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Cina: Desolforatori ionici - Innovazioni e applicazioni

Quando in Cina si parla di desolforazione, molti pensano immediatamente ai tradizionali scrubber a base di latte di calce. Ma negli ultimi cinque-sette anni il tema è diventato sempre più forte:desolforatori ionici. Non dirò che si tratta di una sorta di magia completamente nuova: i principi sono noti, ma è nella pratica cinese che la loro messa a punto e adattamento alle condizioni locali, spesso molto dure, è una storia a parte, piena di scoperte e vicoli ciechi.

Da dove viene questo interesse per le tecnologie ioniche?

Tutto si riduce agli standard ambientali. La Cina non è più un paese in cui è possibile costruire all’infinito gigantesche torri di assorbimento. Serve compattezza, meno acqua, meno rifiuti sotto forma di gesso, che poi va comunque smaltito da qualche parte. I metodi ionici, in teoria, promettono esattamente questo: elevata efficienza di rimozione della SO2, e in modo selettivo, e possibilità di rigenerazione del sorbente. Sembra perfetto, vero? Ma in pratica... In pratica capita spesso che la “rigenerazione” dichiarata sulla carta si trasformi in un grattacapo in loco a causa della difficoltà di controllare la composizione ionica della soluzione.

Ricordo uno dei primi grandi progetti in una centrale termoelettrica nella provincia di Shandong. L'installazione è stata installata sulla base della tecnologia ionica. Tutto ha funzionato alla grande in laboratorio, l'efficienza era superiore al 99%. Ma nei gas di scarico reali, con la loro polvere, le fluttuazioni di temperatura e composizione, sono iniziati i problemi. La soluzione ionica si “stancò” rapidamente: era contaminata da cloruri e fluoruri forniti con il carbone. Il circuito di rigenerazione non poteva farcela, quindi abbiamo dovuto modificare urgentemente il sistema di pre-pulizia e introdurre ulteriori fasi di pulizia della soluzione stessa. È stata una lezione costosa.

Fu dopo questi casi che divenne chiaro quel successodesolforatore ionico— non è tanto il reattore in sé, ma una preparazione competente del gas e un sistema intelligente per monitorare e controllare la chimica del processo. Senza questo, si degrada rapidamente al livello di un normale scrubber a umido, ma con un “riempimento” più capriccioso.

I principali attori e il loro approccio: uno sguardo dall'interno

Ci sono diverse squadre importanti sul mercato in questo momento. Alcuni si affidano a moduli già pronti e standardizzati, come "impostalo e dimenticalo?". Altri, e secondo me ce ne sono di più, lavorano come istituti di progettazione, adattando la soluzione a un focolare specifico, a un carbone specifico. Qui, ad esempio,Chengdu Yizhi Technology Co.(il loro sito web èhttps://www.yzkjhx.ru). Questo è esattamente il caso. Sono nati dalla società di tecnologia chimica Huaxi e puoi sentirlo. Il loro approccio non è vendere hardware, ma vendere un processo tecnologico.

Yizhi è un istituto di design fondato da Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd. nel 2013. Il capitale sociale di 120 milioni di yuan è una cifra seria, questo indica l'intenzione di giocare per il futuro e non per progetti veloci. Nelle loro soluzioni di desolforazione, vedo spesso un’enfasi sul lato chimico: personalizzazione dettagliata della composizione della soluzione ionica, analisi approfondita delle ceneri e delle impurità nel carburante del cliente. Non esitano a combinare i metodi: in alcuni luoghi il processo ionico è il nucleo, mentre in altri lo utilizzano come fase finale dopo la purificazione tradizionale.

Ciò che è prezioso è che pubblicano non solo successi, ma anche analisi di casi complessi. Sullo stesso sito è possibile trovare materiali su come lavorare con carboni ad alto contenuto di zolfo o gas provenienti da impianti di incenerimento dei rifiuti, dove oltre all'SO2 sono presenti anche un sacco di impurità aggressive. Questo dà l'impressione di poter parlare con loro lo stesso linguaggio tecnico, e non limitarsi a ricevere una proposta commerciale.

Dove funziona davvero e dove è eccessivo?

