Cina: desolforazione dell'ammoniaca: è efficace? 

Quando si sente parlare della desolforazione dell'ammoniaca in Cina, il primo pensiero è quanta ammoniaca è necessaria e dove dovrebbe finire il solfato di ammonio? Molti, soprattutto quelli che stanno appena iniziando a guardare in questa direzione, pensano che questo sia solo un sostituto del metodo della calce. Ma in pratica, tutto non dipende dalla chimica del processo, ma dalla logistica, dal mercato dei sottoprodotti e, soprattutto, dalla capacità del designer di tenere conto di migliaia di piccoli dettagli che non sono scritti nei libri di testo. Efficienza: sì, ma non sempre e non ovunque. Parliamo di questo, senza glosse.

Dalla teoria al concreto: dove sta l'inghippo

In teoria va tutto bene: l'ammoniaca lega la SO2, si ottiene solfato di ammonio, che può essere venduto come fertilizzante. L'efficienza di pulizia dichiarata è pari al 99%. Ma quando inizi ad approfondire i progetti, ti rendi conto che il parametro chiave non è la massima efficienza, ma la stabilità del funzionamento quando cambiano il carico e la composizione dei gas di scarico. In una centrale termoelettrica vicino a Chengdu ho visto un'installazione che mostrava numeri eccellenti in modalità passaporto. Ma non appena il carico della caldaia ha iniziato a cambiare frequentemente (e questa è la vita reale, non un laboratorio), sono iniziati i problemi con la cristallizzazione nell'apparato e la distribuzione non uniforme dell'aerosol.

Ed è qui che si manifesta la differenza tra tecnologia semplice e design competente. Molti istituti di progettazione locali adottano soluzioni standard senza adattarle ad uno specifico focolare o ad una specifica cenere. Ricordo che in uno degli impianti di produzione di coke hanno cercato di applicare uno schema standard di ingegneri industriali e termoelettrici: il risultato è stato disastroso. Gli ugelli si sono intasati e la composizione del gas si è rivelata contenere una grande quantità di resine e fenoli, di cui nessuno ha tenuto conto. Abbiamo dovuto rifare al volo l'impianto di preparazione dell'ammoniaca.

Pertanto, quando si parla di efficacia, bisogna subito chiedersi: efficacia a quali condizioni? Sotto carico costante di carbone di qualità stabile? O in condizioni in cui la caldaia funziona in modalità di scarico e il carbone oggi proviene da una miniera, domani da un'altra? Queste sono due grandi differenze. A mio avviso, la vera efficacia della desolforazione dell'ammoniaca si manifesta laddove esiste la possibilità di una profonda integrazione nel ciclo tecnologico dell'impresa, dove è possibile utilizzare il calore derivante dalle reazioni, dove vengono stabilite le vendite di (NH4)2SO4. Senza questo, diventa un costoso mal di testa.

Mercato del solfato di ammonio: fertilizzante o rifiuto?

Questa è forse la domanda più dolorosa. Quando si progetta un impianto, tutti disegnano bellissimi grafici di rimborso dalle vendite di fertilizzanti. Ma la realtà è che il mercato del solfato di ammonio in Cina è molto capriccioso e locale. Se l’impresa ha sede nell’entroterra, i costi di trasporto possono assorbire tutti i profitti. La qualità del prodotto è una storia diversa. Per ottenere solfato di ammonio granulare commerciale, è necessaria una fase complessa e ad alta intensità energetica di cristallizzazione, essiccazione e granulazione. Spesso gli impianti di desolforazione lo forniscono semplicemente sotto forma di polpa o cristallo umido, poi difficilmente smaltibile.

C'è stata esperienza in una centrale elettrica nella provincia del Sichuan. Hanno costruito una struttura all'avanguardia, ma non hanno pensato alla logistica. Di conseguenza, il magazzino era pieno di sacchi di prodotti che non potevano essere rimossi. Abbiamo dovuto interrompere il processo e passare a una modalità di produzione di rifiuti, il che, naturalmente, ha ucciso l’aspetto economico del progetto. D'altra parte, ci sono esempi positivi in ​​cui un'impresa, ad esempio un impianto chimico, utilizza il solfato di ammonio nel suo successivo processo tecnologico. Quindi l'efficienza del sistema nel suo insieme aumenta notevolmente.

Vale la pena menzionarlo quiChengdu Yizhi Technology Co.(il loro sito web èhttps://www.yzkjhx.ru). Non si tratta solo di un venditore di attrezzature, ma di un istituto di design creato sulla base della tecnologia Huaxi. Nel loro approccio ho notato un’enfasi su una soluzione sistemica. Non si limitano a installare uno scrubber, ma guardano l’intera catena: dalla fornitura di ammoniaca all’imballaggio e alla logistica del prodotto finale. I loro progetti, che ho visto nel settore metallurgico, spesso includono moduli per la trasformazione del solfato di ammonio in uno stato commerciabile, il che elimina immediatamente molti problemi.Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd., in quanto istituto con un capitale sociale di 120 milioni di yuan, si concentra chiaramente su soluzioni ingegneristiche complete piuttosto che sulla vendita di hardware. Questa è una differenza importante.

