Қытай: кокс газын тазалаудың жаңа технологиялары? 

Сіз «жаңа технологиялар» туралы қашан естисіз? Бұл салада мен бірден сұрағым келеді – нақты нені «жаңа» деп санауға болады? Көптеген адамдар, әсіресе басында, наномембралар немесе плазмалық өңдеу сияқты революциялық нәрсені елестетеді. Бірақ іс жүзінде кокс химиясында, әсіресе Қытайда өзінің масштабы «жаңа?» жиі нөлден бастап ойлап табуды білдірмейді, бірақ терең модернизация және бұрыннан белгілі процестердің ақылды интеграциясы. Мұндағы негізгі қозғаушы жай газдың тазалығы емес, кешен: энергия тиімділігі, барлық компоненттерді (әсіресе күкіртті сутегі мен цианидті) қайта өңдеу және, әрине, жыл сайын қатайып бара жатқан қатаң экологиялық стандарттар. Күрделі және операциялық шығындарды есепке алмай, тек «тазартудың жоғары дәрежесіне» ұмтылу қате. Мен өте тиімді скрубберлер енгізілген жобаларды көрдім, бірақ реагенттердің көп тұтынылуына немесе қондырғыларға техникалық қызмет көрсетудегі қиындықтарға байланысты қондырғылар бос тұрып қалды. Түпнұсқа мынада: технологиялар тек озық емес, үнемді және үздіксіз циклде сенімді болуы керек.

Аммиак суынан күрделі каталитикалық жүйелерге дейін: көзқарас эволюциясы

Егер сіз артқа қарасаңыз, Қытайдағы жанрдың классикасы ұзақ уақыт бойы аммиак суына негізделген әдістер, сол AS циклі. Ол жұмыс істейді, сынақтан өтті, бірақ оның өз ауырсыну нүктелері бар. Жабдықтың тоттануы, шөгінділердің пайда болуы және аммоний тиоцианаты сияқты жанама өнімдерді жою кезінде бас ауруы. Қазіргі тренд жай ғана «бейтараптандырудан» бас тарту болып табылады. бағалы компоненттерді іріктеп алу.Кокс газын тазартушығынды зат болудан қалып, құн тізбегінің буынына айналады. Мысалы, күкіртсутекті алу үшін элементтік күкіртті немесе одан да перспективалы күкірт қышқылын тікелей сол химиялық айналымның қажеттіліктері үшін өндіру.

Соңғы 5-7 жыл ішінде мен байқаған ең қызықты өзгерістердің бірі - каталитикалық тотығу әдістерін белсенді енгізу, әсіресе HCN және қалдық органикалық қосылыстарды жою үшін. Мен күрделі формулаларға бармаймын, бірақ мәселе мынада, арнайы катализаторларда белгілі бір температурада бұл зиянды қоспалар CO2, N2 және суға дейін күйіп кетеді. Мұндағы негізгі мәселе катализатордың белсенділігінде емес (мұндай нәтижеге қол жеткізуге болады), оның тұрақтылығы мен басқа газ компоненттерімен улануға төзімділігі. Мен Шаньсидегі тәжірибелік зауытты көрдім, онда кіреберістегі шайырлар мен шаң мөлшерінің ауытқуына байланысты катализатор қабаты агломерацияланып, көрсетілген үш жылдың орнына алты айда белсенділігін жоғалтты. Бізге алдын ала тазалау жүйесін түбегейлі өзгертуге тура келді.

Дәл осы комбинацияда - алдын ала механикалық және химиялық жуу және соңғы каталитикалық күйдіру - қазір, менің ойымша, ең практикалық жол. Бұл «сиқырлы» нәрсе емес. технология, атап айтқанда технологиялық тізбек. Айтпақшы, қазір көптеген қытайлық инжинирингтік компаниялар дәл осындай күрделі «кілтпен» шешімдерді ұсынады. Олар жобалауға, жабдықты жеткізуге және іске қосуға қамқорлық жасайды. Мысалы сияқтыChengdu Yizhi Technology Co.(олардың веб-сайтыhttps://www.yzkjhx.ru). Бұл олардың профилі - кокс және химия өнеркәсібінде арнайы жобалау және енгізу. Айтпақшы, олар жай ғана жабдықты сатушылар емес, Хуакси технологиясы негізінде құрылған институт, бұл белгілі бір өндіріске күрделі зерттеу және бейімдеу жұмыстарын білдіреді.

Шаң, шайыр, бензол көмірсутектер: тазалау неден басталады?

Газды бастапқы өңдеу мәселесі шешілмеген болса, терең тазалау туралы кез келген әңгіме мағынасыз. Кокс батареяларының шығысындағы кокс газы шаң, шайыр тамшылары және нафталиннің жарылғыш қоспасы болып табылады. Егер сіз мұның барлығын тікелей катализаторға немесе қымбат реагенті бар сіңіргішке салсаңыз, бұл аяқталады. Сондықтан бірінші және міндетті кезең - электр сүзгілері және скруббер-ұстағыштардың барлық түрлері. Мұнда бәрі стандартты сияқты. Бірақ нюанстар егжей-тегжейлі.

