중국: 암모니아 탈황 - 기술 및 제품? 

사람들이 중국의 암모니아 탈황에 관해 이야기할 때 많은 사람들은 즉각 화력발전소의 거대한 설비를 상상합니다. 그러나 현실은 늘 그렇듯이 더 복잡하고 흥미롭습니다. 종종 간과되는 것은 핵심 과제가 기술 자체가 아니라 특정 연료에 대한 적응, 더 중요하게는 부산물인 황산암모늄의 효과적인 관리라는 점입니다. 여기서 이론과 실제의 차이가 드러난다.

이론에서 "더러운 손"까지: 문제는 어디에 있는가

교과서에서는 암모니아 용액에 의한 SO2 흡수, 산화, 결정화 등의 과정이 간단해 보입니다. 사실 첫 번째 문제는 암모니아의 품질입니다. 액체 암모니아를 사용하는 경우 심각한 안전 조치, 보관 및 물류가 필요합니다. 암모니아수로 전환하면 장비도 다르고 증발 기준도 다릅니다. 그리고 시설에서 암모니아가 포함된 산업 폐기물에 접근할 수 있다면 작업은 완전히 달라집니다. 우리는 더 이상 순수 화학에 대해 이야기하는 것이 아니라 "상황에 따른" 엔지니어링에 대해 이야기하고 있습니다.

초보자가 종종 과소평가하는 두 번째 점은 연도가스 구성의 영향입니다. 중국의 석탄 연료는 다른 이야기입니다. SO2 농도의 변동, 먼지, 중금속 증기, 염화물 등 이 모든 것은 단순한 "배경 소음"이 아니라 주입기를 손상시키거나 단 일주일 만에 흡수기의 물질 이동을 막을 수 있는 요인입니다. 계속해서 맥박을 확인하고 모드를 조정해야 합니다. 이것은 "설정하고 잊어버리는" 것이 아닙니다.

세 번째 함정은 바로 황산암모늄입니다. 그것을 얻는 것은 전투의 절반입니다. 판매할 수 있는 시장성 있는 제품을 구입해야 합니다. 이는 안정적인 결정 크기, 낮은 수분 함량 및 최소 불순물을 의미합니다. 결정이 작고 서로 붙어 있으면 창고에서 대처할 수 없는 단일체로 변합니다. 이런 "놀라움"을 본 적이 있나요? Shanxi 지방의 초기 설치 중 하나에서 그들은 이 돌 블록을 6개월 동안 깨뜨렸습니다.

기술의 진화: 흡수체뿐만 아니라

10년 전에는 암모니아 순환 공정과 같은 기본 계획에 초점이 맞춰졌다면 이제는 모든 것이 최적화 및 하이브리드 솔루션으로 전환되었습니다. 예를 들어, SO2 농도가 매우 높은 가스에 대해 습식 암모니아 탈황과 사전 건조 또는 반건조 단계를 결합합니다. 이를 통해 주 흡수 장치의 부하를 줄이고 결정적으로 액체 폐기물의 양을 줄일 수 있습니다.

별도의 이야기는 암모니아 안개 방울 제거에 맞서 싸우는 것입니다. 표준 댐퍼(안개 제거기)는 특히 최대 부하에서 작동하지 않는 경우가 있습니다. 우리는 섬유 필터를 포함한 다단계 시스템을 실험해야 합니다. 이는 자본 비용을 증가시키지만 파이프에서 "연기"가 나오지 않도록 보장합니다. 인구의 불만과 벌금으로 가득 찬 암모니아 냄새가납니다.

디지털화 역시 느리지만 확실하게 이 영역에 침투하고 있습니다. 우리는 "인더스트리 4.0"에 대해 이야기하는 것이 아니라 순환 용액의 pH, 현탁액 밀도, 출구 온도 등 주요 매개변수를 실시간으로 모니터링하기 위한 간단한 시스템에 대해 이야기하고 있습니다. 이를 통해 작업자는 지속적으로 테스트 튜브를 가지고 돌아다닐 필요 없이 추세를 확인하고 열교환기 튜브에서 제어되지 않은 결정화의 시작과 같은 문제를 예측할 수 있습니다.

제품 범위: 비료부터 틈새 응용 분야까지

주력 제품은 물론,황산암모늄질소-황 비료로 사용됩니다. 그러나 중국의 비료 시장은 순환적이고 경쟁이 매우 치열합니다. 따라서 전체 설비의 수익성은 판매 및 가격의 안정성과 직결됩니다. 똑똑한 플레이어는 표준 제품을 생산하는 것뿐만 아니라 프리미엄을 받기 위해 품질에 노력합니다. 예를 들어, 복합 비료 생산이나 식품 산업(심층 정화 후)에 사용하려면 특별한 순도의 결정이 필요합니다.

