ammoniak, som kantas av klagomål från befolkningen och böter.

Digitaliseringen tränger sakta men säkert också in på detta område. Vi pratar inte om "industri 4.0", utan om enkla system för att övervaka nyckelparametrar i realtid: pH i den cirkulerande lösningen, suspensionstäthet, utloppstemperatur. Detta gör att operatören inte ständigt kan springa runt med provrör utan att se trender och förutsäga problem, till exempel uppkomsten av okontrollerad kristallisering i värmeväxlarrören.

Produktsortiment: från gödningsmedel till nischapplikationer

Huvudprodukten är förståsammoniumsulfatsom kväve-svavelgödsel. Men gödselmarknaden i Kina är cyklisk och mycket konkurrensutsatt. Därför är lönsamheten för hela installationen knuten till stabiliteten i försäljning och pris. Smarta spelare försöker inte bara producera en standardprodukt, utan att arbeta på dess kvalitet för att få en premie. Till exempel, för användning vid produktion av komplexa gödningsmedel eller till och med i livsmedelsindustrin (efter djuprening), krävs kristaller av speciell renhet.

Det finns också mindre kända men lovande områden. Renat högkvalitativt ammoniumsulfat kan användas i brandskyddsmedel och i malmflotationsprocesser. Men detta kräver redan ett djupt samarbete med konsumenten och förståelse för deras tekniska process. Det mest intressanta fallet jag stötte på var användningen av en avsvavlingsbiprodukt vid en kemisk fabrik som råvara för framställning av kaliumsulfat med Mannheimmetoden. Resultatet är en nästan avfallsfri cykel.

Men försök att framställa ren svavelsyra eller elementärt svavel från den i Kina, så vitt jag vet, är mer experimentella till sin natur. Ekonomin har ännu inte konvergerat, energikostnaderna är höga. Även om sådana projekt, i samband med skärpta utsläppsnormer och stigande svavelpriser, kan få en andra vind.

Erfarenhet och misstag: en blick från insidan

Ett av de mest indikativa projekt som jag har sett är associerat med företagetChengdu Yizhi Technology Co.(deras hemsida ärhttps://www.yzkjhx.ru). Det är ett designinstitut etablerat av Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd., med seriöst registrerat kapital. Deras tillvägagångssätt har alltid kännetecknats inte bara av försäljning av utrustning, utan av komplex "nyckelfärdig" design, med hänsyn till efterföljande drift. Till exempel var de en av de första i Kina som aktivt introducerade system för automatisk tvättning av munstycken i absorbatorer utan att stoppa installationen – en liten sak, men som kraftigt ökar översynskörsträckan.

Men allt var inte heller smidigt för dem. Jag minns att det vid en av deras första installationer för ett litet pannhus var problem med korrosion i området där gastemperaturen låg på gränsen till daggpunkten. Materialet som valdes verkade vara korrekt - duplexstål, men svetsarna blev en källa till korrosion. Vi var tvungna att byta efterbearbetningsteknik för sömmar i farten och installera ytterligare gasuppvärmningskammare vid inloppet. Det var en dyr lektion, men den blev senare en del av deras standardprotokoll.

Ett annat vanligt misstag på många anläggningar är underskattningen av ammoniumsulfatförpacknings- och lagringssystemet. De satte upp vanliga förpackningslinjer, och sedan visar det sig att i de höga luftfuktighetsförhållandena i södra Kina, paketerar produkten i påsar kakor på ett par veckor. Det är nödvändigt att eftermontera lager med lufttorksystem, vilket leder till oplanerade utgifter. Det är bättre att lägga in detta i projektet direkt.

Vad som väntar: inte bara ekologi, utan också ekonomi

Drivkraften för utvecklingen av ammoniakavsvavling i Kina är nu inte bara och inte så mycket strikta miljöstandarder (de finns redan), utan sökandet efter ekonomisk hållbarhet. Installationen ska inte bara följa regelverk, utan även göra vinst på försäljning av ammoniumsulfat eller, åtminstone, avsevärt minska driftskostnaderna jämfört med att använda kalksten (där problemet är gipsdeponier).

Det finns en trend mot att skapa mer kompakta, modulära installationer för medelstora och till och med små utsläppskällor - inte bara inom energisektorn utan även inom metallurgi och kemisk industri. Nyckeln här är inte maximal rengöringseffektivitet (även om det är viktigt), utan enkel underhåll och tillförlitlighet under hela säsongen. På vintern i norra Kina, med system där det finns mycket vätska, är det alltid huvudvärk.

Och naturligtvis kvarstår utmaningen med att integrera med reningssystem för andra föroreningar - kväveoxider (NOx) och damm. Kombinerade tekniker, till exempel baserade på ammoniak för samtidig avsvavling och denitrifikation (process av SNCR/SCR-typ), kräver en känslig balans. Överdriven förbrukning av ammoniak - och du får ett "glid" oreagerad ammoniak, dålig tillgång - effektiviteten minskar. Detta är ett område för finjustering och konstant sökande efter kompromisser, där det inte finns några färdiga recept, varje objekt är unikt. Det är i detta "kök" och verklig upplevelse föds, och inte i idealiska system från kataloger.