وقد كانت محطات توليد الطاقة من الفحم من بين أكبر المصادر الثابتة لتلوث الهواء الصناعي، مما أدى إلى إطلاق خليط معقد من ثاني أكسيد الكبريت (SO)(2) ) من عوامل التلوث من الغازات النيتروجينية (NO)()

Understanding the Pollution Challenge from Coal Combustion

(ب) إنَّ الفحم المُطلق هو وقود غير متجانس يحتوي على الكربون والهيدروجين والكبريت والنيتروجين والمعادن، وعند إحراق هذه العناصر، تخضع للتحولات الكيميائية.

الملوثات الرئيسية وتأثيرها البيئي

SO2 and NO]x هي سلائف للمادة الثانوية من المواد المستنفدة للأوزون على مستوى الأرض.

سائقو هيئة تنظيمية لمراقبة الانبعاثات

(أ) أنظمة صارمة مثل نظام حماية البيئة في الولايات المتحدة Acid Rain Program) ، والقاعدة الرئيسية للطيران النظيف ومعايير الزئبق والسمية الجوية (MATS) ، والتوجيه الخاص بالانبعاثات الصناعية للاتحاد الأوروبي قد وضع حدوداً ملزمة لأجهزة التحكم في الانبعاثات

التكنولوجيات الأساسية في نظم مراقبة الانبعاثات المتقدمة

(ب) إن مراقبة الانبعاثات الحديثة ليست جهازاً واحداً بل قطاراً من التكنولوجيات التكميلية مرتبة في سلسلة على طريق الغاز المفلور، وتستهدف كل وحدة طبقة محددة من الملوثات، ويحقق أداءها المشترك بصورة روتينية كفاءات إزالة تتجاوز 99 في المائة للجسيمات و2]، و90 في المائة أو أكثر بالنسبة للزئبق غير الملوث

تصفية الغازات المفلورة (السكرات)

Flue gas desulfurization (FGD) systems, commonly called scrubbers, are the primary technology for removing sulfur dioxide. Wet scrubber design, most prevalent design, bring flue gas into contact with a limestone or lime slurry in an absorption to be. SO

المُسَبِّرات الكهربائية والملفات الخافرية

(أ) المادة المضغوطة التي تُستخدم في أجهزة التبريد الكهربائي، أو أجهزة التصفيق (الأكياس) وأحياناً بواسطة مزيج من الرش، تستخدم أجهزة الإرسال ذات الصبغة العالية ككهرباء الارتفاع لتحميل الجسيمات المعلّقة في غاز المداخن، وتُجذب الجسيمات المحملة إلى لوحات تجميع مثبتة، حيث تتراكم وتُزال بصورة دورية بواسطة آليات الرشيح.

التخفيض الانتقائي للحفازات

Sective eFlytic reduction (SCR) is the dominant technology for NOx control in large coal-fired boilers, anhydrous ammonia or aqueous urea is injected into the flue upstream of a incentive bed.

تكنولوجيا مراقبة الزئبق

أما انبعاثات الزئبق من احتراق الفحم فهي موجودة في ثلاثة أشكال: أول أكسيد الكربون (Hg0)، وأكسيده (Hg2+)، ومركبات الكربون المحسوسة في إطار المادة 95 (Hg) وهي عوامل محفزة للغاز المحتوي على الزئبق، وهي عوامل تُسهم في زيادة انبعاثات الزئبق في أنواع الزئبق المحتوية على مركبات الكربون المحتوية على الزئبق، كما أنها تزيد من تقلبات الزئبق وتُمر من خلال المعدات التقليدية.

تصميم النظام المتكامل وتحقيق الاستخدام الأمثل

ويقتضي الاعتماد المتبادل بين هذه التكنولوجيات هندسة دقيقة للنظام، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يكون الارتحال من مفاعل إعادة التصنيع في الأمونيا مع ثاني أكسيد الكربون في مسار الغاز بحيث يشكل مبيد آكبريتات من الأمونيوم، مما يغذي سطح الماء ويزيد من انخفاض الضغط، كما أن حقن الكربون المنشط في مجال مراقبة الزئبق يمكن أن يخفض نوعية الرماد، ويؤثر على إمكانية بيعه لإنتاجه الخرساني.

