China: desulfuración del amoníaco: ¿es eficaz? 

Cuando oímos hablar de la desulfuración de amoníaco en China, lo primero que pensamos es ¿cuánto amoníaco se necesita y dónde debería ir el sulfato de amonio a continuación? Muchos, especialmente aquellos que recién comienzan a mirar en esta dirección, piensan que esto es solo un reemplazo del método de la cal. Pero en la práctica, todo depende no de la química del proceso, sino de la logística, el mercado de subproductos y, lo más importante, de la capacidad del diseñador para tener en cuenta miles de pequeños detalles que no están escritos en los libros de texto. Eficiencia: sí, pero no siempre ni en todas partes. Hablemos de esto, sin brillo.

De la teoría a lo concreto: dónde está el problema

En teoría, todo está bien: el amoníaco se une al SO2, se obtiene sulfato de amonio, que se puede vender como fertilizante. Se afirma que la eficiencia de limpieza es del 99%. Pero cuando empiezas a profundizar en los proyectos, te das cuenta de que el parámetro clave no es la máxima eficiencia, sino la estabilidad del funcionamiento cuando cambia la carga y la composición de los gases de combustión. En una central térmica cerca de Chengdu vi una instalación que mostraba excelentes cifras en modo pasaporte. Pero tan pronto como la carga de la caldera comenzó a cambiarse con frecuencia (y esto es la vida real, no un laboratorio), comenzaron los problemas con la cristalización en el aparato y la distribución desigual del aerosol.

Y aquí es donde se manifiesta la diferencia entre tecnología simple y diseño competente. Muchos institutos de diseño locales adoptan soluciones estándar sin adaptarlas a un hogar o ceniza específico. Recuerdo que en una de las plantas de producción de coque intentaron aplicar un esquema estándar de ingenieros industriales y de energía térmica; el resultado fue desastroso. Las boquillas se obstruyeron y resultó que la composición del gas contenía una gran cantidad de resinas y fenoles, que nadie tuvo en cuenta. Tuvimos que rehacer el sistema de preparación de amoníaco sobre la marcha.

Por lo tanto, cuando se habla de efectividad, debemos preguntarnos inmediatamente: ¿eficacia en qué condiciones? ¿Bajo una carga constante de carbón de calidad estable? ¿O en condiciones en las que la caldera está funcionando en modo de descarga y el carbón hoy proviene de una mina y mañana de otra? Éstas son dos grandes diferencias. En mi opinión, la verdadera eficacia de la desulfuración del amoníaco se manifiesta donde existe la posibilidad de una integración profunda en el ciclo tecnológico de la empresa, donde se puede aprovechar el calor de las reacciones y donde se establecen las ventas de (NH4)2SO4. Sin esto, se convierte en un costoso dolor de cabeza.

Mercado del sulfato de amonio: ¿fertilizante o residuo?

Esta es quizás la pregunta más dolorosa. Al diseñar una instalación, todo el mundo dibuja bonitos gráficos de rentabilidad de las ventas de fertilizantes. Pero la realidad es que el mercado del sulfato de amonio en China es muy caprichoso y local. Si la empresa está ubicada en el interior, los costos de transporte pueden consumir todas las ganancias. La calidad del producto es una historia diferente. Para obtener sulfato de amonio granular comercial, se necesita una etapa compleja y que requiere mucha energía de cristalización, secado y granulación. A menudo, las plantas de desulfuración lo suministran simplemente en forma de pulpa o cristal húmedo, que luego es difícil de eliminar.

Hubo experiencia en una central eléctrica en la provincia de Sichuan. Construyeron unas instalaciones de última generación, pero no pensaron en la logística. Como resultado, el almacén se llenó de bolsas de producto que no se podían sacar. Tuvimos que detener el proceso y cambiar a un modo de generación de residuos, lo que, naturalmente, acabó con la economía del proyecto. Por otro lado, hay ejemplos positivos cuando una empresa, por ejemplo una planta química, utiliza sulfato de amonio en su siguiente proceso tecnológico. Entonces la eficiencia del sistema en su conjunto aumenta considerablemente.

Vale la pena mencionar aquíChengdu Yizhi Technology Co.(su sitio web eshttps://www.yzkjhx.ru). No se trata simplemente de un vendedor de equipos, sino de un instituto de diseño creado sobre la base de la tecnología Huaxi. En su enfoque, noté un énfasis en una solución sistémica. No se limitan a instalar una depuradora, sino que analizan toda la cadena: desde el suministro de amoniaco hasta el embalaje y la logística del producto final. Sus proyectos, que he visto en el sector metalúrgico, a menudo incluyen módulos para procesar sulfato de amonio hasta un estado comercializable, lo que elimina inmediatamente muchos problemas.Chengdu Yizhi Tecnología Co., Ltd.Como instituto con un capital registrado de 120 millones de yuanes, se centra claramente en soluciones integrales de ingeniería en lugar de vender hardware. Ésta es una diferencia importante.

