Flue Gas Desulphurisation (FGD): Process, Types, Benefits, and Future Trends

مقدمه ای بر گوگرد زدایی از گاز دودکش (FGD)

گوگرد زدایی از گاز دودکش (FGD) یک فناوری حیاتی است که به کاهش انتشار دی اکسید گوگرد (SO2) از فرآیندهای صنعتی کمک می کند. این فناوری به ویژه در نیروگاه های حرارتی اهمیت دارد. انتشار SO2 می تواند به محیط زیست و سلامت افراد آسیب برساند. آنها می توانند باعث باران اسیدی شوند که به جنگل ها، دریاچه ها و ساختمان ها آسیب می رساند. SO2 همچنین می تواند منجر به بیماری های تنفسی شود و تنفس را برای افراد سخت کند. سیستم های FGD نقش مهمی در کمک به صنایع برای رعایت قوانین زیست محیطی و بهبود کیفیت هوا دارند.

• سیستم های FGD به کاهش انتشار SO2 کمک می کند که از محیط زیست محافظت می کند.
• آنها احتمال باران اسیدی را کاهش می دهند که می تواند به طبیعت آسیب برساند.
• سیستم های FGD کیفیت هوا را برای جوامع اطراف بهبود می بخشد.
• آنها به صنایع کمک می کنند تا قوانین و مقررات زیست محیطی را رعایت کنند.
• فناوری FGD همچنین می تواند کارایی نیروگاه ها را بهبود بخشد.

فرآیند گوگرد زدایی از دودکش چگونه کار می کند

فرآیند گوگرد زدایی از گاز دودکش (FGD) به پاکسازی گازهای حاصل از سوزاندن سوخت های فسیلی کمک می کند. دی اکسید گوگرد (SO2) را کاهش می دهد که برای محیط زیست مضر است. فرآیند FGD دارای مراحل مختلفی از جمله شستشو و واکنش های شیمیایی است.

در فرآیند FGD، اولین مرحله تمیز کردن گاز است. این مرحله شامل حذف آلاینده ها از گاز دودکش است. سپس گاز تمیز شده از طریق شستشو می رود، جایی که با مایع یا جامد مخلوط می شود. این مرحله به جذب بیشتر SO2 کمک می کند. واکنش های شیمیایی نیز در این مراحل اتفاق می افتد. این واکنش ها به تبدیل SO2 به مواد دیگری که مضر نیستند کمک می کند.

سیستم FGD مرطوب
سیستم Wet FGD از آب برای تمیز کردن گاز استفاده می کند. اینطوری کار میکنه:

• گاز دودکش وارد اسکرابر می شود.
• آب به داخل اسکرابر می پاشد.
• گاز با آب مخلوط می شود.
• آب SO2 را جذب می کند.
• گاز تمیز شده اسکرابر را ترک می کند.

سیستم های FGD مرطوب می توانند بیش از 90% SO2 را حذف کنند. آنها اغلب در نیروگاه ها استفاده می شوند زیرا بسیار مؤثر هستند.

سیستم FGD خشک
سیستم Dry FGD از جاذب خشک به جای آب استفاده می کند. در اینجا نحوه عملکرد آن است:

• گاز دودکش وارد راکتور می شود.
• یک ماده خشک مانند آهک اضافه می شود.
• گاز و جاذب با هم مخلوط می شوند.
• جاذب SO2 را جذب می کند.
• گاز پاک شده از راکتور خارج می شود.

عملکرد سیستم های FGD خشک ساده تر است. آنها به خوبی در گیاهان کوچکتر کار می کنند اما معمولاً حدود 80% SO2 را حذف می کنند.

سیستم نیمه خشک FGD
سیستم نیمه خشک FGD ترکیبی از سیستم های مرطوب و خشک است. به این صورت عمل می کند:

• گاز دودکش وارد اسکرابر می شود.
• مقدار کمی آب پاشیده می شود.
• یک جاذب خشک نیز اضافه می شود.
• آب به جذب SO2 به جاذب کمک می کند.
• گاز تمیز شده از اسکرابر خارج می شود.

سیستم های نیمه خشک FGD می توانند حدود 90% SO2 را حذف کنند. آنها انعطاف پذیر هستند و می توانند در بسیاری از تنظیمات استفاده شوند.

هر سیستم FGD نقاط قوت خود را دارد. سیستم‌های مرطوب برای سرعت حذف بالا بهترین هستند، در حالی که مدیریت سیستم‌های خشک آسان‌تر است. سیستم های نیمه خشک تعادلی بین این دو ایجاد می کنند.

