Chiny: nowe technologie wykorzystania gazu resztkowego? 

Kiedy ludzie mówią o wykorzystaniu gazu resztkowego w Chinach, wiele osób od razu wyobraża sobie gigantyczne instalacje u gigantów petrochemicznych, takich jak Sinopec. Jednak rzeczywistość moim zdaniem często okazuje się dużo ciekawsza i... brudniejsza w dosłownym tego słowa znaczeniu. Główne zmagania i innowacje toczą się teraz nie tyle w obszarze globalnego wychwytywania CO2, ile w obszarze pracy z tymi najtrudniejszymi, „niewygodnymi”. przepływy - gaz koksowniczy, gazy odlotowe z produkcji węglika wapnia, emisje z małych zakładów chemicznych. To tam, gdzie skład jest niestabilny, a wolumeny nie zawsze uzasadniają kolosalne inwestycje kapitałowe, rodzą się te „nowe technologie”, o których wszyscy mówią, ale niewielu widziało je w działaniu. I tu często kryje się główny haczyk: technologia może być doskonała na papierze, ale zupełnie nieopłacalna w warunkach konkretnego zakładu, z jego przestarzałym parkiem maszynowym i wiecznym brakiem środków na modernizację.

Od teorii do praktyki: gdzie potykają się „nowi”? rozwiązania

Weźmy na przykład modny trend utleniania katalitycznego w niskich temperaturach w celu neutralizacji lotnych związków organicznych (LZO) w gazach wylotowych. W laboratorium lub na stole z idealnie przygotowaną mieszaniną gazów skuteczność wynosi 99%. Przyjeżdżasz do zakładu produkującego pestycydy w prowincji Syczuan – a oprócz docelowych LZO jest też kurz, kwaśne opary, wilgotność poniżej 90%, a temperatura na wlocie się waha. Katalizator, który powinien działać przez dwa lata, spieka się w ciągu sześciu miesięcy. I cały rachunek ekonomiczny oparty na jego trwałości idzie do diabła. Nie jest to wada technologii jako takiej – jest to problem adaptacji. Często chińskie firmy inżynieryjne, zwłaszcza te, które wyrosły z praktyk takich jak, powiedzmy,Chengdu Yizhi Technology Co.(ich strona internetowa toyzkjhx.ru), nie idą w kierunku stworzenia uniwersalnego „srebrnego wkładu”, ale opracowują rozwiązania hybrydowe. Po pierwsze – niezawodna i tania absorpcja lub adsorpcja w celu stabilizacji przepływu i usunięcia „śmieci”, a dopiero potem – drobnoziarnisty stopień katalityczny lub termiczny. Zwiększa to koszty inwestycyjne, ale znacznie zwiększa niezawodność całego systemu. Ich podejście, jako instytutu projektowego z kapitałem zakładowym wynoszącym 120 milionów juanów, utworzonego na podstawieTechnologia Huaxi, często opiera się na tak wnikliwej analizie surowców, a nie na sprzedaży gotowego opakowania.

Kolejną przeszkodą jest bilans energetyczny. Wiele technologii recyklingu, szczególnie termicznych, zużywa więcej energii (na przykład do ogrzewania), niż wytwarza lub oszczędza. W Chinach, gdzie taryfy za energię elektryczną dla przemysłu stanowią odrębną, dużą kwestię, czynnik ten staje się decydujący. Dlatego obecnie trend zmienia się w kierunku odzyskiwania ciepła i integracji systemu odzyskiwania gazów resztkowych z ogólnym planem energetycznym przedsiębiorstwa. Nie tylko spalaj gaz, ale wykorzystaj jego ciepło do podgrzania surowców lub wytworzenia pary na własne potrzeby. Ale jest tu wiele niuansów: korozja spowodowana składem gazu, trudności z automatyzacją w przypadku niestabilnego przepływu. Widziałem projekt, w którym ze względu na wahania ciśnienia w gazie resztkowym system odzyskiwania był stale wyłączany, w końcu po prostu go porzucono, powracając do prymitywnej pochodni.

I oczywiście nie możemy zapominać o gospodarce. Wprowadzenie jakiejkolwiek, nawet najbardziej zaawansowanej technologii recyklingu jest kosztowne. A kluczowe pytanie do właściciela zakładu brzmi: „Kiedy to się opłaci?” Jeśli nie mówimy o karach wynikających z inspekcji środowiskowych (które, nawiasem mówiąc, w Chinach z roku na rok są coraz bardziej rygorystyczne), ale o realnych korzyściach ekonomicznych, to nie ma zbyt wielu opcji. Jest to albo odzysk cennych komponentów (na przykład wodoru z gazów resztkowych z rafinerii ropy naftowej), albo wytwarzanie energii na potrzeby wewnętrzne, co zmniejsza zależność od sieci. Cała reszta to najczęściej projekty wizerunkowe lub działanie wymuszone pod presją regulatora. Oraz specjaliści zTechnologia Chengdu Yizhinie ukrywają tego w swoich prezentacjach, szczerze pokazując klientowi harmonogramy spłaty w różnych scenariuszach, co swoją drogą budzi większe zaufanie.

