Ылғалды CO2 жою әдісі: тиімді ме? 

Ылғал түтін газын тазалауға келгенде, әсіресе CO2 алу контекстінде, көптеген адамдар бірден саптамасы мен сілтілі ерітіндісі бар стандартты скруббердің суретін елестетеді. Бірақ тиімділік тек ?90%+ көрсеткіш емес пе? орнату паспортында. Бұл күрделі оқиға, мұнда теория көбінесе пайдалану тәжірибесінен алшақтайды, ал негізгі судьялар операторлар мен реагенттер мен шламды жоюға кететін шығындарды есептейтін бухгалтерия болып табылады.

«Жоғары тиімділіктің» артында не жасырылады? төлқұжатыңызда?

Технологияны ұсынатын әрбір дерлік өндіруші немесе инженерлік институт 95-99% деңгейінде сіңіру тиімділігі туралы деректерді ұсынады. Дегенмен, бұл сандар әрдайым дерлік зертханалық жағдайларға немесе идеалды, тұрақты газ ағыны бар тәжірибелік зауытқа қатысты. Шындығында, ірі жылу электр станциясында немесе цемент зауытында газдың құрамы «би?» — SO2 концентрациясы, шаң, температураның өзгеруі. Міне, нюанстар осы жерден басталады.

Мысалы, классикалықылғалды әдісСкруббердегі амин негізіндегі (MEA) теорияға жақын тиімділікті көрсете алады. Бірақ егер біз таза, салқындатылған және кептірілген ағын туралы айтатын болсақ. Нақты қоспаларды, әсіресе оттегін қосыңыз, аминнің бақыланбайтын тотығуы мен ыдырауы басталады. Тиімділік бірден төмендемейді, бірақ бірте-бірте, оператор мұны бірдей тазарту дәрежесін сақтау үшін реагентті тұтынудың артуы арқылы ғана көреді. Бұл кездейсоқ емес, ол ?тыныштық? бюджетті жейді.

Сондықтан, олар біздің институтқа CO2 түсіру жобасына өтінішпен келген кезде, бірінші сұрақ «қандай тиімділікті қалайсыз?», бірақ «кіретін газдың, соның ішінде ізді қоспаларды қоса алғанда, нақты және ең нашар құрамы қандай?». және «қолданылған ерітіндіні немесе шламды қайда қою керек?». Осы сұрақтарға жауапсыз кез келген мәлімделген тиімділік - бұл жай ғана сан.

Брошюраларда жазылмаған мәселелер

Негізгі проблемалардың бірі - коррозия. Сілтілік орталар, карбонаттардың немесе аминдердің ыстық ерітінділері және хлоридтердің біркелкі мөлшерде болуы қарапайым көміртекті болатты жою үшін тамаша рецепт болып табылады. Жобаларда біз алты ай жұмыс істегеннен кейін шашырау аймағында коррозияға ұшыраған шұңқырларға байланысты скрубберді жоспардан тыс жөндеуге тоқтатуға тура келетін жағдайларға тап болдық. Қазіргі уақытта тиімділік, әрине, нөлге тең болды. Бүкіл жобаның экономикасын түбегейлі өзгертетін қымбат қорытпаларды немесе арнайы жабындарды төсеу қажет.

Тағы бір бас ауруы - тұрақты шөгінділер мен тұз тығындарының пайда болуы. Әсіресе әк шламдарын қолданғанда. Теориялық тұрғыдан бәрі қарапайым: Са(ОН)2 СО2-мен әрекеттеседі, нәтижесінде СаСО3 пайда болады. Іс жүзінде кальций карбонаты саптамаға, саптамаларға және жылу алмастырғыш түтіктерге жабысады. Шаю көмектеседі, бірақ тоқтатуды қажет етеді. Тоқтау мүмкін болмаса ше? Содан кейін газ бен сұйықтықтың жанасу аймағының төмендеуіне байланысты тиімділік біртіндеп төмендейді.

Және, әрине, энергия шығындары. Сіңу процесінің өзі энергияны көп қажет ететін процесс емес. Бірақ ерітіндіден СО2 десорбциясы (регенерация) үлкен жылыту шығындарын талап етеді. Көбінесе барлық операциялық шығындардың 70% дейін. ПӘК-і 99% болатын скруббер салуға болады, бірақ ЖЭО-ның өзінен шығатын будың жартысы регенерацияға жұмсалса, онда кәсіпорынның қандай жалпы тиімділігі туралы айтуға болады? Бұл тұйыққа тіреледі.

