Қытай: биогаздан метан алу технологиясының көшбасшылары? 

Мұны естігенде, бірінші ойға қайтадан сол шулы тақырыптар келеді. Қазір барлығы «көшбасшы». Бірақ әйтеуір шулы әңгімені қойып, зауыттар мен стансаларда не болып жатқанын үңілсеңіз, сурет... қызық болады. Брошюралардағыдай емес. Жоғары қалпына келтіру қарқыны туралы, метанның тазалығы 99% -ға дейін туралы көп айтылады, бірақ жүйе ақпан айында Хэбэйдің солтүстігінде -20 ° C температурада қалай әрекет ететіні туралы сирек немесе мал фермасынан алынған шикізат биогазының құрамы кенеттен «қалқыған» кезде? тағамның өзгеруіне байланысты. Қағаздағы көшбасшылық пен шынайы көшбасшылықтың айырмашылығы осында көрінеді. Қытайлық инженерлер тәжірибенің орасан зор, жай титандық көлемін жинақтады, өйткені іске асыру ауқымы мыңдаған нысандарды құрайды. Және бұл тәжірибе жиі қиын, әрқашан бірінші рет сәтті бола бермейді, бірақ ол бірдей технологиялық жүкті құрайды.

Теориядан лас қолдарға дейін: алшақтық қайда жатыр

Оқулықтар процесті қарапайым етіп көрсетеді: қысымның ауытқуы адсорбциясы (PSA), мембраналар, абсорбция. Оны алыңыз және қолданыңыз. Шындық алғашқы газды талдаудан басталады. Мен полигон газының стандартты параметрлерін белгілейтін жобаларды көрдім, бірақ іс жүзінде олар күкіртсутегі мен силоксандардың жоғары құрамы бар тұрақсыз ағынды алды, бұл бір ай ішінде қымбат мембраналық модульдерді өлтірді. Қытайлық компаниялар, әсіресе химия өнеркәсібінен пайда болған компаниялар осы жолда көптеген сәтсіздіктерден өтті. Олар төлқұжат сөзін қабылдамауды және субстраттың әрбір жаңа түріне өздерінің ұзақ мерзімді пилоттық сынақтарын жасауды үйренді.

Технологиялық тізбектің икемділігі негізгі мәселе болып табылады. Көбінесе бұл гибридті шешімдер. Біріншіден - сенімді, тіпті консервативті қоспалардан тазарту, содан кейін ғана - ұсақ метан шығару. Мысалы, H2S және оттегі іздерін жою үшін скруббердің комбинациясы, содан кейінPSA орнатуқысым мен құрамның күтілетін диапазоны үшін таңдалған адсорбенттермен. Сіз мұны каталогтардан біле алмайсыз, тек сынақ және қате арқылы. Ал қытайлық инженерлер бұл қателіктерді соңғы 10-15 жылда жасап үлгерді, бұл оларға үлкен артықшылық берді.

Тағы бір нюанс - энергия тиімділігі. Мәлімделген тиімділік бір нәрсе, бірақ адсорбентті қалпына келтіру немесе сығудың нақты шығындары басқа. Азық-түлік өндірісінің биогазын кәдеге жарату жобаларының бірі жүктеменің ауытқуы стандартты PSA схемасын экономикалық тұрғыдан тиімсіз ететін фактіге тап болды. Маған циклдарды қайта қарауға және басқару жүйесін дерлік «қолмен» реттеуге тура келді. режимі. Бұл жобаның құнының 30% және табыстылығының 90% -ын құрайтын дәл сол «сайтта әрлеу».

Жабдық және «аппараттық құрал»: баға ғана емес, сонымен қатар төзімділік

Бұл жерде жиі стереотип пайда болады: Қытай арзан және мүмкін қысқа мерзімді дегенді білдіреді. Биогаз технологиялары саласында бұл енді жоқ. Бәсекелестік өндірушілерді далада тәулік бойы жұмыс істейтін жабдықты жасауға мәжбүр етті. Компрессорларды алайықбиогазды тазарту. Зертханаларға арналған әдемі бұрандалы қондырғылар емес, ылғал тамшылары мен бөлшектері бар газды ұнтақтай алатын поршеньді машиналар. Олар агрессивті орталар үшін арнайы жасалған шойын мен болаттың белгілі сорттарынан жасалған. Мұндай қондырғылардың қызмет ету мерзімі Қытайдағы тендерлердің негізгі параметріне айналды.