الاعتبارات التشغيلية والاقتصادية

وفي حين أن النظم المتقدمة لمراقبة الانبعاثات ناضجة من الناحية التقنية وفعالة للغاية، فإن نشرها ينطوي على استثمارات رأسمالية كبيرة وتكاليف تشغيلية مستمرة، ويجب على مالكي النباتات تقييم هذه التكاليف مقارنة بالمتطلبات التنظيمية، ونوعية الوقود، وحجم النباتات، وحياة الوحدات المتبقية، وظروف سوق الكهرباء المحلية.

تكاليف رأس المال والتشغيل

وعادة ما تكون هناك نسبة كبيرة من الطاقة الكهربائية ونسبة قدرها ٥٠٠ مليون دولار، ونسبة مئوية من الطاقة الكهربائية، ونسبة مئوية من الطاقة، ونسبة قدرها ٥٠٠ في المائة، ونسبة مئوية من الطاقة، ونسبة مئوية من الطاقة، ونسبة مئوية من الطاقة، ونسبة السائلة، ونسبة السائلة، ونسبة السائلة، ونسبة السائلة، ونسبة السائلة، ونسبة السائلة، ونسبة السائلة، ونسبة السائلة، ونسبة السائلة، ونسبة السائلة، ونسبة مئوية، ونسبة مئوية، ونسبة مئوية من الطاقة، ونسبة مئوية، ونسبة مئوية، ونسبة مئوية، ونسبة مئوية،

خطى استرداد المنتجات الثانوية والإيرادات

ويمكن تحسين ربحية مراقبة الانبعاثات عن طريق التخثر العرضي للمنتجات الثانوية، إذ يمكن بيع كميات كبيرة من الغازات الاصطناعية من الفلورية الرطبة كبديل عالي الجودة لجرائم الغيبوب الطبيعي في صناعة الحوائط والأسمنت، مما يولد تدفقاً من الإيرادات يمكن أن يعوض جزءاً من تكاليف التشغيل، ويمكن بيع رماد من أكياس، إذا لم تكن ملوثة بالكربون المحتوي على الزئبق، كإضافة إلى إنتاج الفولطيوران.

إعادة التأقلم ضد شركة جديدة

وكثيراً ما تكون إعادة تجهيز مصانع الفحم القديمة بضوابط الانبعاثات المتقدمة تحد من الناحية الاقتصادية، وكقاعدة عامة، تعتبر الوحدات التي لا تزال تعيش حياة تشغيلية لمدة 10-15 سنة على الأقل، وعامل قدرة يزيد على 40 في المائة مرشحين قابلين للاستمرار لإعادة استخدام الطاقة، وقد تقاعدت وحدات أكبر وأصغر حجماً وأقل كفاءة بدلاً من إعادة تجهيزها، ولا سيما في الأسواق التي أدى فيها الغاز الطبيعي والمتجدد إلى خفض أسعار الكهرباء بالجملة في عام 2011.

المنافع البيئية والصحية العامة

وقد أدى انتشار نظم مراقبة الانبعاثات المتقدمة إلى تحسينات قابلة للقياس في نوعية الهواء ونتائج الصحة العامة، حيث تتجاوز هذه الفوائد بكثير خط السياج النباتي، مما يؤثر على السكان الذين يعيشون في تناقص على الصعيدين الإقليمي والقاري.

تحسين نوعية الهواء

وفي الولايات المتحدة، انخفضت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من قطاع الطاقة بأكثر من 90 في المائة بين عامي 2005 و2020، في حين أن انبعاثات أكسيد الكربون غير الملاحظ (x) انخفضت بنسبة 80 في المائة تقريباً، وفقاً لوكالة حماية البيئة، ولوحظت اتجاهات مماثلة في أوروبا، وفي الآونة الأخيرة في الصين، حيث أدت معايير الانبعاثات الصارمة إلى حدوث استثمارات ضخمة في إنتاجية FGD، وفي عمود SCR، وفي تكنولوجيا الأمتعة.

