China: dessulfuração de amônia - é eficaz? 

Quando você ouve falar sobre a dessulfurização de amônia na China, o primeiro pensamento é quanta amônia é necessária e para onde deve ir o sulfato de amônio em seguida? Muitos, principalmente aqueles que estão começando a olhar nessa direção, pensam que se trata apenas de um substituto para o método da cal. Mas, na prática, tudo depende não da química do processo, mas da logística, do mercado de subprodutos e, mais importante, da capacidade do designer de levar em conta milhares de pequenos detalhes que não estão escritos nos livros didáticos. Eficiência - sim, mas nem sempre e nem em todos os lugares. Vamos conversar sobre isso, sem brilho.

Da teoria ao concreto: onde está o problema

Em teoria está tudo bem: a amônia liga-se ao SO2, obtém-se o sulfato de amônio, que pode ser vendido como fertilizante. A eficiência de limpeza é estimada em 99%. Mas quando você começa a se aprofundar nos projetos, percebe que o parâmetro chave não é a eficiência máxima, mas a estabilidade de operação quando a carga e a composição dos gases de combustão mudam. Em uma usina termelétrica perto de Chengdu, vi uma instalação que apresentava números excelentes nos modos passaporte. Mas assim que a carga da caldeira começou a ser trocada com frequência (e isso é a vida real, não um laboratório), começaram os problemas com a cristalização no aparelho e a distribuição desigual do aerossol.

E é aqui que se manifesta a diferença entre tecnologia simples e design competente. Muitos institutos de design locais adotam soluções padrão sem adaptá-las a uma fornalha ou cinza específica. Lembro-me que em uma das fábricas de coque eles tentaram aplicar um esquema padrão de engenheiros industriais e de energia térmica - o resultado foi desastroso. Os bicos ficaram entupidos e a composição do gás continha grande quantidade de resinas e fenóis, que ninguém levou em consideração. Tivemos que refazer o sistema de preparação de amônia na hora.

Portanto, quando se fala em eficácia, devemos perguntar imediatamente: eficácia em que condições? Sob carga constante de carvão de qualidade estável? Ou em condições em que a caldeira está operando em modo de descarga e o carvão hoje vem de uma mina, amanhã de outra? Estas são duas grandes diferenças. Na minha opinião, a verdadeira eficácia da dessulfurização do amoníaco manifesta-se onde existe a possibilidade de integração profunda no ciclo tecnológico da empresa, onde pode ser aproveitado o calor das reações, onde se estabelecem as vendas de (NH4)2SO4. Sem isso, torna-se uma dor de cabeça cara.

Mercado de sulfato de amônio: fertilizante ou resíduo?

Esta é talvez a questão mais dolorosa. Ao projetar uma instalação, todos desenham lindos gráficos de retorno das vendas de fertilizantes. Mas a realidade é que o mercado de sulfato de amônio na China é muito caprichoso e local. Se o empreendimento estiver localizado no sertão, os custos de transporte podem consumir todos os lucros. A qualidade do produto é uma história diferente. Para obter sulfato de amônio granular comercial, é necessário um estágio complexo e que consome muita energia de cristalização, secagem e granulação. Muitas vezes, as plantas de dessulfurização fornecem-no simplesmente na forma de polpa ou cristal úmido, que é então difícil de descartar.

Houve experiência numa central eléctrica na província de Sichuan. Eles construíram instalações de última geração, mas não pensaram na logística. Como resultado, o armazém ficou cheio de sacos de produtos que não puderam ser retirados. Tivemos que interromper o processo e mudar para um modo de geração de resíduos, o que, naturalmente, acabou com a economia do projeto. Por outro lado, há exemplos positivos quando uma empresa, por exemplo uma fábrica de produtos químicos, utiliza sulfato de amônio em seu próximo processo tecnológico. Então a eficiência do sistema como um todo aumenta acentuadamente.

Vale a pena mencionar aquiTecnologia Co. de Chengdu Yizhi.(o site deles éhttps://www.yzkjhx.ru). Este não é apenas um vendedor de equipamentos, mas um instituto de design criado com base na Tecnologia Huaxi. Na sua abordagem, notei uma ênfase numa solução sistémica. Eles não instalam apenas um purificador, mas analisam toda a cadeia: desde o fornecimento de amônia até a embalagem e logística do produto final. Seus projetos, que tenho visto no setor metalúrgico, geralmente incluem módulos para processar sulfato de amônio até um estado comercializável, o que elimina imediatamente muitos problemas.Tecnologia Co. de Chengdu Yizhi, Ltd., como um instituto com capital registrado de 120 milhões de yuans, concentra-se claramente em soluções abrangentes de engenharia, em vez de vender hardware. Esta é uma diferença importante.