Мембраналық технологияның эволюциясын көру қызықты. Бұрын біз сырттан келетін материалдарға қатты сенетінбіз. Енді жергілікті өндірушілер Далянь химиялық физика институты сияқты ғылыми институттармен бірлесе отырып, селективтілігі мен пластификаторларға төзімділігі жоғары өздерінің қуыс талшықты мембраналарын жасады. Олар әрқашан бір өтуде рекордтық тазалықты жасай бермеуі мүмкін, бірақ олардың тұрақтылығы мен ең жоғары жүктемелерден қалпына келтіру қабілеті әсерлі. Бұл идеалды зертханалық құндылықтарға ұмтылудан емес, практикалық мәселелерден туған шешім.

Басқару және автоматтандыру жүйелерін айтпай кету мүмкін емес. Олар қарапайым болды. Функционалдылықты жеңілдету тұрғысынан емес, интерфейс пен логика тұрғысынан. Жердегі инженерлер, көбінесе терең IT білімі жоқ, не болып жатқанын түсінуі керек. Сондықтан визуализация айқынырақ болды және басқару алгоритмдері оператордың араласуынсыз кейбір ауытқуларды өтеуді үйренді. Бұл персонал дайындығы әртүрлі жүздеген нысандарды пайдалану тәжірибесінің тікелей салдары.

Кейс-стади: интеграцияның айқын қиындықтары

Мен «қытайлықтарды» жақсы көрсететін мысал келтіргім келеді. көзқарас. Бұл Сычуань провинциясындағы ірі шошқа фермасындағы биогаз станциясын жаңғырту жобасы болатын. Мақсат – тиімділікті арттыруметанды алукөліктерге жанармай құюға арналған (Bio-CNG). Теорияда бәрі қарапайым: неғұрлым жетілдірілген тазалау және кептіру қондырғыларын орнатыңыз.

Бірақ мәселе технологиялардың қиылысында болып шықты. Қолданыстағы анаэробты ас қорыту реакторы био-CNG зауытын үнемді пайдалану үшін қажет тұрақты газ шығаруға арналмаған. Қысым мен газ құрамының кенеттен өзгеруі «тұншықтырды ма?» жаңа, сезімтал жабдық. мамандары кірген жоба тобыChengdu Yizhi Technology Co.(бұл ҒЗТКЖ-ға ұзақ мерзімді инвестицияларды көрсететін елеулі жарғылық капиталы бар Huaxi Technology негізінде құрылған дәл сол жобалау институты), бізге буферлік резервуарлар жүйесін және бастапқы ферментатордың басқару логикасын нақты қайта құруға тура келді. Біз соңғы буынмен емес, бүкіл тізбектің басымен жұмыс істедік.

Нәтиже жай ғана қондырғы емес, нақты уақыт режимінде биогазды өндіру мен тұтынуды теңестіретін тұтас динамикалық басқару жүйесі болды. Шығудағы метанның тазалығы 97-98% деңгейінде тұрақты болып қалады, бұл отынды пайдалану үшін жеткілікті. Бірақ ең бастысы сабақтастыққа қол жеткізілді. Бұл тәжірибе кейінірек басқа ұқсас нысандарда қайталанды. Дәл осындай күрделі, «ұшты-ұшты» шешімдер жәй ғана қораптағы жабдықты сатудан гөрі және бірқатар қытайлық компаниялардың визиттік картасына айналды.

Экономика және масштаб: көшбасшылықты тұрақты ететін не

Технология - бұл технология, бірақ бәрі ақшаға байланысты. Қытай жеке қондырғыларды ғана емес, сонымен қатар капиталдық және операциялық шығындарды азайтатын тұтас экожүйені құра алды. Құрамдас бөліктердің 95% - клапандар мен датчиктерден бастап қысымды ыдыстарға дейін өндірісті локализациялау негізгі болып табылады. Жеткізу тізбегі бірнеше өнеркәсіптік кластерлерге қысылған, бұл жеткізу уақытын және логистикалық тәуекелдерді азайтады.

