9.

Općenite mogućnosti smanjenja emisija sumpora su: i. Mjere upravljanja energijom: (1) (a) Štednje energije Štedljiva uporaba energije (poboljšana energetska djelotvornost/upravljanje procesom, proizvodnjom, i/ili potrošnjom) obično rezultira smanjenjem emisija sumpora. (b) Energetska mješavina Obično se emisije sumpora mogu smanjiti povećanjem udjela negorivih izvora energije (tj. hidro, nuklearne, energije vjetra itd.) u energetskoj mješavini. Međutim, pritom valja razmotriti daljnje utjecaje na okoliš. ii. Tehnološke mogućnosti: (a) Zamjena goriva Emisije SO2 tijekom izgaranja u izravnoj su svezi s udjelom sumpora u korištenom gorivu. Zamjena goriva (npr. prijelaz s visokosumpornih na niskosumporne ugljene i/ili tekuća goriva, ili pak s ugljena na plin) vodi k smanjenoj emisiji sumpora, no moguće je da će postojati stanovita ograničenja, kao što je dostupnost niskosumpornih goriva i mogućnost podešavanja postojećih sustava izgaranja za različita goriva. U brojnim državama članicama Gospodarskog povjerenstva za Europu, neka se postrojenja za izgaranje ugljena, odnosno nafte zamjenjuju postrojenjima za izgaranje u kojima se rabi plin. Postrojenja koja mogu rabiti dvije vrste goriva olakšat će mogućnost njegove zamjene. (b) Čišćenje goriva Čišćenje prirodnog plina predstavlja vrhunsku tehnologiju koja se, poradi svoje djelotvornosti, široko primjenjuje. Čišćenje procesnoga plina (kiselinskoga rafinerijskoga plina, koksnoga plina, bioplina itd.) također predstavlja najmoderniju tehnologiju. Odsumporavanje tekućih goriva (lake i srednje frakcije) predstavlja vrhunsku tehnologiju. Odsumporovanje teških frakcija tehnološki je izvedivo, no valja pritom imati na umu svojstva sirovine. Odsumporavanje atmosferskog ostatka (temeljni proizvodi jedinica atmosferske destilacije sirovine) za proizvodnju niskosumpornoga goriva, međutim nije u širokoj primjeni; uglavnom se radije provodi proizvodnja niskosumporne sirovine. Hidrokreking i puna tehnologija pretvorbe sazrjele su te spajaju visoko zadržavanje sumpora s poboljšanim davanjem lakih proizvoda. Broj rafinerija s punom pretvorbom zasad je, međutim, ograničen. Takve rafinerije obično iskorištavaju 80 do 90 % sumpora, a sve ostatke pretvaraju u lake proizvode ili druge komercijalne proizvode. Ovakav tip rafinerije zahtijeva povećanje potrošnje energije i troškova. Uobičajeni sadržaj sumpora u rafinerijskim proizvodima dat je u tablici 1. Tablica 1. Uobičajeni udjel sumpora u rafinerijskim proizvodima (Udjel sumpora u postotcima) Uobičajene trenutačne vrijednosti Pretpostavljene buduće vrijednosti Benzin 0,1 0,05 Mlazno gorivo 0,1 0,01 Dizelsko gorivo 0,05-0,3 < 0,05 Ulje za grijanje 0,1-0,2 < 0,1 Loživo ulje 0,2-3,5 < 1 Dizelsko gorivo za pomorski promet 0,5-1,0 < 0,5 Teško loživo ulje („bunker”) 3,0-5,0 <1 (obalna mora) <2 (otvorena mora) Postojeće tehnologije čišćenja kamenog ugljena u stanju su ukloniti približno 50 % anorganskoga sumpora (ovisno o svojstvima ugljena), ali nisu u stanju ukloniti organski sumpor. Razvijaju se djelotvornije tehnologije koje, međutim, uključuju veća posebna ulaganja i troškove. U tom je smislu djelotvornost uklanjanja sumpora čišćenjem ugljena ograničena u usporedbi s odsumporavanjem plinova u otpadnom plinu. Moguće je da postoje potencijali za usavršavanje u cilju pronalaženja najboljega spoja čišćenja goriva i čišćenja plinova u otpadnom plinu prilagođenoga svakoj pojedinoj zemlji. (c) Napredne tehnologije izgaranja To su tehnologije izgaranja s poboljšanom toplinskom djelotvornošću i smanjenim