Қытай: PSA сутегі - технологиялар мен трендтер? 

Қытайдағы адамдар сутегі туралы айтқанда, көптеген адамдар бірден электролизерлер немесе үлкен бу реформаторлары туралы ойлайды. Және шамаменPSA сутегіжиі қайталама нәрсе, тазалау қадамы ретінде қарастырылады. Бірақ іс жүзінде, әсіресе соңғы 5-7 жылда, бұл жерде бүкіл жобаның экономикалық тұрғыдан тиімді болатынын немесе болмайтынын анықтайтын көптеген нәзіктіктер жатыр. Мен өзім қағаздағы идеалды реформалау сутегіні шығаратын, содан кейін стандартты PSA қондырғысы арқылы тиімді түрде тазартыла алмайтын жағдайларға тап болдым - және бәрі төмендеді.

Тек «елеуіш» емес: олар Қытайдағы PSA-мен шынымен сүрінетін жерде

Негізгі қателік - PSA (қысқа қысымды адсорбция) технологиясын бекітілген және әмбебап нәрсе ретінде қарастыру. Қытайда шикізат өте әртүрлі: сутегі метанол риформингінен, хлор-сілті өндірісінен, кокс газынан. Қоспалардың құрамы (тек CO немесе CO2 ғана емес, сонымен қатар күкірт, хош иісті заттар, ылғалдың іздері) түбегейлі ерекшеленеді. «Жәшіктелген» шешімді алыңыз - бұл мәселелерге тікелей жол. Шаньдундағы бір жоба есімде, онда шикізат ағынындағы қысымның есептелмеген ауытқуына байланысты адсорбенттер «уланған?» болжанған уақыттан бірнеше есе жылдамырақ. Нәтижесінде сутегінің тазалығы алты айдан кейін 99,9%-дан төмендеді, дегенмен келісімшарт үш жыл тұрақты жұмыс істеуге кепілдік берді.

Негізгі сәт адсорбенттердің бейімделуі және жұмыс циклі болып табылады. Қытайлық адсорбенттер өндірушілері, ?Синьхуа? немесе ?Цзянсу Хуаньцю?, жақсы цеолиттер мен белсендірілген көмірлер жасайды, бірақ олардың таңдауы дерлік алхимия. Типтік құрамды ғана емес, сонымен қатар белгілі бір негізгі өндіріске тән қоспалардың мүмкін болатын ең жоғары шығарындыларын да ескеру қажет. Олар көбінесе осы кезеңде арзанырақ сорбенттер сатып алу арқылы үнемдеді, содан кейін жиі ауыстыру және тоқтап қалу үшін артық төледі.

Тағы бір нюанс - автоматтандыру және басқару. Қазіргі қытайлық PSA қондырғылары енді таза релелік логикада жұмыс істемейді. Бірақ шикізат құрамының өзгеруін болжайтын жетілдірілген басқару алгоритмдерін енгізу әлі де сирек. Көбінесе қатты цикл қолданылады. Бұл жаңартылатын көздермен интеграциялау кезінде қиындықтар туғызады, мысалы, сутегі күн электролизі арқылы үзіліссіз өндіріске байланысты ағындардан тазартылуы керек. Дәл осы жерде нәрселер қызықты болады - икемді, «ақылды» өнімдерге деген тенденция. P.S.A.

Трендтер: икемділік, интеграция және «жасыл» контекст

Енді негізгі драйвер «жасыл сутегі» деп аталады. Бірақ оны электролиз арқылы өндіру жеткіліксіз; ол тиімді түрде тазартылуы керек. Дәстүрлі үлкен PSA қондырғылары тұрақты ағынға арналған. Ал мұнда ағын секіре алады. Сондықтан модульдік және жылдам қайта конфигурацияланатын жүйелерге сұраныс болды. Мен оқиғаларды көрдім, мысалы, бастапChengdu Yizhi Technology Co.(олардың веб-сайтыyzkjhx.ru), олар өздерін химиялық технологиялар саласында тәжірибесі бар жобалау институты ретінде көрсетеді. Олар нақты, соның ішінде тұрақсыз ағындар үшін тазарту жүйелерін жобалауға бағытталған. Бұл тек жабдықты сату ғана емес, сонымен қатар өте маңызды болып табылатын кілт тапсыру.

