الصين: إزالة الكبريت الناعم من غاز الفحم؟ 

عندما يتحدثون عن تنظيف فرن فحم الكوك أو الغاز الاصطناعي في الصين، يفكر الكثير من الناس على الفور في أجهزة غسل الغاز الأساسية والثيوفان. لكن الإزالة "الدقيقة" تشكل مستوى آخر، حيث لا يقتصر الأمر على تحقيق معايير الانبعاثات فحسب، بل يتعلق بالحصول على المواد الخام اللازمة للكيمياء عالية النقاء، أو على سبيل المثال، حماية المحفزات الباهظة الثمن في مراحل لاحقة. هذا هو المكان الذي تبدأ فيه الهندسة الحقيقية، وغالبًا ما يكون نهج "صنع في الصين". لقد تبين أنه أكثر واقعية وتكيفًا مع الواقع المحلي مما يبدو من الخارج.

أين هو خط "الدقة"؟

في مشاريعنا تحت عنوان "التنظيف الدقيق" نقصد عادةً تقليل إجمالي الكبريت إلى مستويات أقل من 1 جزء في المليون، وغالبًا ما يصل إلى 0.1 جزء في المليون. لكن النقطة الأساسية ليست فقط رقم الإخراج، بل استقرار العملية عندما يتقلب تكوين الغاز المصدر. وقد يكون الفحم الصيني مختلفاً تماماً، كما أن الغاز الذي ينتجه بعد تحويله إلى غاز قد يجلب المفاجآت. على سبيل المثال، بالإضافة إلى H2S، قد يكون هناك مركبتان، COS، CS2. يمكن للتنظيف القلوي القياسي التعامل مع كبريتيد الهيدروجين (H2S)، لكن COS غالبًا ما يذهب إلى أبعد من ذلك. هذه مشكلة كلاسيكية.

لذلك، تبدأ "الدقة" بالفعل في مرحلة تصميم الدائرة. غالبًا ما يكون هذا عبارة عن سلسلة متتالية: أولاً تنقية تقريبية (على سبيل المثال، أمين أو أساس أكسيد الحديد)، ثم هدرجة COS إلى H2S، ثم مرحلة التشطيب. عند خط النهاية تتكشف الدراما الرئيسية. لقد جربنا الكثير - أكاسيد الزنك، والكربون المنشط مع تشريبات خاصة، وعمليات مثل السلفينول. ولكل منها قيودها الخاصة على درجة الحرارة والرطوبة ووجود المركبات المحتوية على الأكسجين.

أتذكر حادثة واحدة في مصنع لتحويل الفحم. طلب العميل إنتاجًا أقل من 0.3 جزء في المليون لحماية محفز الميثان. أنشأنا مخططًا قياسيًا. كل شيء على ما يرام حتى تبدأ تقلبات الحمل المخطط لها. مع انخفاض حاد في الأداء، انخفضت درجة الحرارة في جهاز الامتزاز وبدأ إطلاق الكبريت. وتبين أن حركية الامتصاص على المادة المختارة غير خطية إلى حد كبير في نافذة درجة الحرارة هذه. كان علينا تعديل نظام التدفئة/التبريد ودائرة التحكم. تافه؟ لا، هذه الفروق الدقيقة هي التي تحدد نجاح "الدقيق". عملية.

براغماتية الحلول الصينية: التكيف، وليس التقليد

كثيرًا ما أسمع أنهم في الصين يقومون ببساطة بنسخ التقنيات الغربية. وهذا ليس هو الحال في مجالنا. إنهم يأخذونها كأساس، ولكنهم يتكيفون بشكل جذري مع الظروف المحلية والاقتصاد. على سبيل المثال، تعتبر مدة خدمة المادة الماصة معلمة حاسمة. المواد المستوردة يمكن أن تعمل لفترة أطول، ولكن سعرها أعلى 2-3 مرات. لقد تعلمت الشركات المصنعة المحلية كيفية صنع محفزات هدرجة جيدة للغاية ومواد ماصة تعتمد على الزنك، والتي، عند استخدامها بشكل صحيح، توفر 3-4 سنوات من التشغيل المستقر. أصبحت اقتصاديات المشروع مختلفة.