Мысалы, шайыр жинаудың тиімділігі. Ескі циклондар мен орталықтан тепкіш скрубберлер, әсіресе жұқа фракциямен жақсы күреспейді. Қазіргі уақытта электростатикалық шайыр ұстағыштар (ТЭК) жиі орнатылады. Олар жақсы, бірақ газ температурасын тамаша бақылауды талап етеді - егер ол шайырлардың шық нүктесінен төмен түссе, электродтармен проблемалар басталады. Хэбэйдегі зауыттардың бірінде ТЭС алдындағы жылу алмастырғыштың істен шығуына байланысты температура төмендеп, шайыр тікелей жауын-шашын электродтарында конденсацияланып, қысқа тұйықталуға және бір апта бойы тоқтап қалуға себеп болған оқиға болды. Шұғыл түрде қосымша жылытқышты резервтеумен орнатуға тура келді.

Тағы бір сәт - бензол көмірсутектерін жою. Олар, әрине, құнды өнім ретінде шығарылады, бірақ мұны терең тазарту сатыларына дейін мүмкіндігінше толық орындау маңызды. Өйткені бензол буы да көптеген катализаторлар үшін улы болып табылады. Мұнда мұнайды сіңіруден бастап белсендірілген көмірді адсорбциялауға дейінгі технологиялар бар. Таңдау көлеміне және қажетті экстракция дәрежесіне байланысты. Мен вакуумдық регенерациямен адсорбциялық технологияның шағын қондырғыда қалай сәтті қолданылғанын көрдім - олардың масштабы бойынша жинақы және тиімді.

Күкіртсутегіге қарсы соғыс: моноэтаноламиннен дымқыл катализге дейін

Күкіртсутек – басты жау. Мұндағы арсенал өте үлкен. Классикалық аминді тазарту (MEA, DEA) әлі де кеңінен қолданылады, әсіресе тазартудың жоғары дәрежесіне жету қажет болғанда (20-50 мг/м3 дейін). Бірақ оның кемшіліктері амин регенерациясына жоғары энергия шығыны және амин деградациясын тудыратын HCN және COS болуына сезімталдық болып табылады. Сондықтан қазір олар жиі комбинация жолын ұстанады.

деп аталатынылғалды каталитикалық тотығу әдісі. Негізінде бұл темір немесе басқа металдар негізіндегі катализатордың қатысуымен сұйық фазада HCN және H2S тотығуы. Технология, айтпақшы, жаңа емес, бірақ қытайлық инженерлер оны айтарлықтай жетілдірді, каталитикалық ерітіндінің тұрақтылығын арттырды және регенерация жүйесін жеңілдетеді. Негізгі артықшылығы күкіртсутек пен цианид сутегін бір уақытта алып тастауға болады, мысалы, аммоний тиоцианатын немесе жанама өнім ретінде аммоний сульфатын алады. Экономика бірден тартымды бола бастайды.

Тәжірибеде мен бұл әдістің сәттілігі алдыңғы кезеңдердегі газды дайындау сапасына қатты байланысты екеніне тап болдым. Егер газда шайырлы заттар немесе шаң көп болса, олар «бітеледі»? каталитикалық ерітінді көбік түзеді және тиімділігі төмендейді. Сондықтан мұндай жүйені енгізу әрқашан бір қондырғыны ауыстыруды емес, бүкіл газды тазарту тізбегін мұқият тексеруді талап етеді. Бұл мен басында айтқан интеграцияланған тәсіл мәселесіне қатысты.

Цианиді сутегі: көрінбейтін, бірақ жасырын

HCN жиі екінші рет есте қалады, бірақ бекер. Бұл күшті улану ғана емес, сонымен қатар көптеген технологиялық мәселелердің себебі. Ол жабдықтың коррозиясын тудырады (әсіресе конденсацияланған жерлерде), катализаторларды уландырады, ағынды суларды бұруды қиындатады. Дәстүрлі әдістер натрий цианиді немесе ферроцианидтер алу үшін сілтілі скрубберлерде сіңіру болып табылады. Бірақ бұл өнімдердің нарығы шектеулі және оларды одан әрі өңдеу немесе кәдеге жарату - бөлек бас ауруы.

Қазіргі уақытта HCN-ны тікелей газ фазасында жою әдістеріне көбірек көңіл бөлінуде. Мысалы, цеолит немесе алюминий оксиді катализаторларында бірдей каталитикалық гидролиз. Су буының қатысуымен HCN NH3 және СО-ға ыдырайды. Технология тиімді, бірақ қайтадан газды каталитикалық улардан өте мұқият алдын ала тазартуды талап етеді. Сонымен қатар, нәтижесінде алынған аммиакты бір жерге тастау керек, бұл бізді тұтастай жүйеге қайтарады.

