الصين: إزالة كبريت الأمونيا - التكنولوجيات والمنتجات؟ 

عندما يتحدث الناس عن إزالة كبريت الأمونيا في الصين، يتخيل الكثير من الناس على الفور منشآت عملاقة في محطات الطاقة الحرارية. لكن الواقع، كالعادة، أكثر تعقيدا وإثارة للاهتمام. وما يتم التغاضي عنه غالبا هو أن التحدي الرئيسي لا يكمن في التكنولوجيا في حد ذاتها، بل في التكيف مع نوع معين من الوقود، والأهم من ذلك، الإدارة الفعالة لكبريتات الأمونيوم الثانوية. وهنا يظهر الفرق بين النظرية والتطبيق.

من النظرية إلى "الأيدي القذرة": أين يكمن المصيد؟

في الكتب المدرسية، تبدو العملية واضحة ومباشرة: امتصاص ثاني أكسيد الكبريت بواسطة محلول الأمونيا، والأكسدة، والتبلور. في الواقع، المشكلة الأولى هي نوعية الأمونيا. إذا كنت تستخدم الأمونيا السائلة، فأنت بحاجة إلى إجراءات سلامة وتخزين وخدمات لوجستية جدية. عند التحول إلى ماء الأمونيا، لديك معدات مختلفة ومعايير تبخر مختلفة. وإذا تمكنت المنشأة من الوصول إلى النفايات الصناعية التي تحتوي على الأمونيا، فإن المهمة تتغير تماما؛ لم نعد نتحدث عن الكيمياء البحتة، بل عن الهندسة «حسب الظروف؟».

النقطة الثانية التي غالبًا ما يقلل منها المبتدئون هي تأثير تركيبة غازات المداخن. أما وقود الفحم الصيني فهو قصة مختلفة. التقلبات في تركيز ثاني أكسيد الكبريت، ووجود الغبار، وأبخرة المعادن الثقيلة، والكلوريدات - كل هذا ليس مجرد "ضوضاء في الخلفية"، ولكن العوامل التي يمكن أن تلحق الضرر بالحقن أو تعوق نقل الكتلة في جهاز الامتصاص خلال أسبوع واحد فقط. يجب عليك إبقاء إصبعك على النبض باستمرار وضبط الأوضاع. هذا ليس "اضبطه ونساه".

والمأزق الثالث هو على وجه التحديد نفس كبريتات الأمونيوم. الحصول عليها هو نصف المعركة. تحتاج إلى الحصول على منتج قابل للتسويق ويمكن بيعه. وهذا يعني حجم بلوري مستقر، ومحتوى رطوبة منخفض، والحد الأدنى من الشوائب. إذا كانت البلورات صغيرة وملتصقة ببعضها البعض، فسوف تتحول في المستودع إلى كتلة متراصة، ومن المستحيل التعامل معها بعد ذلك. هل رأيت مثل هذه "المفاجآت"؟ في إحدى المنشآت المبكرة في مقاطعة شانشي - ثم قاموا بتكسير هذه الكتلة من الحجر لمدة ستة أشهر.

تطور التكنولوجيا: ليس فقط الممتصات

إذا كان التركيز قبل عشر سنوات على المخططات الأساسية مثل عملية الأمونيا الحلقية، فقد تحول كل شيء الآن نحو التحسين والحلول الهجينة. على سبيل المثال، مزيج من إزالة الكبريت من الأمونيا الرطبة مع مرحلة ما قبل الجفاف أو شبه الجفاف للغازات التي تحتوي على تركيزات عالية جدًا من ثاني أكسيد الكبريت. يتيح لك ذلك تقليل الحمل على جهاز الامتصاص الرئيسي، والأهم من ذلك، تقليل حجم النفايات السائلة.

قصة منفصلة هي مكافحة إزالة قطرات ضباب الأمونيا. في بعض الأحيان تفشل المخمدات القياسية (مزيلات الضباب)، خاصة عند الأحمال القصوى. علينا أن نجرب أنظمة متعددة المراحل، بما في ذلك مرشحات الألياف. وهذا يزيد من تكاليف رأس المال، لكنه يضمن عدم خروج "دخان" من الأنبوب. برائحة الأمونيا المحفوفة بشكاوى السكان والغرامات.

كما أن الرقمنة تخترق هذه المنطقة ببطء ولكن بثبات. نحن لا نتحدث عن "الصناعة 4.0"، بل عن أنظمة بسيطة لمراقبة المعلمات الرئيسية في الوقت الفعلي: الرقم الهيدروجيني للمحلول المتداول، وكثافة التعليق، ودرجة حرارة المخرج. وهذا يسمح للمشغل بعدم تشغيل أنابيب الاختبار باستمرار، ولكن رؤية الاتجاهات والتنبؤ بالمشكلات، على سبيل المثال، بداية التبلور غير المنضبط في أنابيب المبادل الحراري.

مجموعة المنتجات: من الأسمدة إلى التطبيقات المتخصصة

المنتج الرئيسي هو، بطبيعة الحال،كبريتات الأمونيومكسماد النيتروجين والكبريت. لكن سوق الأسمدة في الصين دوري وتنافسي للغاية. ولذلك، فإن ربحية التثبيت بأكمله مرتبطة باستقرار المبيعات والسعر. لا يحاول اللاعبون الأذكياء إنتاج منتج قياسي فحسب، بل يحاولون العمل على جودته من أجل الحصول على علاوة. على سبيل المثال، لاستخدامها في إنتاج الأسمدة المعقدة أو حتى في صناعة المواد الغذائية (بعد التنقية العميقة)، هناك حاجة إلى بلورات ذات نقاء خاص.