نقطة أخرى هي الموقف من التجديد. في الغرب، غالبًا ما يتم تصميم دورات قابلة للتجديد بالكامل. في الصين، وخاصة في الشركات المتوسطة الحجم، يمكنهم اختيار مادة ماصة يمكن التخلص منها أو قابلة للتجديد جزئيًا عمدًا إذا كان التخلص منها أبسط وأرخص من تنظيم دائرة تجديد معقدة مع معالجة مجاري النفايات. وهذا ليس "تخلفًا"، بل هو حل وسط هندسي يعتمد على حساب كامل لدورة حياة التركيب.

خذ على سبيل المثال،تشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(موقعهم على الانترنت هوhttps://www.yzkjhx.ru). يعمل معهد التصميم هذا، الذي أنشأته شركة Huaxi Technology، بنشاط في هذا المجال على وجه التحديد. إنهم لا يبيعون التكنولوجيا فحسب، بل يقدمون في كثير من الأحيان حلولاً مختلطة. لنفترض، في المرحلة الأولى - جهاز غسل الأمين الذي أثبت كفاءته للتنظيف القاسي، وفي النهاية - طبقة مخصصة من الكربون المنشط المشرب من شريك محلي لالتقاط مركبات الكبريت العضوية المتبقية. هذا النهج يقلل من تكاليف رأس المال. إن خبرتهم، المتراكمة منذ تأسيسها في عام 2013 برأس مال قوي ومصرح به، تظهر هذه الخصوصية جيدًا: الفهم العميق لقاعدة المواد الخام للعملاء والرغبة في الجمع بين الأساليب.

المعدات والأجهزة: حيث تكمن المشاكل غير الواضحة

الحديث عن العمليات الكيميائية هو شيء واحد. لكن 50% من النجاح في التنظيف الدقيق هو استخدام المعدات الصحيحة. موزعي السوائل في الممتصات، ونظام أخذ العينات للتحليل عبر الإنترنت، وحتى مادة الفوهة - كل شيء مهم. حققت شركات تصنيع المعدات الصينية قفزات هائلة خلال السنوات العشر الماضية. في السابق، كانت هناك مشكلة تتعلق بجودة اللحامات في أجهزة الضغط العالي، ولكن تم حل هذه المشكلة الآن.

لكن "آلامهم" ظلت قائمة. على سبيل المثال، التآكل في مناطق التكثيف. بعد مرحلة الهدرجة وتبريد الغاز، قد يتساقط مكثف بتركيزات دقيقة من الأمونيا والسيانيد - وهو خليط جهنمي للفولاذ المقاوم للصدأ 304. من الضروري وضع سبائك أكثر مقاومة في مناطق محددة، وهو أمر لا يكون واضحًا دائمًا منذ البداية. في أحد المشاريع، كان من الضروري تغيير مادة خط الأنابيب بشكل عاجل في المنطقة الواقعة بين جهاز الغسيل وجهاز الامتزاز الناعم بعد ستة أشهر فقط من التشغيل بسبب التآكل.

أو قصة مع التحليل. للتحكم في العملية على مستوى أعشار جزء في المليون، تحتاج إلى كروماتوجرافيا أو محلل جيد عبر الإنترنت باستخدام طريقة مضان الأشعة فوق البنفسجية. يعد شرائها وصيانتها عنصرًا فادحًا في النفقات. تتبع العديد من المصانع الصغيرة طريق أخذ العينات الدورية والتحليل المختبري. وهذا يخلق تأخرًا في التحكم، وقد "ينزلق" الكبريت من المادة الماصة. ولذلك، فإن الاتجاه الحالي هو نحو محللين صينيين عبر الإنترنت بأسعار معقولة. قد تكون دقتها أقل قليلاً، لكن الموثوقية وسرعة الاستجابة للتحكم التشغيلي كافية بالفعل.