Нақты жобалардан алынған тәжірибе: ымыраға келуге болатын жерде

Аммиак зауытының бір жобасы конверсия ағынынан СО2 алу болды. Концентрация жоғары болды, бірақ температура да болды. Классикалықылғалды әдісMEA-мен газды терең салқындату қажет болды, бұл тоңазытқыштар үшін үлкен күрделі шығындарға әкелді. Оның орнына олар ыстық калиймен жуу (K2CO3) нұсқасын ұсынды және жұмыс істеді. Қағаздағы сіңіру тиімділігі төмен болды - шамамен 85-90%. Бірақ біз үлкен салқындату қондырғысы мен конденсат коллекторларынан аулақ болдық, ал регенерация жоғары температурада өтті, бұл басқа технологиялық ағынның қалдық жылуын пайдалануға мүмкіндік берді. Зауыт үшін бұл соңғы экономикалық тиімділік ?аз тиімді? әдістің химиясы тұрғысынан жоғарырақ болып шықты.

Тағы бір жағдай шағын қазандықта еуропалық жеткізушінің жақсартылған амин ерітіндісін қолдану әрекеті болды. Ерітінді тотығуға жоғары қарсылықты уәде етті. Бірақ олар ресейлік ерекшелікті - жанармайдағы күкірттің жоғары болуын ескермеді. SO2, тіпті аз мөлшерде болса да, алдыңғы қадамда толық ұсталмаған, аминмен қайтымсыз байланысып, ыстыққа тұрақты тұздар түзеді. Реагент өзінің белсенділігін қайтарымсыз жоғалтты. Жоба, өкінішке орай, оның сипаттамаларына жете алмады. Алдын ала тазарту жүйесін өзгертуге тура келді, бұл қайтадан экономикаға әсер етті.

Альтернативті және гибридті шешімдер

Қазіргі уақытта «құрғақ» әдістер, мембраналар, адсорбенттер туралы көп айтылады. Бірақ энергетика немесе металлургия сияқты ірі салалардаылғалды әдісауқымдылығы мен күрделілігі жағынан әзірге теңдесі жоқ. Тағы бір нәрсе, ол таза түрінде емес, гибридті схеманың бөлігі ретінде жиі қолданылады.

Мысалы, бірінші кезең - дөрекі тазалау және салқындату үшін құрғақ немесе жартылай құрғақ әдіс, екінші кезең - скрубберде ұсақ тазалау. Немесе керісінше, дымқыл скруббер алдымен қоспалар мен СО2 массасын кетіреді, содан кейін адсорбентпен жылтыратады. Мұндай конструкцияларда барлығын бірден жасауға тырысатын бір «супер скрубберге» қарағанда жүйенің жалпы тиімділігі жоғарырақ және операциялық шығындар төмен болуы мүмкін.

Өз технологияларын белсенді түрде ілгерілетіп жүрген қытайлық әріптестер қызықты тәжірибе жинақтады. Мысалы, жобалау институтыChengdu Yizhi Technology Co.(Huaxi Technology компаниясы құрған) жиі классикалық скрубберлерді жылуды қалпына келтіру жүйелерімен және өнеркәсіпке арналған шешімдерінде күрделі автоматтандыруды біріктіреді, жүктемеге байланысты нақты уақытта реагент тұтынуды оңтайландырады. Олардың веб-сайтындаyzkjhx.ruСіз осындай күрделі жобалардың сипаттамаларын таба аласыз. Олардың тәсілі кез келген шығынмен максималды сіңіру тиімділігіне ұмтылу емес, қалпына келтіру жылдамдығы мен жалпы шығындар арасындағы оңтайлы тепе-теңдік нүктесін іздеу болып табылады. Бұл неғұрлым жетілген және практикалық көрініс.

Сонда дымқыл әдіс тиімді ме? Қорытынды ойлар

Тиімділік – көп қырлы ұғым. Масса алмасуға арналған газ-сұйықтық контактілі технологиясы ретінде дымқыл CO2 жою әдісі өте тиімді және ондаған жылдар бойы дәлелденген. Дайын ?қорапқа салынған? технология кез келген кәсіпорын үшін жоқ. Бұл нақты шарттар үшін өте дәл таңдалуы және конфигурациялануы қажет құрал.

Оның негізгі артықшылығы - жоғары бірлік қуаты, сенімділік (тиісті дизайн және материалдармен) және процестің болжамдылығы. Негізгі кемшіліктер - коррозияға төзімді материалдарға жоғары күрделі шығындар, регенерацияға арналған жоғары операциялық шығындар және қалдықтармен (сұйықтық немесе шлам) проблемалары.

Сонымен тақырыптағы сұраққа жауап: иә, дымқыл әдіс техникалық тиімді. Бірақ бұл сіздің нақты нысаныңыз үшін экономикалық және операциялық тұрғыдан тиімді бола ма, жоқ па - бұл терең аудит, модельдеу және ымыраға келу мәселесі. Каталогтан ешбір дайын фигура бұл жерде жұмыс істемейді. Бүкіл өмірлік циклді ескеру қажет: скрубберге арналған тот баспайтын болаттың құнынан карбонатты шөгінділерді жою логистикасына дейін. Тек осындай есептеу шынайы тиімділікті көрсетеді.