الحد من تأثير الصحة البشرية

وقد أثبتت الدراسات الوبائية باستمرار أن خفض انبعاثات محطات الطاقة يقلل من معدلات الوفيات المبكرة، ودخل المستشفيات في ظروف الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية، وفقد أيام العمل بسبب المرض، ودراسة أجريت في عام 2017 في الجريدة الرسمية [(FLT:0] Environmental Health Perspectives تشير إلى أن المكاسب الرئيسية في الانبعاثات في أوروبا تبلغ 000 1 حالة حدوث حالات الوفاة قبل الأوان.

Climate Co-Benefits

ومع أن نظم مراقبة الانبعاثات لا تستوعب ثاني أكسيد الكربون، فإنها تنتج منافع مشتركة للمناخ، إذ أن إزالة ثاني أكسيد الكربون ورقم غير ملاحظ x، فإن هذه النظم تؤدي إلى الحد من تكوين المحاصيل المبردة والنيترات، مما يؤدي إلى إحداث تأثير صاف على المناخ، بينما يكون هذا التحلل غير مناسب في المناخ في الأجل القصير (تلافي المذيبات الأرضية)

الاتجاهات والابتكارات في المستقبل

ولا تزال سرعة الابتكار في تكنولوجيا مراقبة الانبعاثات مستمرة، مدفوعة بتشديد الأنظمة في البلدان النامية، والحاجة إلى خفض تكاليف التشغيل، وإدماج محطات الفحم في نظم الطاقة المنخفضة الكربون، وهناك اتجاهات عديدة ترسم شكل الجيل القادم من نظم الرقابة.

السلف في تكنولوجيا المحفزات

وتضع شركات التصنيع المحفزة للأجهزة الخاصة التركيبية تركيبات تعمل في درجات حرارة أقل، مما يسمح بوضع درجة حرارة الغاز المفلور في نطاق يتراوح بين 150 و250 درجة مئوية، وهذه القدرة المنخفضة الحرارة تتيح تشكيلات أكثر ترويحاً وتتجنب مشاكل التحات العالية في التصميمات التقليدية.

الرصد الرقمي والتفعيل الأمثل

(أ) إنَّ قياس النشاط التحفيزي في الوقت الحقيقي، وهبوط الضغط عبر الأكياس، وكيمياء البطاطا في الخناق الرطبة، ومعدلات حقن الزئبق تسمح بالتنبؤ بالنفقات غير المخططة، وتمتدُّ إلى حياة المعدات، ويمكن أن تُحسب مستويات الانبعاثات المعتمدة في المستقبل استناداً إلى عوامل التحميل، ونوعية التصويب.

التكامل مع كابينة الكربون

(ب) كما يسعى العالم إلى إزالة الكربون من قطاع الطاقة، يمكن إعادة تجهيز محطات الفحم القائمة التي لديها ضوابط متطورة للانبعاثات بنظم احتجاز الكربون وتخزينه، كما أن قطار مراقبة الانبعاثات يجب أن يوضع في الاعتبار أن ثاني أكسيد الكربون وتخزينه، وأن الإزالة العميقة لثاني أكسيد الكربون إلى مستويات تقل عن 1 جزء من المليون، هي عادة ما تكون مطلوبة في مجرى نظم احتجاز ثاني أكسيد الكربون التي تستخدم في منع تدهور المذيبات.

خاتمة

(ب) إن نظم التحكم في الانبعاثات المتقدمة قد تحولت محطات توليد الطاقة من مصادر التلوث غير الخاضعة للمراقبة إلى مرافق صناعية محكمة التنظيم، مع انخفاض الآثار البيئية والصحية إلى حد بعيد، ومن خلال الجمع بين مصادر الطاقة المتجددة المبتلة أو الجافة، فإن بعض أدوات التجهيزات أو الأمتعة ذات الكفاءة العالية، وتكنولوجيات التحكم في الزئبق، يمكن أن تحقق محطات الفحم الحديثة كفاءة إزالة غير قابلة للتصور منذ جيل مضى، ولكن التكاليف الاقتصادية محسنة