هناك أيضًا مناطق أقل شهرة ولكنها واعدة. يمكن استخدام كبريتات الأمونيوم المنقاة عالية الجودة في مثبطات الحريق وفي عمليات تعويم الخام. لكن هذا يتطلب بالفعل تعاونًا عميقًا مع المستهلك وفهم عمليته الفنية. الحالة الأكثر إثارة للاهتمام التي صادفتها كانت استخدام منتج ثانوي لإزالة الكبريت في أحد المصانع الكيميائية كمادة خام لإنتاج كبريتات البوتاسيوم باستخدام طريقة مانهايم. والنتيجة هي دورة خالية من النفايات تقريبًا.

لكن محاولات إنتاج حمض الكبريتيك النقي أو الكبريت الأولي منه في الصين، على حد علمي، هي ذات طبيعة تجريبية أكثر. لم يتقارب الاقتصاد بعد، وتكاليف الطاقة مرتفعة. ورغم ذلك، وفي سياق تشديد معايير الانبعاثات وارتفاع أسعار الكبريت، فإن مثل هذه المشاريع قد تتلقى رياحاً ثانية.

الخبرة والأخطاء: نظرة من الداخل

أحد المشاريع الأكثر دلالة التي رأيتها يرتبط بالشركةتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(موقعهم على الانترنت هوhttps://www.yzkjhx.ru). إنه معهد تصميم تم تأسيسه بواسطة Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd.، برأس مال مسجل كبير. لقد تميز نهجهم دائمًا ليس فقط من خلال بيع المعدات، ولكن أيضًا من خلال التصميم المعقد "الجاهز" مع مراعاة التشغيل اللاحق. على سبيل المثال، كانوا من أوائل الشركات في الصين التي قدمت بنشاط أنظمة لغسل الفوهات تلقائيًا في الممتصات دون إيقاف التثبيت - وهو شيء صغير، ولكنه يزيد بشكل كبير من عدد الأميال المقطوعة للإصلاح.

ولكن لم يكن كل شيء سلسًا بالنسبة لهم أيضًا. أتذكر أنه في إحدى التركيبات الأولى الخاصة بمنزل غلايات صغير، كانت هناك مشاكل في التآكل في المنطقة التي كانت درجة حرارة الغاز فيها على حدود نقطة الندى. يبدو أن المادة المختارة صحيحة - الفولاذ المزدوج، لكن اللحامات أصبحت مصدرا للتآكل. كان علينا تغيير تقنية ما بعد المعالجة للتماس بسرعة وتركيب غرف إضافية لتسخين الغاز عند المدخل. لقد كان درسًا مكلفًا، لكنه أصبح فيما بعد جزءًا من بروتوكولاتهم القياسية.

هناك خطأ شائع آخر في العديد من المرافق وهو التقليل من نظام تعبئة وتخزين كبريتات الأمونيوم. لقد أنشأوا خطوط تعبئة منتظمة، وبعد ذلك اتضح أنه في ظروف الرطوبة العالية في جنوب الصين، يتم تعبئة المنتج في أكياس الكعك في غضون أسبوعين. من الضروري تحديث المستودعات بأنظمة تجفيف الهواء، مما يؤدي إلى نفقات غير مخطط لها. من الأفضل وضع هذا في المشروع على الفور.

ما هو قادم: ليس فقط البيئة، ولكن أيضًا الاقتصاد

إن الدافع وراء تطوير عملية إزالة كبريت الأمونيا في الصين الآن ليس فقط المعايير البيئية الصارمة (وهي موجودة بالفعل)، بل البحث عن الاستدامة الاقتصادية. يجب ألا يتوافق التثبيت مع اللوائح فحسب، بل يجب أيضًا تحقيق ربح من بيع كبريتات الأمونيوم أو، على الأقل، تقليل تكاليف التشغيل بشكل كبير مقارنة باستخدام الحجر الجيري (حيث تكمن المشكلة في مقالب الجبس).

هناك اتجاه نحو إنشاء منشآت معيارية أكثر إحكاما لمصادر الانبعاثات المتوسطة وحتى الصغيرة - ليس فقط في قطاع الطاقة، ولكن أيضًا في مجال المعادن والصناعات الكيماوية. المفتاح هنا ليس أقصى قدر من كفاءة التنظيف (على الرغم من أن هذا مهم)، ولكن سهولة الصيانة والموثوقية طوال الموسم. في فصل الشتاء في شمال الصين، وفي ظل الأنظمة التي يوجد بها الكثير من السوائل، يكون هناك دائمًا صداع.

وبطبيعة الحال، لا يزال هناك التحدي المتمثل في التكامل مع أنظمة تنقية الملوثات الأخرى - أكاسيد النيتروجين (NOx) والغبار. تتطلب التقنيات المدمجة، على سبيل المثال، المعتمدة على الأمونيا لإزالة الكبريت ونزع النتروجين في وقت واحد (عملية من نوع SNCR/SCR)، توازنًا دقيقًا. الاستهلاك المفرط للأمونيا - وتحصل على "زلة" من الأمونيا غير المتفاعلة، وضعف العرض - تنخفض الكفاءة. هذه منطقة للضبط والبحث المستمر عن التسوية، حيث لا توجد وصفات جاهزة، كل كائن فريد من نوعه. في هذا "المطبخ" ولدت تجربة حقيقية، وليس في المخططات المثالية من الكتالوجات.