emisijama sumpora: izgaranje u fluidiziranom sloju (FBC): ključajućem (BFBC), cirkulirajućem sloju (CFBC) i pod pritiskom (PFBC); kombinirani ciklus cjelovite plinofikacije (IGCC); te plinske turbine kombiniranoga ciklusa (CCGT). Stacionarne turbine za izgaranje moguće je uklopiti u sustave izgaranja postojećih konvencionalnih elektrana čime se sveukupna djelotvornost povećava za 5 do 7 %, što, na primjer, dovodi do značajnoga smanjenja emisija SO2. Međutim, moguće je i da će biti potrebne značajne preinake postojećega sustava visokih peći. Izgaranje u fluidiziranom sloju je tehnologija izgaranja za kameni i mrki ugljen, no može se upotrijebiti i za druga kruta goriva, kao što su petrolkoks i goriva niskoga stupnja: npr. otpad, treset i drvo. Emisije se dodatno mogu smanjiti cjelovitim nadzorom izgaranja u sustavu poradi dodatka vapna/vapnenca ležišnom materijalu. Ukupna ugrađena snaga FBC-a dosegla je približno 30 000 MW toplinskih (250 do 350 postrojenja), uključujući 8 000 MW toplinskih u rasponu snage iznad 50 MW toplinskih. Nusproizvodi ovog procesa mogu biti problematični za uporabu i/ili odlaganje, pa je stoga potrebno dalje razvijati navedenu tehnologiju. Postupak IGCC uključuje plinofikaciju ugljena i stvaranje snage kombiniranoga ciklusa u plinskoj i parnoj turbini. Plinoficirani se ugljen pali u komori za izgaranje plinske turbine. Emisija sumpora nadzire se uporabom vrhunske tehnologije za postrojenja čišćenja sirovoga plina prije plinske turbine. Postoji također i odgovarajuća tehnologija za ostatke teške nafte i bitumenskih emulzija. Ugrađena električna snaga je trenutačno oko 1 000 MWth (5 postrojenja). Trenutačno se planiraju elektrane - plinske turbine kombiniranoga ciklusa koje kao gorivo koriste prirodni plin s energetskom djelotvornošću od približno 48 do 52 %. (d) Izmjene postupka i izgaranja Izmjene izgaranja koje bi bilo moguće usporediti s mjerama korištenima za nadzor emisija NOx trenutačno ne postoje, budući da tijekom izgaranja organski i anorganski vezani sumpor gotovo u potpunosti oksidira (stanoviti postotak, ovisno o svojstvima goriva i tehnologiji izgaranja, zadržava se u pepelu). U ovom se dodatku suhi aditivni procesi za konvencionalna ložišta smatraju izmjenama postupka poradi ubrizgavanja djelatnoga sredstva u jedinicu izgaranja. Međutim, iskustva su pokazala da pri primjeni ovih postupaka opada toplinska snaga, odnos Ca/S je visok, a odstranjivanje sumpora slabo. Valja razmotriti probleme vezane uz daljnju uporabu nusproizvoda, tako da bi ovo rješenje uglavnom trebalo rabiti kao privremenu mjeru, te samo za manje jedinice (tablica 2.). Tablica 2 Emisije sumporovih oksida dobivenih iz primjene tehnoloških mogućnosti na kotlove koji koriste fosilno gorivo Tablica je izrađena uglavnom za velike instalacije za izgaranje u javnom sektoru. Međutim, mogućnosti kontrole također vrijede za ostale sektore sa sličnim ispušnim plinovima. Nekontrolirane emisije Ubrizgavanje aditiva Mokro ispiranje (2) Suha apsorpcija raspršivanjem (3) Učinkovitost smanjenja (%) do 60 95 do 90 Energetska učinkovitost (kWel/103 m3/h) 0,1-1 6-10 3-6 Ukupan postavljeni kapacitet (ECE Eur) (MW toplinska) 194 000 16 000 Vrsta nusproizvoda Mješavina Ca soli i letećeg pepela Sadra (mulj/otpadna voda) Mješavina CaSO3 x ½ H2O i letećeg pepela Posebno ulaganje (trošak u ECU (1990.)/kWel) 20-50 60-250 50-220 mg/m3 (4) g/kWhel mg/m3 (4) g/kWhel mg/m3 (4) g/kWhel mg/m3 (4) g/kWhel Kameni ugljen (5) 1 000-10 000 3,5-35 400-4 000 1,4-14 <400 (<200, 1%S) <1,4 <0,7 <400 (<200, 1%S) <1,4 <0,7 Mrki ugljen (5) 1 000-20 000 4,2-84 400-8 000 1,7-33,6 400 (<200, 1%S) <1,7 <0,8 400 (<200, 1%S) <1,7 <0,8 Teška nafta (5) 1 000-10 000 2,8-28 400-4 000 1,1-11 400 (<200, 1%S) <1,1 <0,6 400 (<200, 1%S) <1,1 <0,6

