الصين: كفاءة إزالة ثاني أكسيد الكربون عن طريق الامتزاز؟ 

عندما تسمع هذا السؤال، أول ما يتبادر إلى ذهنك هو المنشآت التي تحتوي على الزيوليت أو الكربون المنشط، والشعور بأن التكنولوجيا قديمة قدم التلال. لا يزال الكثيرون يعتقدون أن الكفاءة هي مجرد رقم من ورقة بيانات المواد الماصة، 90% أو 99%. لكن في الواقع، وخاصة في الواقع الصيني في العقد الماضي، كل شيء يعتمد على كيفية دمج هذا الامتزاز في دورة تكنولوجية محددة، وتحت أي ضغوط ودرجات حرارة، والأهم من ذلك، تحت أي اقتصاد. الكفاءة بدون عائد الاستثمار هي مجرد تمرين أكاديمي.

من عمود المختبر إلى المفاعل الصناعي: حيث تضيع الكفاءة

سأبدأ بالانفصال الكلاسيكي. في المختبر، في منشأة مثل Chengdu Yizhi Technology Co.، يمكن الحصول على منحنيات امتصاص ممتازة لخليط غاز معين. تأخذ المادة الماصة 200 ملجم من ثاني أكسيد الكربون لكل جرام. الجميع سعداء. ثم يتم سكب هذه المادة الماصة في جهاز امتزاز صناعي في بعض المصانع لإنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي. وهنا يبدأ الأمر: فرق ضغط لم يكن في الاعتبار، غبار دقيق من المواد الخام يسد المسام، رطوبة تنافس ثاني أكسيد الكربون على المراكز النشطة. تنخفض كفاءة المختبر بنسبة 15-20% في أحسن الأحوال. وهذا ليس عيبًا في التكنولوجيا، بل هو تكلفة التوسع.

كان لدينا مشروع يتعلق بتنقية الغاز الحيوي. أراد العميل الحصول على غاز الميثان النقي عن طريق إزالة ثاني أكسيد الكربون. لقد أخذوا ما يبدو أنه زيوليت مثبت. ولكن في الغاز الحيوي، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون، كان هناك كبريتيد الهيدروجين، وإن كان بكميات ضئيلة. لقد سممت المادة الماصة بشكل لا رجعة فيه في ثلاثة أشهر بدلاً من السنة والنصف المقدرة. انخفضت كفاءة إزالة ثاني أكسيد الكربون إلى الصفر تقريبًا. كان علينا أن نبني في مرحلة أولية للتنقية من غاز كبريتيد الهيدروجين بسرعة، مما أدى إلى زيادة تكلفة النفقات الرأسمالية. الكثير من أجل الامتزاز البسيط.

ولذلك، فإن الشركات الهندسية المختصة الآن، مثل شركة Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd.، لا تبيع ببساطة مواد ماصة أو تركيبًا قياسيًا. إنهم يبيعون سلسلة تكنولوجية حيث يكون جهاز الامتزاز عبارة عن رابط واحد فقط. يعد التجفيف المسبق والترشيح الدقيق والتحكم الدقيق في درجة الحرارة في مرحلة التجديد أمرًا مهمًا. ومن دون ذلك فإن الحديث عن الكفاءة لا أساس له من الصحة. موقع الكترونيyzkjhx.ruيعكس هذا النهج جيدًا - فمن الواضح أن العمل ينتقل من تحليل المواد الخام إلى التشغيل.

الاقتصاد الدائري: التجديد كعامل رئيسي

في الواقع، السؤال الرئيسي ليس "كم سيأخذ؟"، ولكن "كيف سيعيده؟" استهلاك الطاقة من أجل الامتزاز هو المكان الذي يتم فيه استهلاك كل الأرباح الناتجة عن العملية. تجديد الفراغ، ودرجة الحرارة، والتطهير بالغاز الخامل - كل طريقة لها سعرها الخاص. وفي الصين، حيث تمثل تكاليف الطاقة عاملاً حاسماً، كثيراً ما تستخدم الحلول الهجينة.

لقد رأيت منشآت في مصانع فحم الكوك حيث يتم استخدام حرارة منخفضة الدرجة من مناطق أخرى لتجديد المادة المازة. كفاءة استخدام الطاقة عالية، ولكن عملية التجديد نفسها تكون أبطأ، وتطول الدورة، وهناك حاجة إلى قدرات ماصة كبيرة. إنها تسوية. في بعض الأحيان يكون من المربح أن يكون لديك أجهزة أصغر حجمًا، ولكن قم بتسخينها بالكهرباء إذا كان لديك إمكانية الوصول إلى تعرفة ليلية رخيصة. لا توجد وصفة عالمية.

حالة فاشلة من الذاكرة: لقد حاولوا تنفيذ نظام تجديد حراري سريع (يصل إلى 300 درجة مئوية) في مصنع تعدين صغير. وبطبيعة الحال، أطلقت المادة الماصة ثاني أكسيد الكربون بشكل مثالي. ولكن بعد 500 دورة، بدأ التلبيد وبدأ فقدان المسامية. فشلت الميكانيكا - دمرت الصدمات الحرارية المتكررة الحبيبات، وظهر الغبار، الذي حمله التدفق. انخفضت الكفاءة، وأكلت تكلفة استبدال المادة الماصة كل المدخرات. الخلاصة: لطيفة في بعض الأحيان، ولكنها أقل "فعالية" من حيث السرعة، وتكون الطريقة أكثر ربحية على المدى الطويل.