덜 알려졌지만 유망한 분야도 있습니다. 정제된 고품질 황산암모늄은 난연제 및 광석 부유 공정에 사용될 수 있습니다. 그러나 이를 위해서는 이미 소비자와의 깊은 협력과 기술 프로세스에 대한 이해가 필요합니다. 제가 접한 가장 흥미로운 사례는 한 화학공장의 탈황 부산물을 만하임법을 이용한 황산칼륨 생산의 원료로 사용하는 것이었습니다. 그 결과 거의 낭비가 없는 사이클이 탄생했습니다.

그러나 내가 아는 한 중국에서 순수한 황산이나 황 원소를 생산하려는 시도는 본질적으로 더 실험적입니다. 경제는 아직 수렴되지 않았으며 에너지 비용이 높습니다. 그러나 배출 기준이 강화되고 유황 가격이 상승하는 상황에서 이러한 프로젝트는 두 번째 바람을 맞을 수도 있습니다.

경험과 실수: 내부에서 본 모습

내가 본 가장 시사적인 프로젝트 중 하나는 회사와 관련된 것입니다.청두 Yizhi 기술 유한 회사(그들의 웹사이트는https://www.yzkjhx.ru). Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd.가 심각한 등록 자본금을 가지고 설립한 디자인 연구소입니다. 그들의 접근 방식은 장비 판매뿐만 아니라 후속 작업을 고려한 복잡한 "턴키" 설계로 항상 구별되었습니다. 예를 들어, 설치를 중단하지 않고 흡수 장치의 노즐을 자동으로 세척하는 시스템을 중국에서 적극적으로 도입한 최초의 회사 중 하나입니다. 이는 작은 일이지만 정밀 검사 마일리지가 크게 늘어납니다.

그러나 그들에게도 모든 것이 순탄했던 것은 아닙니다. 소형 보일러실의 첫 번째 설치 중 하나에서 가스 온도가 이슬점 경계에 있는 영역에서 부식 문제가 있었던 것을 기억합니다. 선택한 재료는 올바른 것 같았습니다. 이중 강철이지만 용접이 부식의 원인이 되었습니다. 우리는 솔기 후처리 기술을 즉석에서 변경하고 입구에 추가 가스 가열 챔버를 설치해야 했습니다. 이는 비용이 많이 드는 수업이었지만 나중에 표준 프로토콜의 일부가 되었습니다.

많은 시설에서 흔히 저지르는 또 다른 실수는 황산암모늄 포장 및 보관 시스템을 과소평가하는 것입니다. 그들은 정기적인 포장 라인을 설치했고, 중국 남부의 습도가 높은 조건에서 가방에 담긴 제품은 몇 주 안에 케이크가 되는 것으로 나타났습니다. 창고를 공기 건조 시스템으로 개조해야 하므로 계획되지 않은 비용이 발생합니다. 이것을 바로 프로젝트에 넣는 것이 좋습니다.

앞으로 일어날 일: 생태학뿐만 아니라 경제학도

중국에서 암모니아 탈황 개발의 원동력은 이제 엄격한 환경 기준(이미 존재함)뿐만 아니라 경제적 지속 가능성을 추구하는 것입니다. 설치는 규정을 준수해야 할 뿐만 아니라 황산암모늄 판매로 이익을 얻거나 최소한 석회석 사용(문제는 석고 덤프)에 비해 운영 비용을 크게 줄여야 합니다.

에너지 부문뿐만 아니라 야금 및 화학 산업에서도 중소형 배출원을 위한 보다 컴팩트한 모듈식 설치를 만드는 경향이 있습니다. 여기서 핵심은 최대 청소 효율성(중요하긴 하지만)이 아니라 유지 관리의 용이성과 사계절 안정성입니다. 중국 북부 지역의 겨울에는 체액이 많아 항상 두통이 있습니다.

물론, 질소산화물(NOx)과 먼지 등 다른 오염물질에 대한 정화 시스템을 통합해야 하는 과제도 남아 있습니다. 예를 들어 동시 탈황 및 탈질을 위한 암모니아 기반의 복합 기술(SNCR/SCR 유형 공정)에는 섬세한 균형이 필요합니다. 암모니아를 과도하게 소비하면 반응하지 않은 암모니아가 "미끄러지고" 공급이 부족해 효율성이 감소합니다. 이는 기성 레시피가 없고 각 개체가 고유한 미세 조정과 끊임없는 타협 검색이 필요한 영역입니다. 이 "주방"에 있으며 카탈로그의 이상적인 계획이 아닌 실제 경험이 탄생합니다.