الصين: منتجات امتصاص ثاني أكسيد الكربون أثناء معالجة الضغط العالي؟ 

عندما تسمع عن امتزاز ثاني أكسيد الكربون في ظل ظروف الامتزاز الفراغي، يفكر الكثير من الناس على الفور في الزيوليت. هذا، بالطبع، كلاسيكي، ولكن في الواقع، في المنشآت الصينية، غالبا ما يتم تقليل كل شيء إلى التفاصيل - أي نوع من الزيوليت، وكيف تم تنشيطه، والأهم من ذلك - كيف يتصرف ليس في مختبر مثالي، ولكن بعد ستة أشهر من العمل على تدفق حقيقي مع الشوائب. وهنا تبدأ المفاجآت الحقيقية.

من النظرية إلى الشروط "الميدانية".

أخذنا، على سبيل المثال، معيار 13X. على الورق القدرة ممتازة. ولكن عندما بدأوا في استخدام تدفق غازات العادم من إنتاج الميثانول، حيث بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون هناك أيضًا آثار للكبريت والرطوبة العائمة، بعد بضعة أشهر انخفضت الكفاءة بشكل ملحوظ. إنها ليست كارثية، لكن اقتصاديات المشروع ساءت. اتضح أنه حتى الكميات الضئيلة من بعض المركبات "تسد" بشكل لا رجعة فيه؟ جزء من المسام كان علينا أن نفكر بسرعة في نظام التجفيف والتنظيف المسبق، مما أدى إلى زيادة تكلفة التكاليف الرأسمالية. وهذا خطأ نموذجي في المواصفات الفنية الأولية - فهي تنظر إلى ثاني أكسيد الكربون النقي، وليس إلى مصفوفة الغاز الحقيقية.

هذا هو المكان الذي يظهر فيه الفرق بين مجرد مادة ماصة ومنتج جاهز للاستخدام في دورة VDD. المفتاح هو الاستقرار خلال دورات متعددة من "تجديد الفراغ بالامتزاز". يجب ألا تمتص المادة ثاني أكسيد الكربون جيدًا فحسب، بل يجب أيضًا أن تطلق ثاني أكسيد الكربون بسهولة وبشكل كامل عند ضغط منخفض، دون أن يتم تدميرها بالتغيرات المستمرة. لقد رأيت عينات فقدت ما يصل إلى 20٪ من تركيبتها الحبيبية بعد 5000 دورة - وتحولت إلى غبار وانسداد الخطوط.

ولذلك، فإن العديد من الشركات المصنعة الصينية، وخاصة تلك التي تعمل بالتعاون مع الشركات الهندسية، تعتمد الآن على المواد المعدلة. لن أذكر علامات تجارية معينة، ولكن الجوهر هو تغيير مستهدف في السطح، على سبيل المثال، التشريب بالأمينات أو إدخال كاتيونات معينة. لم يعد هذا مجرد "منخل جزيئي"، بل "ماسك" أكثر انتقائية؟ ثاني أكسيد الكربون. ولكن السعر يختلف في المقابل. السؤال المطروح دائمًا هو: هل العميل على استعداد للدفع مقابل عمر الخدمة الطويل والاستقرار.

الحالة: التكامل مع الإنتاج

كانت لدي خبرة في أحد المصانع الكيماوية في سيتشوان. وتتمثل المهمة في احتجاز ثاني أكسيد الكربون من غازات الفرن من أجل الكربنة اللاحقة في إنتاج الصودا. المخطط الكلاسيكي. لقد اخترنا مادة ماصة تعتمد على الكربون المنشط ببنية خاصة، نظرًا لأن معدل الامتصاص كان مهمًا أيضًا - يجب أن تكون الدورات قصيرة.

بدأت البواسير الأكثر إثارة للاهتمام في مرحلة التكليف. إن مضخة التفريغ، التي كانت مناسبة بشكل مثالي وفقًا لجواز السفر، لم تتمكن من الناحية العملية من الوصول بسرعة إلى الضغط المتبقي المطلوب في العمود، وتأخر وقت الامتزاز، وتعطلت الدورة التكنولوجية بأكملها. بالتعاون مع مهندسي المصنع، كان علينا مراجعة الأنابيب بالكامل - قمنا بزيادة قطر الخطوط وقمنا بتركيب خزانات عازلة إضافية. الخلاصة: منتج الامتزاز ليس سوى جزء من النظام. يجب أن تكون خصائصها مرتبطة بشكل صارم بمعلمات جميع المعدات الأخرى - الضواغط، ووحدات التفريغ، وأنظمة التحكم.

بالمناسبة، حول أنظمة التحكم. لم تعد تركيبات VDD الحديثة عبارة عن صمامات يدوية. تعد الأتمتة التي تقوم بتبديل الصمامات وتنظيم الدورات أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الكفاءة. يمكن لخوارزمية مكتوبة بشكل سيء أن تفرط في التعريض؟ الممتزات تحت الفراغ، مما يؤدي إلى إهدار المزيد من الطاقة، أو على العكس من ذلك، عدم تجديدها. رأيت كيف انخفض نقاء إنتاج ثاني أكسيد الكربون بسبب هذا. علاوة على ذلك، فإن المشكلة لم تظهر على الفور، بل بعد أسابيع، عندما حدث تراكم تدريجي للصابورة في الأعمدة.