Көміртекті тұтқындау жүйелерімен (CCUS) интеграция - назар аударатын тағы бір сала. Бу метан риформингінен (SMR) алынған сутегі бізбен ұзақ уақыт болады. Және бұл жерде PSA таза H2 алу ғана емес, сонымен қатар кейіннен кәдеге жарату немесе пайдалану үшін СО2 концентрацияланған ағынын шығару туралы. Бұл бөлудің тиімділігі және ағынды ағынмен сутегі ысыраптарын азайту - жеке инженерлік міндет. Қытайдағы кейбір зауыттар қазір 99,999% тазалықта сутегіні 90%-дан жоғары қалпына келтіру жылдамдығына қол жеткізіп, 95%-дан жоғары концентрацияларда СО2 шығарады. Бірақ бұған тәжірибелік зауытта емес, нақты өндірістік жағдайларда қол жеткізу – тағы бір қиындық.

Орталықсыздандыру үрдісі де әсер етеді. 100 000 Нм3/сағ бір үлкен қондырғының орнына тұтыну нүктелеріне жақын орналасқан бірнеше орташа немесе шағын қондырғылар салынған. Бұл PSA талаптарын өзгертеді: шағын қондырғылар үшін энергия тиімділігіне көбірек көңіл бөлу, орнында техникалық қызмет көрсетудің қарапайымдылығы және мүмкін қашықтан бақылау мен диагностика. Мен Чжэцзяндағы бір химиялық парк салыстыру үшін әртүрлі жеткізушілердің үш салыстырмалы түрде шағын PSA жүйесін қалай орнатқанын көрдім. Сенімділік пен операциялық шығындардың нәтижелері айтарлықтай өзгерді.

Практикалық кедергілер мен қателіктер

Ең үлкен кедергілердің бірі – техникалық қызмет көрсететін персоналдың біліктілігі. Күрделі көп портты клапандар, тұрақты тексеруді қажет ететін сезімтал клапандар, адсорбенттердің жағдайын диагностикалау - бұл тез оқытылмайды. Көбінесе сайттарда мен механиктер тобының негізгі өндірісті жақсы білетінін кездестірдім, бірақ олар үшін PSA қондырғысы қара жәшік болып табылады. Қандай да бір мәселе туындаса, жеткізушінің инженерлері шақырылады, бұл ұзақ уақыт тоқтап қалуға әкеледі. Кейбір компаниялар, соның ішінде аталғанChengdu Yizhi Technology Co., енді келісімшартқа орнында оқытудың ұзартылған циклін қосу міндетті, бірақ бұл әлі кең тараған тәжірибеге айналған жоқ.

Мәселе компоненттердің сенімділігінде. Клапандар - ең әлсіз буын. Қытайлық өндірушілер қазірдің өзінде жақсы адсорберлер мен басқару жүйелерін жасауды үйренді, бірақ жылдам PSA циклдары үшін жоғары жиілікті клапандар кейде әлі де шетелде сатып алынады немесе көшіріледі және бұл беріктікке әсер етеді. Сычуаньдағы аммиак шығаратын зауыттардың бірінде бір жыл жұмыс істегеннен кейін бір модульдегі клапандардың бүкіл партиясын шұғыл өзгерту қажет болған кезде оқиға болды - олар циклдардың есептелген санына төтеп бере алмады.

Энергияны тұтыну жиі ескерілмейтін фактор болып табылады. PSA тазарту, қысу, вакуумдау үшін энергияны қажет етеді. Жоғары тазалық пен қалпына келтіру жылдамдығына ұмтылу үшін жүйелер кейде кезеңдердің шамадан тыс санымен немесе ұзақ циклдармен жобаланады, бұл операциялық шығындарды күрт арттырады. Тазалық, қалпына келтіру және энергия тұтыну арасындағы тамаша тепе-теңдік әрқашан жоба бойынша іздестірілетін ымыра болып табылады.