الاقتصاد والبيئة: توازن لا مفر منه

التنظيف الجيد هو دائمًا حل وسط بين التكلفة والنتائج. يمكنك تثبيت التكنولوجيا الفائقة وتحقيق 0.05 جزء في المليون، ولكن إذا كانت المرحلة التالية هي ببساطة حرق الغاز في الفرن، فهذا غير مبرر اقتصاديا. يتزايد الضغط الناجم عن اللوائح البيئية في الصين، لكنه يختلف من مقاطعة إلى أخرى. لذلك، غالبًا ما يتم تصميم النظام بهامش في الإنتاجية وعمق التنظيف، ولكن يتم تشغيله على مراحل.

ومن الحالات المثيرة للاهتمام إعادة تدوير المواد الماصة المستهلكة أو التخلص منها. وإذا كان أكسيد الزنك مشبعًا بالكبريت، فيمكن أحيانًا تحويله لإنتاج حامض الكبريتيك. لكن الخدمات اللوجستية والمحتوى المعدني الثقيل يصبحان عقبات. يفكر المزيد والمزيد من الناس في التجديد في الموقع، ولكن هذا مرة أخرى يعد بمثابة نفقات رأسمالية. وهذا مجال سيظل فيه الكثير من الابتكار، وربما نحو مواد أرخص وأكثر قابلية لإعادة التدوير.

ومن منظور تكاليف التشغيل، فإن العدو الأكبر هو استهلاك الطاقة. مضخات إعادة تدوير المحاليل، وسخانات التجديد، والضواغط - كل هذا؟ كثير. المشاريع الحديثة ومنها تلك المذكورةتكنولوجيا تشنغدو Yizhi، تركز بالفعل على تحسين تدفقات الطاقة: استخدام الحرارة من المراحل الأخرى من العملية للتجديد واستعادة الطاقة. بدون هذا، من المستحيل المنافسة اليوم.

التطلع إلى المستقبل: التكامل والرقمنة

أين يتجه كل شيء؟ في رأيي، الاتجاه الرئيسي ليس اختراع أي تقنية سحرية واحدة، ولكن التكامل العميق لمراحل التنقية في مخطط التغويز أو التكويك الشامل. عندما لا يتم تصميم تركيب التنظيف الدقيق على أنه "صندوق" منفصل، ولكن كجزء من دورة تكنولوجية واحدة مع نظام تحكم مشترك. يتيح لك ذلك الاستجابة بمرونة أكبر للتغيرات في المواد الخام وتقليل فقدان الضغط والحرارة.

والثاني هو الرقمنة. إن مجرد جمع البيانات من أجهزة الاستشعار لم يعد كافيا. وتظهر نماذج تنبؤية يمكنها، استناداً إلى إشارات غير مباشرة (على سبيل المثال، تدرج درجة الحرارة في جهاز الامتزاز)، التنبؤ بحدوث "اختراق" مبكر؟ الكبريت أو الحاجة إلى التجديد. يتيح لك ذلك تحقيق أقصى استفادة من الموارد الماصة وتجنب حالات الطوارئ. وتستثمر الشركات الهندسية الصينية بنشاط في مثل هذه التطورات.

وأخيرا المواد الخام. إن الفحم موجود ليبقى، ولكن حصة الغاز الناتج عن الكتلة الحيوية والنفايات آخذة في التزايد. تكوينها الكبريتي أكثر تقلبًا. وستكون الخبرة المكتسبة في إزالة الكبريت "الرفيعة" من غاز الفحم التقليدي ذات قيمة لا تقدر بثمن في هذه الاتجاهات الجديدة. لذلك، على الرغم من كل التعقيد والفروق الدقيقة، فإن هذا المجال بعيد عن كونه خدمة روتينية، ولكنه مجال يتطور باستمرار للهندسة، حيث لم يلحق المتخصصون الصينيون بالركب منذ فترة طويلة، لكنهم يسيرون في طريقهم الخاص، ويقدمون حلولاً عملية لمشاكل حقيقية. ولعل هذا هو التعريف الأكثر دقة لما يحدث الآن في هذه المنطقة هنا.