دور الحلول الهندسية والمتخصصة

ومن المهم هنا أن نذكر الشركات المتخصصة التي لا تعمل فقط في بيع المواد الكيميائية، بل في الدورة الكاملة - من التطوير إلى التشغيل. لنأخذ، على سبيل المثال،تشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة. هذا موقعهم الإلكتروني -https://www.yzkjhx.ru. إنهم ليسوا مجرد موردين، بل هم معهد تصميم تم إنشاؤه على أساس التقنيات الكيميائية. في حالتهم، يتعلق الأمر غالبًا بإنشاء حل لتدفق عملاء محدد. رأس المال المسجل 120 مليون يوان يسمح بالبحث والتطوير الجاد.

لقد عملت مع المتخصصين لديهم في مشروع واحد لالتقاط الغاز الحيوي. هناك التركيبة أكثر تنوعًا - الميثان وكبريتيد الهيدروجين وبخار الماء. المنتجات القياسية لم تكن مناسبة. اقترحت Yizhi Tech مخططًا متتاليًا: أولاً، إزالة الكبريت وتجفيفه، ثم الامتزاز الرئيسي لثاني أكسيد الكربون على الزيوليت المعدل، والذي طوروه بأنفسهم لمثل هذه الظروف. والنقطة المهمة هي أنها لم توفر مواصفات للمادة فحسب، بل قدمت منحنيات حركية الامتزاز/الامتزاز كاملة خصيصًا لتجديد الفراغ، مما جعل من الممكن حساب معلمات الأجهزة بدقة.

هذا هو الفرق الرئيسي. يمكنك شراء كيس من الحبيبات، أو يمكنك الحصول على حزمة تكنولوجية، حيث يكون منتج الامتزاز واحدًا فقط، وإن كان الأكثر أهمية، في المعادلة. هذا ينطبق بشكل خاص على VDD، لأن العملية دورية وديناميكية. يؤدي الاختيار غير الصحيح للمواد إلى إبطال فعالية نظام التفريغ باهظ الثمن بالكامل.

الاتجاهات والمزالق

الآن في الصين هناك الكثير من الحديث عن MOFs (الأطر المعدنية العضوية) وغيرها من المواد المتقدمة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون. بيانات القدرة مثيرة للإعجاب. ولكن عندما تبدأ في الخوض في قضايا الاستقرار في وجود الرطوبة، وتكلفة التوليف على نطاق صناعي، ومرة ​​أخرى، السلوك في دورة VDD طويلة، فإن الحماس يتلاشى قليلاً. في الوقت الحالي، يعد هذا موضوعًا للتركيبات التجريبية والمقالات العلمية. في الصناعة الحقيقية، تهيمن الزيوليتات المثبتة والكربون المنشط، ولكن يتم تحديثها باستمرار.

نقطة عملية أخرى هي الخدمات اللوجستية والاستبدال. تفقد المواد الماصة نشاطها مع مرور الوقت. وإذا لم تكن هذه مشكلة بالنسبة للمنشآت الصغيرة، فبالنسبة للإنتاج على نطاق واسع، فإن استبدال مئات الأمتار المكعبة من الردم يعني وقف الإنتاج والأشخاص والمعدات والتخلص من المواد القديمة. ولذلك، فإن العملاء لا ينظرون بشكل متزايد إلى سعر الطن، بل إلى التكلفة الإجمالية للملكية لكل طن من ثاني أكسيد الكربون المحتجز على مدار فترة الردم. وهذا يحول التركيز نحو حلول أكثر تكلفة، ولكنها دائمة ومستقرة.

وألاحظ أيضًا وجود اتجاه نحو الأنظمة الهجينة. ليس فقط VDD، ولكن، على سبيل المثال، مزيج من فصل الغشاء أو المراحل المبردة. غالبًا ما يلعب الامتزاز في مثل هذه المخططات دور خطوة التلميع النهائية لتحقيق درجة نقاء عالية. وهنا تكون متطلبات المنتج أكثر صرامة - هناك حاجة إلى انتقائية استثنائية، لأنه عند مدخل مثل هذا العمود يكون تركيز ثاني أكسيد الكربون مرتفعًا بالفعل، ويجب قطع النسبة المئوية الأخيرة من الشوائب.

بدلاً من الاستنتاج: التفكير بصوت عالٍ

لذا، وبالعودة إلى السؤال الرئيسي... لم تعد منتجات امتصاص ثاني أكسيد الكربون للمحركات عالية الضغط في الصين مجرد "سحر"؟ مادة. يتعلق الأمر بفهم عميق لتقنية امتصاص الفراغ، والقدرة على تكييف المواد مع المواد "القذرة". الغاز الحقيقي وقدرات الأجهزة المحددة للمصنع. لا يوجد حل عالمي.

يكمن نجاح المشروع في المثلث: الممتز الصحيح (الذي تم اختياره وفقًا لخصائصه الكاملة)، والمعدات المصممة والمركبة بكفاءة، والأتمتة الذكية التي تتحكم في الدورات. ويؤدي فقدان أي زاوية إلى الإفراط في استهلاك الطاقة، وانخفاض الكفاءة، وفي نهاية المطاف، إلى الإفلاس الاقتصادي لوحدة الالتقاط بأكملها.

ولذلك، عندما نناقش الآن مشاريع جديدة مع زملائنا، فإن السؤال الأول ليس "ما هي المادة الممتزة التي يجب أن نأخذها؟"، ولكن "ما هو التركيب الكامل للغاز، وما هو الضغط، وما هي درجة النقاء المطلوبة وأين سيذهب ثاني أكسيد الكربون الناتج؟" وفقط بعد تلقي هذه الإجابات يبدأ الاختيار. في بعض الأحيان يتبين أنها ليست المادة الأكثر رحابة أو عصرية، ولكنها المادة المضمونة أن تخدم 5-7 سنوات دون مفاجآت. وفي الصناعة، غالبًا ما تكون هذه القدرة على التنبؤ أكثر قيمة من السجلات.