Przypadki szczególne: nie tylko petrochemia

Odejdźmy od abstrakcji. Jednym z najbardziej odkrywczych projektów ostatnich lat, który miałem okazję szczegółowo studiować, jest zagospodarowanie gazu koksowniczego w zakładzie metalurgicznym. Tradycyjnie palono go po prostu w pochodni. Zadanie polegało nie tylko na neutralizacji, ale także wychwytywaniu węglowodorów benzenowych i siarkowodoru. Zastosowano schemat łączony: adsorpcja na węglu aktywnym, a następnie regeneracja i uwolnienie stężonych benzenów, a oczyszczony gaz kierowano do instalacji grzewczej warsztatu. Najtrudniejszą rzeczą nie była technologia czyszczenia, ale organizacja nieprzerwanego dostarczania do adsorberów niestabilnego ciśnienia gazu. Konieczne było zaprojektowanie zbiornika buforowego-gazu oraz skomplikowanego układu automatyki, co według plotek zostało sfinalizowane przez inżynierów zTechnologia Huaxi. Projekt zwrócił się nie poprzez sprzedaż wydobytych benzenów (ich rynek jest zmienny), ale poprzez zastąpienie drogiego gazu ziemnego, który służył do ogrzewania.

Innym przykładem jest drobna produkcja chemiczna w parkach przemysłowych. Tam często do jednej wspólnej rury zbierane są emisje z kilkunastu różnych warsztatów. Skład to okropny koktajl. Zainstalowanie jednego, wydajnego systemu czyszczenia dla wszystkich kosztowałoby astronomicznie. Rozwiązaniem, które widziałem w praktyce w Zhejiang, jest podejście zdecentralizowane. Na każdym źródle, tam gdzie to możliwe, instalowane są kompaktowe moduły utleniania katalitycznego, dobrane do konkretnego rodzaju emisji. I już ogólnie, względnie „czysto”? pozostała część jest czyszczona centralnie. Zmniejsza to całkowite obciążenie końcowego etapu i jego koszt. Co prawda pojawił się problem z obsługą wielu małych instalacji w różnych przedsiębiorstwach – potrzebny był jeden wykwalifikowany serwis, który nigdy nie był w pełni zorganizowany.

Nie możemy oczywiście ignorować tematu wychwytywania i wykorzystania metanu z pokładów węgla (CMM) z kopalń. Ściśle mówiąc, jest to również gaz resztkowy, ale ma swoją specyfikę. Tutaj technologie podążają drogą oczyszczania i doprowadzenia gazu do jakości odpowiedniej do zatłaczania do gazociągów lub do wytwarzania energii elektrycznej na miejscu. Głównymi trudnościami są ponownie zmienność stężenia metanu i obecność zanieczyszczeń. Chiny aktywnie eksperymentują w tym zakresie, w tym z separacją membranową i adsorpcją zmiennociśnieniową (PSA). Sukces w dużym stopniu zależy od budowy geologicznej konkretnej kopalni i niemożliwe jest powtórzenie pojedynczego rozwiązania. To jest pole do prawdziwej pracy badawczej, a nie typowej inżynierii.

Rola wyspecjalizowanych firm inżynierskich

To tutaj na pierwszy plan wysuwają się firmy takie jak ta wspomnianaChengdu Yizhi Technology Co., Ltd.. Nie są to producenci standardowego wyposażenia, ale instytuty projektowe. Ich siła polega na umiejętności przeprowadzenia szczegółowego audytu, zasymulowania procesu i niczym projektant złożeniu systemu z najlepszych dostępnych na rynku komponentów, dostosowując go do potrzeb klienta. Sprawdź ich portfolio nayzkjhx.ru— jasne jest, że współpracują z różnymi branżami: od chemii koksowniczej po farmaceutyczną. Świadczy to o szerokiej wiedzy specjalistycznej, szczególnie w dziedzinie oczyszczania złożonych mieszanin gazowych. Ich utworzenie w 2013 roku na bazie technologii firmy Huaxi było logicznym krokiem w kierunku przejścia od rozwoju procesów chemicznych do ich pełnego wdrożenia przemysłowego, łącznie z „ogonami”.