Қызықты оқиға Ляониндегі зауытты жаңғырту кезінде болды. Онда олар мәселені кешенді түрде шешті: олар H2S және HCN біріктіріп кетіруге арналған ылғалды каталитикалық тотығу қондырғысын орнатты, ал ерітіндіде пайда болған аммоний тиоцианаты кейіннен химия өнеркәсібі үшін тауарлық өнім ретінде концентрацияланды және сатылды. Мен бұл бүкіл тазалау жүйесіне ақы төледі деп айтпаймын, бірақ ол операциялық шығындарды айтарлықтай азайтты. Мұндай шешімдер дәл осындай жобалау институттары жұмысының рухындаChengdu Yizhi Technology Co.Олардың күші, менің ойымша, олар процеске жеке-дара емес, зауыттың өндірістік схемасының бір бөлігі ретінде қарайды. Олардың 120 миллион юандық жарғылық капиталы да осындай күрделі жобаларды жүзеге асырудың елеулі мүмкіндіктерін көрсетеді.

Жылтыратуды және бақылауды аяқтаңыз: тренд қайда бағытталады

Күкірт пен цианидтен тазалаудың негізгі кезеңдерінен кейін соңғы «жылтырату» туралы мәселе жиі туындайды. газ – қоспалардың, органикалық булардың, иістердің қалдық іздерін жою. Мұнда белсендірілген көмірдегі адсорбциялық технологиялар (кейде арнайы реагенттермен сіңдірілген) немесе ықшам реакторларда барған сайын термиялық немесе каталитикалық күйдіру қолданылады.

Бұл әсіресе сезімтал қондырғыларда отын ретінде пайдаланылатын немесе қалалық желілерге жеткізілетін газға қатысты. Бақылау кілтке айналады. Қазіргі заманғы жүйелер H2S және O2 үшін ғана емес, сонымен қатар HCN, NH3 және жалпы органикалық қосылыстар үшін үздіксіз газ анализаторларымен жабдықталған. Деректер нақты уақыт режимінде скрубберлердің жұмыс режимдерін және реагенттердің дозасын реттей алатын автоматтандырылған технологиялық басқару жүйесіне түседі.

Мен көріп отырған негізгі тренд – цифрландыру және «интеллектуалдандыру?» тазалау қондырғылары. Біз «жасанды интеллект» туралы емес, модельдеу және сенсорлардан алынған деректер негізінде процесті оңтайландыратын және техникалық қызмет көрсету қажеттілігін болжайтын (мысалы, катализаторды ауыстыру немесе скрубберді жуу) озық басқару жүйелері туралы айтып отырмыз. Бұл аппараттық шешімдердің өзін тексергеннен кейінгі келесі логикалық қадам. Реагенттер мен энергияны үнемдеу, жөндеу арасындағы жүгірісті арттыру - бұл оңтайландыру қамтамасыз етеді. Қытайлық технология жеткізушілері, соның ішінде аталған инжинирингтік компаниялар бұл саланы белсенді түрде дамытып, тек жабдықты ғана емес, оны басқару жүйесімен бірге технологияны ұсынып жатыр.

Қорытындының орнына: шын мәнінде не ?жаңа??

Сонымен, бүгінгі Қытайдағы жаңа технологияларды не деп атауға болады? Бұл бір ғана сенсациялық қондырғы емес. Бұл, біріншіден, классикалық әдістерді (катализ + абсорбция + тотығу) терең модернизациялау және будандастыру. Екіншіден, тазарту мен қайта өңдеу және жанама өнімдерді өндіру арасында қатаң байланыс бар, бұл бүкіл процестің экономикасын өзгертеді. Үшіншіден, бұл алдын-ала, негізгі және соңғы тазалау барлық өзара әсерлерді ескере отырып, біртұтас ретінде жобаланатын жобалауға кешенді, жүйелі көзқарас.

Және, мүмкін, ең бастысы - бейімделу. Әмбебап шешімдер жоқ. Шаньсидегі алып кокстеу зауытында тамаша жұмыс істейтін нәрсе кішігірім зауыт үшін өте қымбат және күрделі болуы мүмкін. Сондықтан табысты енгізу әрқашан бастапқы газды, зауыт мүмкіндіктерін, соңғы өнімге қойылатын талаптарды және қоршаған ортаны қорғау ережелерін терең талдауға негізделген. Chengdu Yizhi Technology сияқты компаниялардың мамандары дәл осылай сатушылар ретінде емес, технологиялық серіктестер ретінде әрекет етіп жатқан сияқты. Бұл заманауи тәсілдің басты айырмашылығы болса керек: сатылатын жабдық емес, берілген бюджет аясында газ тазалығының кепілдендірілген нәтижесі. Және бұл нәтиженің артында механикадан катализге және автоматтандыруға дейінгі шешімдердің тұтас кешені жатыр.