Budowa Instalacji Odsiarczania Spalin – Zakłady Azotowe „Puławy”

Czym był projekt i dlaczego ma znaczenie globalne?

Zakłady Azotowe „Puławy” S.A. to jeden z największych producentów nawozów mineralnych w Europie. Wdrożenie instalacji odsiarczania spalin metodą mokrą amoniakalną – unikalnej w skali światowej – stanowiło jedno z najważniejszych wyzwań technologicznych, w których uczestniczyliśmy. Firma PiA-ZAP odpowiadała za kluczowe elementy automatyki, pomiarów oraz oprogramowania sterującego całością procesu.

Perspektywa PiA-ZAP: Z naszego doświadczenia w projektach chemicznych i energetycznych wynika, że instalacje tego typu wymagają nie tylko precyzji inżynierskiej, ale przede wszystkim głębokiego rozumienia ciągłości procesu produkcyjnego. Każda przerwa oznacza realne straty finansowe i środowiskowe.

Zakres realizacji – co dokładnie wykonaliśmy?

W ramach projektu zrealizowaliśmy trzy główne obszary:

• Kompleksowe dostawy AKPiA – aparatura kontrolno-pomiarowa i automatyka dla całej instalacji
• Pomiary fizykochemiczne – dobór i dostawa instrumentacji procesowej do monitorowania parametrów spalin oraz cieczy procesowych
• Oprogramowanie aplikacyjne dla systemu sterowania DCS Yokogawa CentumVP – obejmujące logikę sterowania, wizualizację procesu oraz algorytmy bezpieczeństwa

Jak działa instalacja? – metoda mokra amoniakalna w skrócie

Metoda mokra amoniakalna polega na pochłanianiu SO₂ ze spalin przez roztwór amoniaku. W przeciwieństwie do metody wapiennej – tutaj produkt reakcji jest bezpośrednio użyteczny komercyjnie.

Kluczowe etapy procesu:

1. Odpylanie i chłodzenie spalin wchodzących do absorbera
2. Absorpcja SO₂ przez wodny roztwór amoniaku (NH₃)
3. Powstawanie siarczanu amonu [(NH₄)₂SO₄] jako produktu ubocznego
4. Zagęszczanie i krystalizacja nawozu siarczan amonu
5. Oczyszczone spaliny opuszczają instalację przez komin

Przetestowaliśmy to w naszej firmie: Programowanie logiki dla metody amoniakalnej jest bardziej złożone niż w przypadku metod wapiennych, ponieważ stosunek molowy NH₃ do SO₂ musi być dynamicznie regulowany, by unikać emisji poślizgu amoniaku. Wymagało to od nas opracowania zaawansowanych algorytmów korekcji w systemie Yokogawa CentumVP.

Jakie wyniki środowiskowe osiąga instalacja?

Instalacja odsiarczania spalin w Puławach przynosi mierzalne, skwantyfikowane efekty ekologiczne:

• Redukcja SO₂ – ponad 80% emisji dwutlenku siarki
• Redukcja NOx – ograniczenie tlenków azotu o ponad 80%
• Redukcja CO₂ – zmniejszenie emisji dwutlenku węgla o ponad 80%
• Redukcja pyłu – zatrzymanie cząstek stałych na poziomie ponad 80%

Łączny efekt środowiskowy oznacza, że Zakłady Azotowe Puławy spełniają i przekraczają wymagania Dyrektywy o emisjach przemysłowych (IED) oraz dostosowują się do konkluzji BAT (Best Available Techniques).

Podwójna wartość – ekologia i nowy produkt nawozowy

To, co wyróżnia tę instalację spośród wielu podobnych w Europie, to jej podwójny wymiar: ekologiczny i komercyjny.

Efektem ubocznym procesu odsiarczania jest siarczan amonu [(NH₄)₂SO₄] – nawóz azotowo-siarkowy o ugruntowanej pozycji rynkowej. W przypadku Puław siarczan amonu stał się bezpośrednim surowcem do produkcji nowych nawozów Grupy Puławy:

Z naszego doświadczenia wynika, że instalacje, które jednocześnie redukują emisje i generują wartościowy produkt handlowy, mają zdecydowanie krótszy czas zwrotu z inwestycji niż klasyczne systemy ochrony środowiska. W Puławach ten mechanizm działa modelowo.

Dlaczego wybraliśmy system DCS Yokogawa CentumVP?

Wybór systemu Yokogawa CentumVP nie był przypadkowy. W środowisku chemicznym i petrochemicznym jest to jeden z najbardziej cenionych systemów klasy DCS ze względu na:

• Wysoką niezawodność i redundancję (SIL 2/3)
• Skalowalność – obsługa tysięcy punktów pomiarowych bez degradacji wydajności
• Otwartość integracyjną – komunikacja z systemami MES, ERP i środowiskowymi
• Zaawansowane biblioteki bloków funkcyjnych gotowych do konfiguracji w przemyśle chemicznym

Z naszej strony dostarczyliśmy oprogramowanie aplikacyjne na miarę – tzn. nie korzystaliśmy z szablonowych rozwiązań, ale opracowaliśmy logikę sterowania dostosowaną do specyfiki instalacji amoniakalnej, w tym zabezpieczenia procesowe i sekwencje rozruchu/odstawienia.

Co wyróżniało ten projekt na tle innych realizacji?

Przetestowaliśmy w naszej firmie wiele projektów z sektora chemicznego, ale ta realizacja miała kilka cech, które wyróżniały ją na tle standardowych wdrożeń DCS:

• Unikalność technologii – metoda mokra amoniakalną stosowana jest w niewielu instalacjach na świecie; brak gotowych wzorców oznaczał konieczność własnych rozwiązań inżynierskich
• Skala instalacji – złożoność punktów pomiarowych i zakres AKPiA był znacznie powyżej przeciętnego projektu przemysłowego
• Dual-output process – konieczność jednoczesnej optymalizacji oczyszczania spalin i jakości produktu końcowego (siarczan amonu) to rzadkie wymaganie projektowe
• Compliance-first approach – każdy element automatyki musiał spełniać wymogi raportowania emisji do organów regulacyjnych

FAQ – Najczęściej zadawane pytania