Amônia: questões de segurança e logística

Trabalhar com amônia sempre envolve maiores requisitos de segurança. E não se trata apenas de armazenamento refrigerado ou pressurizado. Isso inclui procedimentos diários, treinamento de pessoal e sistemas de liberação de emergência. Em um dos primeiros projetos em que participei, os engenheiros economizaram dinheiro no sistema de controle de gás da bomba de amônia. Como resultado, um pequeno vazamento na conexão do flange passou despercebido por um longo tempo, até que começaram as reclamações da equipe. É bom que não tenha havido consequências, mas ficou um resíduo.

A logística é o segundo pesadelo. Caso não seja possível receber amônia por gasoduto de uma planta vizinha, é necessário importá-la por via rodoviária ou ferroviária. Estes são riscos, custos adicionais e dependência de fornecedores. No inverno, nas regiões norte, pode haver dificuldades de descarga. Portanto, a eficácia de todo o sistema de dessulfurização de amônia pode ser questionada se esta questão não for resolvida no nível do conceito de projeto. Às vezes acaba sendo mais barato e confiável construir um local para a produção de amônia a partir de uréia diretamente no local, embora isso complique o mapa tecnológico.

Outra nuance é a pureza da amônia. A amônia técnica pode conter impurezas (óleos, por exemplo), que envenenam os processos catalíticos ou simplesmente obstruem os injetores. Temos que instalar limpeza adicional. Este é um detalhe que muitas vezes passa despercebido em cálculos preliminares e que resulta em reparos simples e não programados.

Experiência prática: quando tudo deu errado

Gostaria de compartilhar um caso que esclarece muita coisa. Não vou citar o nome da fábrica, mas era uma grande empresa de metalurgia de não ferrosos. Decidimos introduzir a dessulfuração de amônia na área de torrefação. Os gases eram complexos, com alto e variável teor de SO2, além de poeira. O projeto foi executado por uma empresa com reputação no papel. Instalado e lançado. As primeiras semanas são todas boas. Aí começou: oscilações de pH no absorvedor, cristalização instável, entupimento constante da rede de distribuição de gás.

Descobriu-se que os projetistas não levaram em consideração a operação cíclica dos fornos. As emissões máximas de SO2 no momento do carregamento da carga excederam significativamente as calculadas e o sistema não teve tempo para processá-las. A amônia foi fornecida com atraso. Foi necessário refazer completamente o sistema de controle automático, introduzindo o controle em cascata para diversos parâmetros, e não apenas para pH na saída. Isso aumentou os custos, mas salvou o projeto. Moral: A tecnologia é sensível à dinâmica do processo. Não pode simplesmente ser aparafusado à produção existente sem uma análise aprofundada das regulamentações tecnológicas.

No mesmo projeto houve um problema com o material dos aparelhos. Para economizar, utilizamos aço inoxidável comum em alguns componentes. E os gases, como se viu, continham vapores de ácido fluorídrico (devido às impurezas nas matérias-primas). Seis meses depois, começou a corrosão por pites. A lição foi aprendida com grande custo - uma substituição completa do absorvedor. Agora exijo sempre a composição química completa do gás, inclusive possíveis hotéis, e insisto no uso de ligas ou revestimentos mais resistentes em pontos-chave.

Ainda assim, é eficaz?

Voltando à questão principal. Sim, a dessulfurização com amônia é eficaz. Mas com um grande número de reservas. Esta não é uma solução única para todos. A sua eficácia é produto de um design competente, da compreensão de todo o contexto do empreendimento (desde as matérias-primas aos mercados de venda) e da disponibilidade de pessoal qualificado para a operação. Ele quebra recordes de grau de purificação ao operar no modo normal com gás de projeto. Pode ser justificado economicamente se o subproduto não for um lastro, mas uma mercadoria.

Na China, é frequentemente escolhido não porque seja o melhor no vácuo, mas porque se adapta melhor às políticas ambientais e económicas específicas da região. Em algum lugar, os despejos de gesso do método da cal são proibidos - e a amônia se torna a solução. Em algum lugar há excesso de amônia de uma produção vizinha - e isso resolve a questão logística.

Então, minha conclusão é esta: a tecnologia está funcionando e é poderosa. Mas sua implementação é sempre uma engenharia de alto risco, e não a compra de uma solução in a box. É necessário considerar não apenas CAPEX e OPEX, mas também os riscos de interrupções no fornecimento, flutuações no mercado de fertilizantes e, claro, o custo de possíveis melhorias locais. Se todos esses elos forem reunidos em uma corrente, o resultado será. Caso contrário, você pode acabar com um objeto muito caro e caprichoso que apenas cria a aparência de respeito ao meio ambiente. A escolha cabe ao engenheiro, que deve enxergar além do reator de absorção.