Ammoniaca: questioni di sicurezza e logistica

Lavorare con l'ammoniaca comporta sempre maggiori requisiti di sicurezza. E non si tratta solo di stoccaggio refrigerato o pressurizzato. Questi includono procedure quotidiane, formazione del personale e sistemi di rilascio di emergenza. In uno dei primi progetti a cui ho partecipato, gli ingegneri hanno risparmiato denaro sul sistema di controllo del gas nella pompa dell'ammoniaca. Di conseguenza, una piccola perdita nel collegamento a flangia è rimasta a lungo inosservata fino a quando non sono iniziati i reclami da parte del personale. È positivo che non ci siano state conseguenze, ma è rimasto un residuo.

La logistica è il secondo incubo. Se non è possibile ricevere l'ammoniaca attraverso una conduttura da un impianto vicino, è necessario importarla su strada o su rotaia. Si tratta di rischi aggiuntivi, costi e dipendenza dai fornitori. In inverno, nelle regioni settentrionali si possono verificare difficoltà con lo scarico. Pertanto, l’efficacia dell’intero sistema di desolforazione dell’ammoniaca potrebbe essere messa in discussione se questo problema non viene risolto a livello di concetto di progettazione. A volte risulta essere più economico e affidabile costruire un sito per la produzione di ammoniaca dall'urea direttamente sul sito, sebbene ciò complichi la mappa tecnologica.

Un'altra sfumatura è la purezza dell'ammoniaca. L'ammoniaca tecnica può contenere impurità (ad esempio oli) che avvelenano i processi catalitici o semplicemente intasano gli iniettori. Dobbiamo installare una pulizia aggiuntiva. Questo è un dettaglio che spesso sfugge ai calcoli preliminari e che poi si traduce in riparazioni semplici e non programmate.

Esperienza pratica: quando tutto è andato storto

Vorrei condividere un caso che chiarisce molto. Non nominerò l'impianto, ma era una grande impresa di metallurgia non ferrosa. Abbiamo deciso di introdurre la desolforazione dell'ammoniaca nella zona di torrefazione. I gas erano complessi, con un contenuto elevato e variabile di SO2, oltre a polvere. Il progetto è stato realizzato da un'azienda rispettabile sulla carta. Installato e lanciato. Le prime settimane sono tutte buone. Poi è iniziato: fluttuazioni del pH nell'assorbitore, cristallizzazione instabile, costante intasamento della rete di distribuzione del gas.

Si è scoperto che i progettisti non hanno tenuto conto del funzionamento ciclico dei forni. Le emissioni massime di SO2 al momento del caricamento della carica hanno superato significativamente quelle calcolate e il sistema non ha avuto il tempo di elaborarle. L'ammoniaca è stata fornita con ritardo. È stato necessario rifare completamente il sistema di controllo automatico, introducendo il controllo in cascata di più parametri e non solo del pH in uscita. Ciò ha aumentato i costi, ma ha salvato il progetto. Morale: la tecnologia è sensibile alle dinamiche dei processi. Non può essere semplicemente agganciato alla produzione esistente senza un'analisi approfondita delle normative tecnologiche.

Nello stesso progetto si è verificato un problema con il materiale dei dispositivi. Per risparmiare denaro, in alcuni componenti abbiamo utilizzato il normale acciaio inossidabile. E i gas, come si è scoperto, contenevano vapori di acido fluoridrico (a causa delle impurità nelle materie prime). Sei mesi dopo iniziò la corrosione per vaiolatura. La lezione è stata appresa a caro prezzo: la sostituzione completa dell'assorbitore. Adesso richiedo sempre la composizione chimica completa del gas, compresi eventuali alberghi, e insisto sull'uso di leghe o rivestimenti più resistenti nei punti chiave.

Tuttavia, è efficace?

Ritornando alla questione principale. Sì, la desolforazione dell'ammoniaca è efficace. Ma con un numero enorme di riserve. Questa non è una soluzione valida per tutti. La sua efficacia è il prodotto di una progettazione competente, della comprensione dell'intero contesto dell'impresa (dalle materie prime ai mercati di vendita) e della disponibilità di personale qualificato per il funzionamento. Batte i record per il grado di purificazione durante il funzionamento in modalità normale con il gas di progetto. Può essere economicamente giustificato se il sottoprodotto non è la zavorra, ma una merce.

In Cina, viene spesso scelto non perché sia ​​il migliore in quanto tale, ma perché si adatta meglio alle specifiche politiche ambientali ed economiche della regione. Da qualche parte sono vietati i depositi di gesso con il metodo della calce e l'ammoniaca diventa la soluzione. Da qualche parte c'è un eccesso di ammoniaca da una produzione vicina - e questo risolve il problema logistico.

Quindi, la mia conclusione è questa: la tecnologia funziona ed è potente. Ma la sua implementazione è sempre un’ingegneria ad alto rischio e non l’acquisto di una soluzione scatolata. È necessario considerare non solo CAPEX e OPEX, ma anche i rischi di interruzioni della fornitura, fluttuazioni nel mercato dei fertilizzanti e, naturalmente, il costo di possibili miglioramenti a livello locale. Se tutti questi collegamenti vengono assemblati in una catena, il risultato sarà. In caso contrario, ci si può ritrovare con un oggetto molto costoso e capriccioso che crea solo l'apparenza di rispetto per l'ambiente. La scelta spetta all'ingegnere, che deve vedere oltre il reattore di assorbimento.