اهمیت سیستم های FGD در نیروگاه های حرارتی

سیستم های FGD برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در نیروگاه های حرارتی مهم هستند. آنها به کاهش گازهای مضر منتشر شده در هوا کمک می کنند. این سیستم ها عمدتاً بر حذف دی اکسید گوگرد (SO2) که یک آلاینده اصلی است تمرکز می کنند.

سیستم های FGD می توانند به کاهش انتشار بالایی دست یابند. آنها می توانند انتشار SO2 را تا 90% کاهش دهند. این مهم است زیرا به نیروگاه ها کمک می کند تا قوانین سختگیرانه کیفیت هوا را رعایت کنند. بسیاری از کشورها محدودیت های سختی را برای میزان انتشار SO2 تعیین کرده اند. سیستم های FGD رعایت این قوانین را برای نیروگاه های حرارتی آسان تر می کند.

در اینجا چند نکته کلیدی در مورد سیستم های FGD وجود دارد:

• آنها انتشار SO2 را تا 90% کاهش می دهند.
• آنها به نیروگاه های حرارتی کمک می کنند تا استانداردهای کیفیت هوا را رعایت کنند.
• رعایت مقررات به حفاظت از محیط زیست کمک می کند.
• سیستم های FGD کیفیت هوا را برای جوامع اطراف بهبود می بخشد.

استفاده از سیستم های FGD برای نیروگاه های حرارتی ضروری است. آنها نقشی حیاتی در کاهش آلودگی و اطمینان از هوای پاک تر دارند.

انواع سیستم های گوگرد زدایی گازهای دودکش

سیستم های گوگرد زدایی از گازهای دودکش (FGD) به حذف گازهای مضر ناشی از انتشارات صنعتی کمک می کند. سه نوع اصلی از سیستم های FGD وجود دارد: FGD مرطوب، FGD خشک و FGD نیمه خشک. هر یک از انواع متفاوت عمل می کند و مزایا و معایب خاص خود را دارد.

FGD مرطوب رایج ترین نوع است. برای شستشوی گازهای دودکش با یک مایع، معمولاً آب با مواد افزودنی، از شستشو استفاده می کند. این سیستم راندمان حذف بالایی دارد، یعنی می تواند مقدار زیادی دی اکسید گوگرد را حذف کند. با این حال نیاز به فضای زیادی دارد و فاضلاب تولید می کند که می تواند برای برخی از صنایع نگران کننده باشد.

Dry FGD از جاذب های خشک برای تمیز کردن گازها استفاده می کند. این سیستم برای نصب های کوچکتر مناسب است زیرا فضای کمتری را اشغال می کند. با این حال، راندمان حذف آن کمتر از Wet FGD است. اغلب در صنایع کوچکتر یا در مکان هایی که فضا محدود است استفاده می شود.

نیمه خشک FGD عناصری را از هر دو سیستم مرطوب و خشک ترکیب می کند. این رویکرد ترکیبی تعادل خوبی بین کارایی و اندازه ارائه می دهد. راه اندازی می تواند پیچیده تر از انواع دیگر باشد، اما برای عملیات های با اندازه متوسط که نیاز به مدیریت موثر انتشار گازهای گلخانه ای دارند، به خوبی کار می کند.

واکنش های شیمیایی در فرآیند FGD

واکنش های شیمیایی در فرآیند FGD به حذف دی اکسید گوگرد (SO2) از گاز دودکش کمک می کند. در این فرآیند بیشتر از سنگ آهک استفاده می شود. سنگ آهک سنگی است که از کربنات کلسیم (CaCO3) ساخته شده است.

وقتی SO2 با سنگ آهک برخورد می کند، واکنشی رخ می دهد. این واکنش باعث تولید سولفیت کلسیم (CaSO3) می شود. واکنش را می توان با معادله زیر نشان داد:

• SO2 + CaCO3 → CaSO3 + CO2

در مرحله بعد، سولفیت کلسیم (CaSO3) می تواند به گچ تبدیل شود. گچ یکی دیگر از مواد مفید است. برای ساخت گچ، سولفیت کلسیم اکسید می شود. این بدان معنی است که با اکسیژن واکنش می دهد. معادله متعادل این واکنش به صورت زیر است:

• 2 CaSO3 + O2 → 2 CaSO4

در این مرحله سولفات کلسیم (CaSO4) تشکیل می شود. سولفات کلسیم نام شیمیایی سنگ گچ است.