Масштаб үнемділігі басқа аспектіде - әртүрлі қолданбаларда жұмыс істейді. Жабдық калибрленген және әртүрлі көлемдегі конфигурацияланған: 500 бас ірі қара малға арналған шағын фермадан алып қатты тұрмыстық қалдықтар полигонына дейін. Бұл дизайн шешімдері мен бағдарламалық қамтамасыз ету алгоритмдері әртүрлі жағдайларда бірнеше рет сынақтан өткенін білдіреді. Инженер үшін бұл баға жетпес құндылық: сіз жүйенің әрекетін әділетті сеніммен болжай аласыз, өйткені елдің бір шетінде дәл сол сияқты дерлік ұқсас жағдайларда жұмыс істейді.

Мемлекеттік қолдау, әрине, катализатор болды, бірақ нарық шынымен тиімді және тиімді шешімдерді ұсынғандарға аман қалды. Субсидиялар алғашқы жобаларды іске қосуға көмектесті, бірақ енді нысандар экономикалық тұрғыдан өзін-өзі қамтамасыз етуі керек. Бұл инженерлерді регенерацияға жұмсалатын әрбір киловатт-сағат энергияны, жоғалған әрбір текше метр метанды есептеуге мәжбүр етті. Мұндай прагматикалық, нақты есептеу технологияны жетілдірудің ең жақсы қозғалтқышы болып табылады.

Көкжиектен тысқары қарайтын болсақ: сала қайда барады

Қазіргі тренд цифрландыру және болжамды талдау болып табылады. Бірақ шоу үшін емес, нақты үнемдеу үшін. Жетілдірілген қондырғыларда циклдің әртүрлі нүктелеріндегі қысым, температура және газ құрамы туралы деректер тек есеп беру үшін ғана емес, адсорбенттің немесе мембраналардың жағдайын болжау үшін жинақталады және талданады. Жүйе жөндеуді кестеден бір апта бұрын ұсынуы мүмкін, себебі ол тозу белгілерін көреді. Бұл келесі деңгей және қытайлық компаниялар осы бағытта белсенді жұмыс істейді, көбінесе бұлтты шешімдер үшін Huawei немесе ZTE сияқты телекоммуникация алпауыттарымен серіктес болады.

Тағы бір бағыт – метанның төмен концентрациялы көздерімен, мысалы, көмір шахталарының желдеткіш ауасымен немесе ескі полигондардағы органикалық заттардың ыдырауынан болатын жұмыс. Мұнда метанның концентрациясы 1-5% болуы мүмкін, ал оны дәстүрлі әдістермен алу тиімсіз. Адсорбцияға арналған жаңа кеуекті материалдармен (МФ сияқты) және биологиялық қайта өңдеу әдістерімен тәжірибелер жүргізілуде. Бұл әлі негізгі оқиға емес, бірақ зерттеу қоры құрылуда.

Және, әрине, жалпы «жасыл» суретке интеграция. энергия. Биометан - күн мен желді үзіліссіз өндіруге арналған тамаша батарея. Оны электр энергиясы артық болғанда өндіруге болады (мысалы, сутегін алу үшін электролиз және одан кейінгі метанизация) және күн мен жел болмаған кезде қолдануға болады. Мұндай гибридті энергетикалық парктер қазір белсенді түрде ойластырылуда. Бұл жерде мыңдаған биогаз станцияларында жинақталған икемді процесті басқару тәжірибесі тағы да пайдалы болады. Сонымен, тақырыптағы сұраққа жауап беру үшін: көшбасшылық, егер ол бар болса, жеке жетістіктерге емес, өңделген бөлшектердің массасына, стандартты емес мәселелерді шешу қабілетіне және аяусыз практикалық оңтайландыруға негізделген. Бұл көшбасшылық мінбеден емес, машина залынан.