Қытай: жоғары қысымды өңдеу кезінде СО2 адсорбциялық өнімдер? 

Вакуумдық десорбция жағдайында CO2 адсорбциясы туралы естігенде, көптеген адамдар бірден цеолиттер туралы ойлайды. Бұл, әрине, классикалық, бірақ шын мәнінде, қытай қондырғыларында бәрі жиі егжей-тегжейге дейін жетеді - қандай цеолит, оның қалай белсендірілгені және ең бастысы - ол идеалды зертханада емес, алты айлық қоспалармен нақты ағынмен жұмыс істегеннен кейін өзін қалай ұстайды. Міне, нағыз тосынсыйлар осы жерден басталады.

Теориядан «өріс» шарттарына дейін

Біз, мысалы, стандартты 13X алдық. Қағазда сыйымдылығы тамаша. Бірақ олар СО2-ден басқа күкірт пен ылғалдың қалқыған іздері бар метанол өндірісінің пайдаланылған газдарының ағынын қолдана бастағанда, бірнеше айдан кейін тиімділік айтарлықтай төмендеді. Бұл апатты емес, бірақ жобаның экономикасы нашарлады. Тіпті кейбір қосылыстардың іздік мөлшері қайтымсыз «бітелетіні» анықталды? кеуектер бөлігі Біз күрделі шығындардың құнын арттыратын алдын ала кептіру және тазалау жүйесі туралы ойлануға тура келді. Бұл бастапқы техникалық сипаттамалардағы әдеттегі қате - олар нақты газ матрицасына емес, таза СО2-ге қарайды.

Дәл осы жерде жай адсорбент пен VDD циклінде пайдалануға дайын өнім арасындағы айырмашылық жарыққа шығады. Ең бастысы – «адсорбциялық-вакуумдық регенерацияның» бірнеше циклі кезіндегі тұрақтылық. Материал СО2-ны жақсы сіңіріп қана қоймай, сонымен қатар тұрақты өзгерістер кезінде жойылмай, төмендетілген қысымда СО2-ны оңай және толығымен шығаруы керек. Мен 5000 циклден кейін гранулометриялық құрамының 20% жоғалтқан үлгілерді көрдім - олар шаңға айналып, сызықтарды бітеп тастады.

Сондықтан қазір көптеген қытайлық өндірушілер, әсіресе инжинирингтік компаниялармен бірлесіп жұмыс істейтіндер модификацияланған материалдарға сүйенеді. Мен нақты брендтерді атамаймын, бірақ мәні бетіндегі мақсатты өзгеріс, мысалы, аминдермен сіңдіру немесе нақты катиондарды енгізу. Бұл енді жай ғана «молекулярлық електен» емес, таңдаулырақ «ұстағыш?» CO2. Бірақ бағасы сәйкесінше әртүрлі. Сұрақ әрқашан тепе-теңдік: тұтынушы ұзақ қызмет мерзімі мен тұрақтылық үшін төлеуге дайын.

Жағдай: өндіріспен интеграция

Мен Сычуаньдағы химиялық зауыттардың бірінде тәжірибе алдым. Міндет сода өндірісінде кейіннен карбонизациялау үшін пеш газдарынан СО2 алу болып табылады. Классикалық схема. Біз арнайы құрылымы бар белсендірілген көмір негізіндегі адсорбентті таңдадық, өйткені адсорбция жылдамдығы да маңызды болды - циклдар қысқа болуы керек.

Ең қызықты геморройлар пайдалануға беру кезеңінде басталды. Паспорт бойынша өте қолайлы болған вакуумдық сорғы іс жүзінде колоннадағы қажетті қалдық қысымға тез жете алмады, десорбция уақыты кешіктірілді және бүкіл технологиялық цикл бұзылды. Зауыт инженерлерімен бірге құбырларды түгел қарап шығуға тура келді – біз желілердің диаметрін ұлғайттық және қосымша буферлік цистерналарды орнаттық. Қорытынды: адсорбция өнімі жүйенің бір бөлігі ғана. Оның сипаттамалары барлық басқа жабдықтардың - компрессорлардың, вакуумдық қондырғылардың, басқару жүйелерінің параметрлерімен қатаң байланысты болуы керек.

Айтпақшы, басқару жүйелері туралы. Қазіргі заманғы VDD қондырғылары енді қолмен клапандар емес. Клапандарды ауыстыратын және циклдарды реттейтін автоматика тиімділік үшін өте маңызды. Нашар жазылған алгоритм ?шамадан тыс экспозициялауы мүмкін? вакуумда адсорбент, қосымша энергияны ысырап етеді немесе, керісінше, оны қалпына келтірмейді. Осыған байланысты СО2 өндірісінің тазалығы қалай төмендегенін көрдім. Оның үстіне, мәселе бірден пайда болған жоқ, бірақ бірнеше аптадан кейін, бағандарда балласттың бірте-бірте жиналуы болған кезде.

Инженерлік және тауашалық шешімдердің рөлі

Дәл осы жерде химиялық заттарды сатумен ғана емес, өңдеуден бастап іске қосуға дейінгі толық циклде айналысатын мамандандырылған компанияларды атап өткен жөн. Мысалы, алайықChengdu Yizhi Technology Co.. Бұл олардың веб-сайты -https://www.yzkjhx.ru. Олар жай жеткізуші емес, химиялық технология негізінде құрылған жобалау институты. Олардың жағдайында бұл көбінесе белгілі бір тұтынушы ағыны үшін шешім жасау туралы. Жарғылық капиталы 120 миллион юань елеулі ғылыми-зерттеу жұмыстарын жүргізуге мүмкіндік береді.