این واکنش ها نشان می دهد که چگونه SO2 از هوا با استفاده از سنگ آهک در فرآیند FGD حذف می شود. این فرآیند به تمیزتر و ایمن تر شدن هوا کمک می کند.

مزایای زیست محیطی و اقتصادی FGD

سیستم های FGD مزایای زیست محیطی و اقتصادی را ارائه می دهند. آنها به کاهش انتشارات مضر و بهبود کیفیت هوا کمک می کنند. این منجر به یک محیط سالم تر می شود. در عین حال، آنها فرصت هایی را برای رشد اقتصادی از طریق استفاده مجدد از محصولات جانبی ایجاد می کنند. گچ، محصول جانبی رایج FGD، در ساخت و ساز مفید است.

• کاهش انتشار گازهای گلخانه ای: سیستم های FGD گازهای مضر را کاهش می دهند. این گازها می توانند مشکلاتی مانند باران اسیدی و مشکلات تنفسی ایجاد کنند. با کاهش این آلاینده ها، سیستم های FGD به محافظت از هوایی که تنفس می کنیم کمک می کند.
• کیفیت هوای بهتر: با انتشار آلاینده های مضر کمتر، کیفیت هوا بهبود می یابد. هوای پاک منجر به مشکلات سلامتی کمتری می شود. این بدان معناست که مردم می توانند از کیفیت زندگی بهتری لذت ببرند.
• استفاده مجدد از محصولات جانبی (گچ): سیستم های FGD گچ را به عنوان یک محصول جانبی تولید می کنند. از گچ در ساخت دیوارهای خشک و سایر مصالح ساختمانی استفاده می شود. این استفاده مجدد باعث کاهش ضایعات و ایجاد اشتغال در صنعت ساختمان می شود.
• کاهش هزینه های بهداشتی: هنگامی که کیفیت هوا بهبود می یابد، هزینه های بهداشتی کاهش می یابد. افراد کمتری در اثر آلودگی هوا بیمار می شوند. این باعث صرفه جویی در هزینه خانواده ها و سیستم مراقبت های بهداشتی می شود.
• آسیب زیست محیطی کمتر: سیستم های FGD به حفاظت از محیط زیست کمک می کند. با کاهش انتشار، آسیب به اکوسیستم ها را کاهش می دهند. این برای حفظ سلامت سیاره ما برای نسل های آینده مهم است.

به طور کلی، سیستم های FGD مزایای مهمی را ارائه می دهند. آنها کیفیت هوا را بهبود می بخشند و هزینه های بهداشتی را کاهش می دهند و در عین حال منابع ارزشمندی را برای اقتصاد فراهم می کنند.

هزینه های مرتبط با گوگرد زدایی از گازهای دودکش

هزینه های مرتبط با گوگرد زدایی گازهای دودکش (FGD) می تواند به طور گسترده ای بر اساس فناوری مورد استفاده متفاوت باشد. پیاده‌سازی سیستم‌های FGD شامل هزینه‌های متعددی است. هزینه های سرمایه ای وجود دارد که هزینه های اولیه برای ساخت و نصب سیستم است. هزینه‌های عملیاتی، هزینه‌های مداومی هستند که سیستم را در حال اجرا نگه می‌دارند. هزینه های نگهداری تعمیرات و بررسی ها را برای اطمینان از عملکرد خوب سیستم پوشش می دهد.

فناوری های مختلف FGD هزینه های متفاوتی دارند. سیستم های FGD مرطوب معمولاً هزینه های اولیه بالاتری دارند اما هزینه های عملیاتی کمتری دارند. سیستم های FGD خشک اغلب هزینه های اولیه کمتری دارند اما ممکن است هزینه های مداوم بیشتری داشته باشند. سیستم های نیمه خشک در این بین قرار می گیرند. در زیر جدولی وجود دارد که هزینه های هر نوع فناوری FGD را نشان می دهد.

هزینه های هر تن SO2 حذف شده نشان می دهد که سیستم های FGD مرطوب دارای هزینه های سرمایه ای بالا اما هزینه های عملیاتی کمتری هستند. سیستم های خشک هزینه های سرمایه کمتری را ارائه می دهند اما می توانند منجر به هزینه های عملیاتی بالاتری شوند. سیستم های نیمه خشک تعادلی بین این دو ایجاد می کنند. هر فناوری مزایا و معایب خود را دارد، اما انتخاب بستگی به نیازها و بودجه خاصی دارد.