Жағдай: метанол өндірісімен интеграция

Жақсы мысал - Нинся метанол зауытын жаңғырту. Бұрын жай жағылатын сутегі бар жанама газ болған. Біз оны тазарту және сутегін метанол синтезі процесіне қайтару үшін PSA жеткізуді шештік. Бұл әдеттегі жоба сияқты көрінеді.

Бірақ мәселе құрамда болды: H2, CO, CO2-ден басқа, азоттың лайықты пайызы және жоғары көмірсутектердің іздері болды. Стандартты схема жеңе алмады, сутегінің тазалығы төмен болды және оның синтез реакторына оралуы тепе-теңдікті бұзуы мүмкін. байланысты институттың дизайнерлеріХуакси технологиясы(сипаттамада көрсетілгендейChengdu Yizhi Technology Co., оларды осы компания жасаған), стандартты емес шешімді ұсынды: екі сатылы PSA. Бірінші кезеңде СО2 және ауыр қоспалардың негізгі бөлігі жойылды, екіншісі адсорбенттердің басқа жиынтығымен, ұсақ тазартылған СО және азотпен. Мен сутегінің жоғалуын азайту үшін циклдарды орнатумен айналысуға тура келді.

Нәтижесінде, іске қосу және іске қосу кезеңінен кейін тазалығы 99,99% сутегінің тұрақты жеткізіліміне қол жеткізуге және жалпы метанол шығымдылығын бірнеше пайызға арттыруға мүмкіндік туды. Бірақ ең бастысы, қондырғы өзін-өзі есептеген 4 жылда емес, 6-ға жуық уақыт ішінде ақтады. Неліктен? Олар күрделірек жүйені ұстауға кететін шығындарды және режимді түзету үшін шикізаттың құрамына жиірек талдау жасау қажеттілігін ескермеді. Бұл әдеттегі әңгіме: бәрі мінсіз инженерия, бірақ есепсіз операциялық шығындар салдарынан экономика ақсап тұр.

Болашаққа көзқарас: Қытайдағы PSA-мен не болады

Менің ойымша, алдағы жылдары біз революцияны емес, эволюцияны көреміз. Фокус ?мүмкіндігінше таза сутегін өндіруден ауысады? «нақты жағдайларда оны мүмкіндігінше арзан және тұрақты түрде өндіру керек пе?». Бұл PSA жүйесі жеке құрылғы ретінде емес, бүкіл технологиялық тізбектің құрамдас бөлігі ретінде жасалған реттелетін шешімдерге сұраныстың артуын білдіреді.

Цифрландыру дамиды. Адсорбенттердің жай-күйін онлайн бақылауға арналған сенсорларды енгізу, клапандарды болжамды қызмет көрсету үшін үлкен деректерді пайдалану, нақты уақытта циклдарды оңтайландыру үшін цифрлық егіздер - бұл енді қиял емес, бәсекеге қабілеттілік қажеттілігі. сияқты қытайлық компаниялар, әсіресе жобалау институттарыChengdu Yizhi Technology Co., мұнда артықшылығы бар, өйткені олар жергілікті шындыққа жақын және мұндай шешімдерді нақты нысандарда жылдам сынай алады.

Ал соңғысы – экология. Көміртегі іздерін азайту қысымы сутегін тазарту үшін ғана емес, сонымен қатар бүкіл зауыттық шығарындыларды басқару құралы ретінде PSA-ны жақсартуға мәжбүр етеді. PSA қондырғысы бір уақытта экономикалық тиімділікті арттыратын (бағалы H2 қайтару арқылы) және қоршаған ортаға әсерді азайтатын қондырғы бола алады. Бұл инвесторлар мен мемлекет үшін күшті дәлел. Сонымен, оның айқын жетілгендігіне қарамастан, технологияPSA сутегіҚытайдың әлі де өсу мен күрделіліктің болашағы көп. Ең бастысы, бұл каталогтан алынған теория емес, әрқашан тәжірибе екенін ұмытпау керек.