Amoníaco: cuestiones de seguridad y logística

Trabajar con amoníaco siempre implica mayores requisitos de seguridad. Y no se trata sólo de almacenamiento refrigerado o presurizado. Estos incluyen procedimientos diarios, capacitación del personal y sistemas de liberación de emergencia. En uno de los primeros proyectos en los que estuve, los ingenieros ahorraron dinero en el sistema de control de gas en la bomba de amoníaco. Como resultado, una pequeña fuga en la conexión bridada pasó desapercibida durante mucho tiempo hasta que comenzaron las quejas del personal. Es bueno que no haya consecuencias, pero quedó un residuo.

La logística es la segunda pesadilla. Si no es posible recibir amoníaco a través de una tubería desde una planta vecina, hay que importarlo por carretera o ferrocarril. Estos son riesgos, costos y dependencia de proveedores adicionales. En invierno, en las regiones del norte puede haber dificultades con la descarga. Por lo tanto, la eficacia de todo el sistema de desulfuración de amoníaco puede verse cuestionada si este problema no se resuelve a nivel del concepto de diseño. A veces resulta más económico y fiable construir un sitio para la producción de amoníaco a partir de urea directamente en el sitio, aunque esto complica el mapa tecnológico.

Otro matiz es la pureza del amoniaco. El amoníaco técnico puede contener impurezas (aceites, por ejemplo) que envenenan los procesos catalíticos o simplemente obstruyen los inyectores. Tenemos que instalar limpieza adicional. Este es un detalle que a menudo se pasa por alto en los cálculos preliminares y que luego resulta en reparaciones simples y no programadas.

Experiencia práctica: cuando todo salió mal

Me gustaría compartir un caso que aclara mucho. No nombraré la planta, pero era una gran empresa de metalurgia no ferrosa. Decidimos introducir la desulfuración de amoníaco en el área de tostación. Los gases eran complejos, con un contenido elevado y variable de SO2, además de polvo. El proyecto fue realizado por una empresa de buena reputación sobre el papel. Instalado y lanzado. Las primeras semanas son todas buenas. Entonces empezó todo: fluctuaciones del pH en el absorbente, cristalización inestable, obstrucción constante de la red de distribución de gas.

Resultó que los diseñadores no tuvieron en cuenta el funcionamiento cíclico de los hornos. Las emisiones máximas de SO2 en el momento de la carga excedieron significativamente las calculadas y el sistema no tuvo tiempo de procesarlas. El amoníaco se suministró con retraso. Fue necesario rehacer completamente el sistema de control automático, introduciendo un control en cascada para varios parámetros, y no sólo para el pH en la salida. Esto aumentó los costos, pero salvó el proyecto. Moraleja: la tecnología es sensible a la dinámica del proceso. No se puede incorporar simplemente a la producción existente sin un análisis en profundidad de las regulaciones tecnológicas.

En el mismo proyecto hubo un problema con el material de los dispositivos. Para ahorrar dinero, utilizamos acero inoxidable normal en algunos componentes. Y resultó que los gases contenían vapores de ácido fluorhídrico (debido a las impurezas de las materias primas). Seis meses después, comenzó la corrosión por picaduras. La lección se aprendió a un gran coste: la sustitución completa del absorbente. Ahora siempre exijo la composición química completa del gas, incluidos posibles hoteles, e insisto en el uso de aleaciones o revestimientos más resistentes en puntos clave.

Aún así, ¿es efectivo?

Volviendo a la pregunta principal. Sí, la desulfuración del amoníaco es eficaz. Pero con una gran cantidad de reservas. Esta no es una solución única para todos. Su eficacia es producto de un diseño competente, la comprensión de todo el contexto de la empresa (desde las materias primas hasta los mercados de ventas) y la disponibilidad de personal calificado para la operación. Bate récords en cuanto al grado de purificación cuando funciona en modo normal con el gas de diseño. Puede justificarse económicamente si el subproducto no es un lastre, sino una mercancía.

En China, a menudo se elige no porque sea el mejor en el vacío, sino porque encaja mejor con las políticas ambientales y económicas específicas de la región. En algún lugar está prohibido verter yeso mediante el método de la cal y la solución se convierte en amoníaco. En algún lugar hay un exceso de amoníaco de una producción vecina, lo que soluciona el problema logístico.

Entonces, mi conclusión es la siguiente: la tecnología está funcionando y es poderosa. Pero su implementación es siempre una ingeniería de alto riesgo y no la compra de una solución en caja. Es necesario considerar no sólo CAPEX y OPEX, sino también los riesgos de interrupciones en el suministro, fluctuaciones en el mercado de fertilizantes y, por supuesto, el costo de posibles mejoras locales. Si todos estos eslabones se juntan en una cadena, entonces el resultado será. De lo contrario, puede terminar con un objeto muy caro y caprichoso que sólo crea la apariencia de respeto al medio ambiente. La elección depende del ingeniero, que debe ver más allá del reactor de absorción.