Co wyróżnia dobrą firmę inżynieryjną w tej dziedzinie? Umiejętność szczerego powiedzenia klientowi: „Ta modna technologia nie sprawdzi się w Twoim przypadku, poszukajmy prostszego i bardziej niezawodnego rozwiązania”. Widziałem, jak sprzedawcy „nanokatalizatorów” sprzedawali swoje instalacje do fabryk, w których gaz był tak zanieczyszczony, że już pierwszy etap – płuczka – co miesiąc zawodził. Podejście projektowe polega w pierwszej kolejności na dokładnej analizie surowców, często w kilku cyklach produkcyjnych, a dopiero potem na wyborze metody. Czasami poprawną odpowiedzią nie jest jedna super technologia, ale kaskada dwóch lub trzech sprawdzonych, ale inteligentnie połączonych metod.

Kolejnym krytycznym punktem jest wsparcie poprojektowe. System odzyskiwania gazów resztkowych, zwłaszcza nowy, to żywy organizm. Surowce się zmieniają, sprzęt się zużywa, a standardy stają się coraz bardziej rygorystyczne. Umowa serwisowa i opcje aktualizacji są często ważniejsze niż pierwotna cena kontraktowa. Firmy, które same są głęboko zanurzone w technologii chemicznej, podobnie jak spółka dominującaTechnologia Huaxi, tutaj mają przewagę, bo rozumieją proces od środka, a nie tylko jako zestaw urządzeń.

Trendy i ślepe zaułki: spojrzenie od środka

Gdzie wszystko zmierza? Pierwsza to wyraźny trend w stronę cyfryzacji i inteligentnego zarządzania. Nie tylko czujniki wyjściowe, ale systemy analizy predykcyjnej, które na podstawie znaków pośrednich (spadek ciśnienia w złożu katalizatora, zmiana profilu temperatury) mogą przewidzieć potrzebę konserwacji lub nieuchronną awarię jednostki. Umożliwia to przejście od planowanej konserwacji zapobiegawczej do stanu faktycznego, oszczędzając zasoby. Ale trudno to wdrożyć: potrzebne są kompetencje w zakresie analityki danych, których nie mają tradycyjne fabryki.

Drugi dotyczy pracy z przepływami o dużej koncentracji, ale małej objętości. Na przykład emisje z reaktorów w przemyśle farmaceutycznym. Nie ma potrzeby gigantycznej instalacji; potrzebujemy systemu kompaktowego, wydajnego i, co ważne, szybko regulowanego. Najprawdopodobniej przyszłość leży w modułowych rozwiązaniach „kontenerowych”. typy, które można szybko podłączyć do nowego źródła.

Co moim zdaniem jest ślepym zaułkiem? Dążenie do absolutnej wydajności czyszczenia „za wszelką cenę?”. Czasami ograniczenie emisji z 95% do 99,9% wymaga podwojenia kosztów kapitałowych i operacyjnych przy znikomych korzyściach dla środowiska. Ostatecznym celem przy projektowaniu systemów recyklingu jest rozsądny kompromis pomiędzy wymogami prawnymi, wykonalnością technologiczną i ekonomią. Ślepe kopiowanie zachodnich rozwiązań bez uwzględnienia lokalnej specyfiki surowców, kosztów energii i kwalifikacji personelu również często prowadzi do niepowodzeń. Sprzęt jest zainstalowany, ale nie działa.

Zamiast wyciągać wnioski: myśleć na głos

Jaki jest zatem ostateczny wniosek dotyczący „nowych technologii”? w Chinach? Z mojego doświadczenia wynika, że ​​obecnie prawdziwa nowość rzadko polega na wynalezieniu jakiejś całkowicie nowej metody fizykochemicznej. Częściej polega to na umiejętności integracji, adaptacji i uczynienia ekonomicznie opłacalnym istniejącego zestawu technologii dla konkretnych, czasem bardzo „nieidealnych”. warunki chińskiego krajobrazu przemysłowego. Jest to raczej dzieło wysokiej klasy inżyniera przemysłowego niż naukowca-teoretyka.

Dzisiejszy udany projekt wykorzystania gazu resztkowego to 30% właściwej technologii, 50% kompetentnej inżynierii i integracji z istniejącą produkcją oraz 20% gotowości klienta i wykonawcy do długoterminowego partnerstwa i modyfikacji „na miejscu”. A kiedy widzisz, jak w jakiejś fabryce nawozów działa system zaprojektowany na przykład przez takich specjalistów jakTechnologia Chengdu Yizhi, od kilku lat cicho i wydajnie pracuje, przetwarzając śmierdzące spaliny na użyteczną parę, rozumiecie, że w tej bezceremonialnej pracy tkwi prawdziwy postęp. Bez wielkich słów, ale z konkretnymi wynikami. A tytułowe pytanie pozostaje otwarte dla każdego nowego obiektu i to jest chyba najciekawsze w naszej pracy.