مواد ماصة من الجيل الجديد: الأطر العضوية المعدنية والمزيد

هناك الكثير من الضجيج حول الأطر المعدنية العضوية (MOFs) هذه الأيام. نعم، قدراتهم المحددة مذهلة. لكن في الصناعة، لم أر سوى عدد قليل منها حتى الآن، وفقط في المنشآت التجريبية. لماذا؟ سعر. والهشاشة. لا يوجد خلاف على فعاليتها في ظل الظروف المثالية، ولكن أدنى وجود للأبخرة العضوية أو درجات حرارة التجدد العالية يمكن أن يغير البنية بشكل لا رجعة فيه.

القصة الأكثر واقعية هي الكربون المنشط المعدل والزيوليت مع الأمينات المشربة. هذا هو العمود الفقري. على سبيل المثال، غالبًا ما يتم استخدامها لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من غازات المداخن في محطات الطاقة الحرارية (ما بعد الاحتراق). قد تكون الكفاءة في كل دورة أقل من المواد العضوية المعدنية، لكن المادة الماصة تدوم لفترة أطول، ويمكن تجديدها باستخدام طرق قاسية، وتتسامح مع بعض الاختلافات في تكوين الغاز. علىyzkjhx.ruفي أوصاف المشروع، غالبًا ما ترى مثل هذه الحلول - موثوقة ويمكن التنبؤ بها مع فترة استرداد محسوبة.

الاتجاه المثير للاهتمام هو الأنظمة الهجينة: الامتزاز + الأغشية. أولاً، يتم التنظيف الخام باستخدام مادة ماصة رخيصة الثمن، ثم يتم الانتهاء من ذلك على الغشاء. أو العكس. هذا يسمح لك بتحسين التكاليف الرأسمالية. إن كفاءة النظام بأكمله في إزالة ثاني أكسيد الكربون أعلى من كفاءة كل طريقة على حدة، لأن كل طريقة تعمل في نطاقها الأمثل من التركيزات والضغوط.

سياق؟ الكربون المزدوج؟ سعر الصرف في الصين

منذ عام 2020، ومع الإعلان عن أهداف الحياد الكربوني، تغير كل شيء. لم تعد كفاءة إزالة ثاني أكسيد الكربون فئة تقنية واقتصادية بحتة. تمت إضافة الوزن السياسي والسمعة إليها. بالنسبة للعديد من الشركات، أصبح تثبيت نظام الالتقاط الآن مسألة بقاء والحفاظ على الحصص.

وقد أدى هذا أيضًا إلى حدوث بعض التسرع، وبالتالي حدوث أخطاء. لقد رأيت مشاريع تم فيها شراء وحدات الامتزاز "من أحد الجيران"، دون تحليل مفصل لتدفق الغاز. ونتيجة لذلك، إما أنهم لم يستوفوا معايير جواز السفر، أو أن عمليتهم كانت مدمرة. الكفاءة كانت على الورق، ولكن ليس على أرض الواقع. والآن يبدو أن هذه المرحلة قد مرت. لقد أصبح العملاء أكثر معرفة بالقراءة والكتابة ويحتاجون إلى دراسات جدوى مفصلة واختبارات تجريبية على المواد الخام الخاصة بهم.

لقد نما هنا دور مؤسسات مثل Chengdu Yizhi Technology Co. (وهو معهد تصميم أنشأته شركة Huaxi Technology). رأس مالهم البالغ 120 مليون يوان ليس مجرد رقم، بل هو فرصة لإجراء بحث وتطوير جاد ولا يقدم نموذجًا، بل حسابًا فرديًا. وفي ظروف التنظيم الصارم، لا نحتاج فقط إلى بائعي المعدات، بل نحتاج أيضًا إلى شركاء في التكنولوجيا الذين سيتقاسمون المخاطر في مرحلة الإطلاق.

استنتاجات من الممارسة: ما الذي تبحث عنه عند التقييم

لذا، لتلخيص ذلك باختصار. عند السؤال عن كفاءة إزالة ثاني أكسيد الكربون عن طريق الامتزاز في الصين، عليك أن توضح على الفور: ما هي الكفاءة؟ من حيث الطهارة؟ في القدرة المحددة للمادة الماصة؟ في تكاليف الطاقة لكل طن من ثاني أكسيد الكربون المحتجز؟ أو في الاقتصاد العام للمشروع على مدى 5 سنوات؟

من خلال تجربتي، هناك ثلاثة معايير رئيسية: 1) استقرار قدرة المادة الماصة على ما لا يقل عن 1000 دورة في ظل ظروف حقيقية وليست مثالية. 2) تكلفة التجديد (غالباً 60-70% من تكاليف التشغيل). 3) الاندماج في تدفق العملية الحالي دون تعطيله بشكل خطير.

الرسوم البيانية المعملية الرائعة هي مجرد بداية للمحادثة. تولد الكفاءة الحقيقية في الميدان، وفي الموقع، بين الأنابيب والصمامات وقراءات أجهزة الاستشعار. وغالباً ما يتبين أنها أقل من المتوقع، ولكنها على الأقل قابلة للتحقيق، والأهم من ذلك، أنها مستدامة. وهذا هو بالضبط ما يتم الرهان عليه الآن في المشاريع الذكية في جميع أنحاء الصين. إن تكنولوجيا الامتزاز ليست علاجًا سحريًا، ولكن إذا تم وضعها في الأيدي اليمنى ومع الحسابات الصحيحة، فهي أداة قوية ومرنة للغاية.