Мен олардың мамандарымен бір биогазды алу жобасында жұмыс істедім. Онда құрамы одан да әртүрлі – метан, күкіртті сутек, су буы. Стандартты өнімдер сәйкес келмеді. Yizhi Tech каскадты схеманы ұсынды: алдымен күкіртті жою және кептіру, содан кейін СО2-нің модификацияланған цеолитке негізгі адсорбциясы, оны өздері осындай жағдайлар үшін әзірледі. Маңызды жайт, олар материалдың техникалық сипаттамаларын ғана емес, сонымен қатар вакуумды регенерацияға арналған толыққанды адсорбция/десорбция кинетикасының қисықтарын қамтамасыз етті, бұл құрылғылардың параметрлерін дәл есептеуге мүмкіндік берді.

Бұл басты айырмашылық. Сіз түйіршіктердің қапшығын сатып ала аласыз немесе технологиялық пакетті ала аласыз, онда адсорбция өнімі теңдеудегі ең маңызды болса да, тек біреу ғана. Бұл әсіресе VDD-ге қатысты, себебі процесс циклдік және динамикалық. Материалды дұрыс таңдамау бүкіл қымбат вакуумдық жүйенің тиімділігін жоққа шығарады.

Трендтер мен қателіктер

Қазір Қытайда MOF (металл-органикалық қаңқалар) және СО2 түсіруге арналған басқа да жетілдірілген материалдар туралы көп айтылады. Сыйымдылық деректері әсерлі. Бірақ сіз ылғалдылық жағдайында тұрақтылық, өнеркәсіптік ауқымдағы синтез құны және тағы да ұзақ VDD цикліндегі мінез-құлық мәселелерін зерттей бастағанда, ынта аздап жоғалады. Әзірге бұл пилоттық қондырғылар мен ғылыми мақалаларға көбірек арналған тақырып. Нақты өнеркәсіпте дәлелденген цеолиттер мен белсендірілген көмірлер басым, бірақ олар үнемі жаңартылып отырады.

Тағы бір практикалық мәселе - логистика және ауыстыру. Уақыт өте адсорбенттер белсенділігін жоғалтады. Ал егер кішігірім қондырғы үшін бұл қиындық тудырмаса, онда ауқымды өндіріс үшін жүздеген текше метр толтырғышты ауыстыру өндірісті, адамдарды, жабдықты тоқтатуды және ескі материалды жоюды білдіреді. Сондықтан тұтынушылар барған сайын тоннаның бағасына емес, толтыру мерзімі ішінде алынған СО2 тоннасына меншіктің жалпы құнына қарайды. Бұл назарды қымбатырақ, бірақ берік және тұрақты шешімдерге аударады.

Мен гибридті жүйелерге деген тенденцияны да байқаймын. Тек VDD емес, айталық, мембрананың бөлінуі немесе криогендік кезеңдері бар комбинация. Мұндай схемалардағы адсорбция көбінесе жоғары тазалыққа жету үшін әрлеу, жылтырату қадамының рөлін атқарады. Ал мұнда өнімге қойылатын талаптар одан да қатаң - ерекше селективтілік қажет, өйткені мұндай бағанға кіре берісте СО2 концентрациясы қазірдің өзінде жоғары, ал қоспалардың соңғы пайызы кесілуі керек.

Қорытындының орнына: дауыстап ойлау

Сонымен, негізгі сұраққа оралсақ ... Қытайдағы жоғары қысымды қозғалтқыштарға арналған CO2 адсорбциялық өнімдер енді тек «сиқыр» туралы емес пе? материал. Бұл вакуумдық десорбция технологиясын терең түсіну, материалды «лас» заттарға бейімдеу мүмкіндігі туралы. нақты газ және зауыттың нақты аппараттық мүмкіндіктері үшін. Әмбебап шешім жоқ.

Жобаның жетістігі үшбұрышта жатыр: дұрыс адсорбент (толық сипаттамаларына сәйкес таңдалған), сауатты жобаланған және орнатылған жабдық және циклдарды басқаратын смарт автоматика. Кез келген бұрыштың жоғалуы энергияны шамадан тыс тұтынуға, тиімділіктің төмендеуіне және, сайып келгенде, бүкіл түсіру бірлігінің экономикалық дәрменсіздігіне әкеледі.

Сондықтан, біз қазір әріптестермен жаңа жобаларды талқылап жатқанда, бірінші сұрақ «қандай адсорбент алуымыз керек?», бірақ «газдың толық құрамы қандай, қысым қандай, қажетті тазалық қандай және нәтижесінде алынған СО2 қайда кетеді?». Осы жауаптарды алғаннан кейін ғана іріктеу басталады. Кейде бұл ең сыйымды немесе сәнді материал емес, 5-7 жыл күтпеген жерден қызмет етуге кепілдік беретін материал болып шығады. Өнеркәсіпте мұндай болжамдылық көбінесе жазбаларға қарағанда құндырақ.