Ispiranje amonijakom (3) Wellman Lordov postupak (2) Postupak aktivnog ugljena (2) Kombinirani katalitički postupak (2) Učinkovitost smanjenja (%) do 90 95 95 95 Energetska učinkovitost (kWel/103 m3/h) 3-10 10-15 4-8 2 Ukupan postavljeni kapacitet (ECE Eur) (MW toplinska) 200 2 000 700 1 300 Vrsta nusproizvoda Umjetno gnojivo od amonijaka Elementarni S sumporna kiselina (99 vol. %) Elementarni S sumporna kiselina (99 vol. %) Sumporna kiselina (70 wt. %) Posebno ulagnje (trošak u ECU (1990.)/kWel) 230-270 (4) 200-300 (6) 280-320 (6) (7) 320-350 (6) (7) mg/m3 (4) g/kWhel mg/m3 (4) g/kWhel mg/m3 (4) g/kWhel mg/m3 (4) g/kWhel Kameni ugljen (5) <400 (<200, 1%S) <1,4 <0,7 <400 (<200, 1%S) <1,4 <0,7 <400 (<200, 1%S) <1,4 <0,7 <400 (<200, 1%S) <1,4 <0,7 Mrki ugljen (5) 400 (<200, 1%S) <1,7 <0,8 400 (<200, 1%S) <1,7 <0,8 400 (<200, 1%S) <1,7 <0,8 400 (<200, 1%S) <1,7 <0,8 Teška nafta (5) 400 (<200, 1%S) <1,1 <0,6 400 (<200, 1%S) <1,1 <0,6 400 (<200, 1%S) <1,1 <0,6 400 (<200, 1%S) <1,1 <0,6 (e) Procesi odsumporavanja otpadnih plinova (FGD - procesi) Cilj je ovih procesa ukloniti već stvorene sumporove okside, pa se često nazivaju i sekundarnim mjerama. Vrhunska tehnologija postupka obradbe otpadnih plinova u potpunosti se temelji na otklanjanju sumpora mokrim, suhim ili polusuhim i katalitičkim kemijskim procesima. Da bi se postigao najdjelotvorniji program smanjenja emisija sumpora, uz mjere navedene pod (i) u ovoj glavi, valja razmotriti spoj tehnoloških mogućnosti iz stavka ii. Ove glave. U nekim slučajevima mogućnosti smanjivanja emisija sumpora mogu rezultirati smanjenjem emisija CO2, NOx i drugih onečišćujućih tvari. U javnim elektranama i toplanama te područnim kotlovnicama, između ostaloga, koriste se slijedeći postupci obradbe otpadnih plinova: mokro ispiranje vapnom/vapnencem (LWS); suha apsorpcija raspršivanjem (SDA); postupak Wellman Lorda (WL); pranje amonijakom (AS); te kombinirani postupci uklanjanja NOx/SOx (postupak aktivnoga ugljika (AC) i kombinirano katalitičko uklanjanje NOx/SOx). U odjelu proizvodnje energije, LWS i SDA pokrivaju 85 % odnosno 10 % ugrađene FGD snage. Nekolicina novih postupaka odsumporavanja otpadnih plinova, kao što su suho ispiranje elektronskim snopom (EBDS) i Oznaka 13A, zasad su tek u probnoj fazi. Tablica 2. pokazuje djelotvornost gore navedenih sekundarnih mjera temeljenu na praktičnom iskustvu velikoga broja postrojenja u primjeni. Provedbena snaga kao i raspon snage također se spominju. Unatoč usporedivim značajkama nekolicine tehnologija smanjenja sumpora, posebni utjecaji postrojenja ili mjesta primjene mogu uzrokovati isključenje neke od tehnologija iz raspoloživih mogućnosti. Tablica 2. također uključuje raspone uobičajenih troškova ulaganja u primjenu tehnologija smanjenja sumpora navedenih u ovoj glavi pod ii., (c), (d) i (e). Međutim, kod primjene tih tehnologija na pojedinačne slučajeve valja primijetiti kako troškovi ulaganja u mjere smanjenja emisije, između ostaloga, ovise i o pojedinoj primijenjenoj tehnologiji, potrebnim sustavima nadzora, veličini postrojenja, razmjerima traženoga smanjenja te rokovima planiranih troškova ciklusa održavanja. Tablica, stoga, donosi tek širok raspon troškova ulaganja. Ulagački troškovi prilagodbe starih postrojenja obično premašuju troškove izgradnje novih postrojenja.