گوگرد زدایی گاز دودکش در هند

گوگرد زدایی گاز دودکش (FGD) نقش مهمی در هند دارد. این به کاهش انتشارات مضر از نیروگاه های حرارتی کمک می کند. دولت هند قوانینی را برای کنترل این انتشارات وضع می کند. این قوانین استفاده از سیستم های FGD را برای نیروگاه ها ضروری می کند.

پذیرش FGD به دلیل قوانین سختگیرانه زیست محیطی بسیار افزایش یافته است. هدف این قوانین حفاظت از کیفیت هوا در هند است. با این حال، راه اندازی سیستم های FGD با چالش های زیادی همراه است. برخی از این چالش ها شامل هزینه های بالا، شکاف های فناوری و نیاز به کارگران ماهر است.

نقاط عطف کلیدی نظارتی عبارتند از:

• 2015: دولت هنجارهای سختگیرانه تری برای انتشار گازهای گلخانه ای برای نیروگاه های حرارتی اعلام کرد.
• 2016: وزارت محیط زیست، جنگل ها و تغییرات آب و هوایی دستورالعمل اجرای FGD را صادر کرد.
• 2017: دولت ضرب الاجل هایی را برای نیروگاه های موجود برای نصب سیستم های FGD تعیین کرد.
• 2020: دستورالعمل های جدید شامل محدودیت های انتشار گازهای گلخانه ای حتی سخت تر است.

این نقاط عطف نشان می دهد که دولت هند چقدر در مورد کاهش آلودگی جدی است. تمرکز بر FGD نشان دهنده تعهد کشور به هوای پاک تر و محیط زیست سالم تر است. علیرغم چالش ها، نیاز به FGD واضح است زیرا هند به سمت کیفیت بهتر هوا کار می کند.

روندها و تحولات آینده در سیستم های FGD

روندها و پیشرفت‌های آینده در سیستم‌های FGD بر فناوری‌های جدیدی تمرکز دارند که آنها را بهتر و ارزان‌تر می‌کنند. این پیشرفت ها به کاهش آلودگی نیروگاه ها و کارخانه ها کمک می کند. همانطور که کشورها قوانین زیست محیطی قوی تری ایجاد می کنند، تقاضا برای سیستم های FGD احتمالاً افزایش خواهد یافت.

برخی از روندها و نوآوری های کلیدی در سیستم های FGD عبارتند از:

• بهره وری بهبود یافته است: طرح ها و مواد جدید باعث می شود سیستم های FGD بهتر کار کنند. آنها آلاینده های بیشتری را با انرژی کمتر حذف می کنند.
• کاهش هزینه: شرکت ها راه هایی برای کاهش هزینه های ساخت و اجرای سیستم های FGD پیدا می کنند. این امر آنها را برای نیروگاه ها مقرون به صرفه تر می کند.
• تکنولوژی هوشمند: بسیاری از سیستم های FGD اکنون از سنسورها و نرم افزارها استفاده می کنند. این به نظارت و کنترل موثرتر سیستم ها کمک می کند.
• مقررات زیست محیطی: دولت ها در سراسر جهان قوانین سخت گیرانه تری برای حفاظت از محیط زیست وضع می کنند. این امر بازار سیستم های FGD را هدایت می کند.
• رشد بازار: کارشناسان پیش بینی می کنند که بازار سیستم FGD در سال های آینده رشد خواهد کرد. کسب و کارهای بیشتری در این سیستم ها سرمایه گذاری خواهند کرد تا قوانین جدید را رعایت کنند.

این روندها جهت روشنی را برای سیستم های FGD نشان می دهد. هدف آنها این است که کارآمدتر و مقرون به صرفه تر باشند و به حفاظت از محیط زیست کمک کنند.

نتیجه گیری

FGD به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و رعایت قوانین زیست محیطی کمک می کند. گازهای مضر فرآیندهای صنعتی را جذب می کند. این باعث می شود هوا برای همه تمیزتر و ایمن تر شود. بسیاری از صنایع برای حفاظت از محیط زیست باید از این قوانین پیروی کنند. با استفاده از سیستم های FGD، آنها می توانند به شیوه ای بهتر برای سیاره عمل کنند.

صنایعی که از فناوری‌های FGD استفاده می‌کنند نشان می‌دهند که به تأثیر آن بر محیط‌زیست اهمیت می‌دهند. سیستم های FGD نه تنها به رعایت قوانین کمک می کند، بلکه از عملیات پایدار نیز پشتیبانی می کند. هوای پاک‌تر به نفع همه است و اقدامات لازم را برای صنایع ضروری می‌کند. پذیرش FGD یک انتخاب هوشمندانه برای آینده ای سالم تر است.