Ora il principale banco di prova per le tecnologie ioniche in Cina non sono tanto i giganteschi blocchi di carbone da 1000 MW, ma le fonti medie e piccole: caldaie industriali, caldaie, impianti chimici. Dove non c’è spazio per enormi assorbitori, ma ci sono rigidi limiti di emissione. O dove il sottoprodotto risultante è prezioso, ad esempio acido solforico concentrato o zolfo.

Un esempio di successo che ho visto personalmente è un cementificio nel Sichuan. L'hanno messo lìdesolforatore ionicoalla linea di tiro. Il vantaggio era che la temperatura dei gas era già relativamente stabile e la raccolta delle polveri era molto efficace. L'impianto era compatto, la rigenerazione della soluzione funzionava stabilmente e l'impianto era in grado di utilizzare il solfito di sodio risultante nel proprio ciclo tecnologico. L'effetto economico è stato positivo non solo per le multe, ma anche per i risparmi sull'acquisto di reagenti per altri processi.

Ma in una centrale termoelettrica alimentata a carbone con carichi e composizione del combustibile molto variabili, tali sistemi, a mio avviso, richiedono ancora una manutenzione molto qualificata. Non tutto il personale è pronto a leggere i dati dagli elettrodi ionoselettivi e a regolare tempestivamente la modalità. Spesso l'installazione non funziona a livello ottimale, ma a livello “sicuro”. modalità, con un consumo eccessivo di reagenti, che ne annulla i vantaggi economici.

Insidie e dettagli “non evidenti”.

Pochi ne parlano nelle brochure, ma uno dei principali nemici dei sistemi ionici è la corrosione. Sembrerebbe che la soluzione sia alcalina, ma a certi potenziali e alla presenza di ioni attivatori (gli stessi cloruri) diventa molto aggressiva nei confronti del normale acciaio inossidabile. È necessario utilizzare leghe più costose o rivestimenti speciali nei componenti chiave. Ciò ha un impatto immediato sui costi di capitale.

Un altro punto è lo smaltimento della soluzione di scarto. Sì, si rigenera, ma non al 100%. Nel tempo si accumulano sali di zavorra e metalli pesanti. E questa "coda" deve essere neutralizzata o sepolta in qualche modo. In alcuni progetti questa è diventata una voce di costo inaspettata di cui non si è tenuto conto all'inizio. Pertanto, ora gli ingegneri competenti inseriscono immediatamente un modulo di cristallizzazione o evaporazione nel circuito per il trattamento di questi rifiuti.

E l'ultima cosa è la dipendenza dal fornitore di reagenti. Un reagente base puro e di alta qualità (solfito o carbonato) è di fondamentale importanza. Se contiene impurità, avvelenerà rapidamente l'intero ciclo. Ciò crea alcuni rischi per il cliente e lo lega ad aziende chimiche affidabili. Non tutti sono pronti per questo.

Qual è il risultato? Uno sguardo al prossimo futuro

Le tecnologie ioniche nella desolforazione non sono una “proiettile d’argento” che sostituirà tutto. Questo è uno strumento potente ma specifico nell'arsenale dell'ingegnere ambientale. La loro nicchia crescerà, soprattutto quando le normative diventeranno più rigorose e il costo dell’acqua e del terreno per le discariche aumenterà. Ma il successo si avrà solo laddove si avrà una chiara comprensione dell’intera catena: dalla composizione del carburante allo smaltimento finale di tutti i flussi.

Alle aziende piaceChengdu Yizhi Technology Co., con le loro profonde radici chimiche e l'approccio basato sui progetti, sono in una buona posizione. La loro forza sta nella capacità di personalizzazione, nella capacità non solo di installare apparecchiature, ma di adattare la modalità tecnologica al “carattere” del progetto. pianta specifica. Questo è esattamente ciò che è necessario per processi così capricciosi.

Personalmente credo che la prossima rivoluzione sarà legata all’integrazione dei sistemidesolforazione ionicacon gemelli digitali e analisi predittiva. Quando i sensori in tempo reale non mostreranno solo le concentrazioni, ma con l'aiuto di modelli prediranno il momento in cui sarà necessario regolare la modalità di rigenerazione o aggiungere un additivo. Senza questo, sarà difficile raggiungere un'applicazione di massa nel settore più complesso, quello energetico. Ma il movimento va decisamente in questa direzione. Vediamo cosa mostreranno i prossimi cinque anni.