Кітай: вадарод з коксавага газу - перспектывы? 

Вадарод з коксавага газу - гучыць як відавочная ідэя, ці не так? Асабліва ў Кітаі, дзе коксахімія - гэта не проста галіна, а цэлы пласт прамысловай культуры. Але калі пачынаеш у гэтым капацца, разумееш, што паміж "відавочнай ідэяй"? і рэальнай, рэнтабельнай і бяспечнай практыкай - прорва. Многія адразу ўяўляюць сабе чысты вадародны паток і зялёныя сертыфікаты, забываючы пра CO, серавадарод, смалы і той факт, што коксавы газ - гэта перш за ўсё паліва для саміх коксахімічных заводаў. Адабраць у іх гэты газ - значыць перабудаваць усю энергетыку вытворчасці. Вось з гэтага парадоксу, мабыць, і варта пачаць.

Не проста пабочны прадукт: рэальнасць коксавага газу

Працуючы над праектамі ў кааперацыі з інстытутамі нібытаChengdu Yizhi Technology Co.(гэта іх сайт, дарэчы,https://www.yzkjhx.ru- Карысны рэсурс па тэхналогіях падзелу), пастаянна сутыкаешся з адным і тым жа запытам ад металургаў: "Так, газ у нас ёсць, але нам яго не хапае на ўласныя патрэбы". І гэта ключавы момант.Коксавы газ- не "адыход", які проста чакае ўтылізацыі. Гэта calibrated энерганосьбіт, якім топяць коксавыя батарэі, сушаць вугаль, часам генеруюць пар. Яго склад - каля 55-60% H2, 25-30% CH4, астатняе - CO, N2, цяжкія вуглевадароды і прымешкі. Першапачатковая цеплатворная здольнасць важная для тэхналагічнага цыклу.

Таму размова аб вадародзе пачынаецца не з "як яго вылучыць", а з "як кампенсаваць энергабаланс". Калі ты забіраеш газ навадарод, Трэба прапанаваць нешта наўзамен - скажам, рэканструяваць печы пад прыродны газ або ўкараніць рэкуперацыю цяпла. Гэта капітальныя выдаткі, якія адразу з'ядаюць частку эканомікі праекту. На адным з заводаў у Шаньсі бачыў спробу паставіць мембранную ўстаноўку для адбору вадароду проста з агульнай сеткі. Быццам бы ўсё пралічылі, але не ўлічылі ваганні ціску і складу газу пры змене партый вугалю. Мембраны хутка закаксаваліся, праект замарозілі. Вопыт дарагі, але паказальны.

І яшчэ пра склад. Акрамя асноўнай тройкі (H2, CH4, CO), там ёсць нафталін, серавадарод, цыяністы вадарод. Любая ўстаноўка па вылучэнні вадароду - няхай гэта будзе кароткацыклавая адсорбцыя (КЦА) або мембраны - патрабуе глыбокай і шматступеннай ачысткі на ўваходзе. Інакш каталізатары атручваюцца, мембраны выходзяць са строю. Стандартны ланцужок: астуджэнне, электрафільтры, выдаленне смол, затым дэсульфурызацыя. Гэта не проста "фільтр паставіць", гэта цэлы хімічны цэх. І яго кошт часта становіцца сюрпрызам для заказчыкаў, якія думалі толькі аб блоку КЦА.

Тэхналагічныя скрыжаванні: КЦА, мембраны ці нешта яшчэ?

У Кітаі гістарычна больш імкнуцца да кароткацыклавай адсорбцыі (КЦА). Чыннікі зразумелыя: тэхналогія адпрацаваная, дазваляе атрымліваць вадарод чысцінёй 99.999% і вышэй, адначасна можна вылучаць метан-вадародную фракцыю. Такія ўстаноўкі, напрыклад, праектуе і пастаўляеChengdu Yizhi Technology Co., Ltd.– гэты праектны інстытут, створаны Huaxi Technology, як раз мае салідны вопыт у газападзеле. Іх усталёўкі бачыў у працы - надзейныя, але патрабуюць пісьменнай эксплуатацыі. Ключавы момант тут - правільны падбор адсарбентаў пад канкрэтны склад газу і ўменне працаваць з рэшткавым газам (рафінатам).

Але КЦА - гэта не панацэя. Усталёўка грувасткая, энергаёмістая (патрэбны кампрэсары для стварэння ціску), патрабуе якаснай аўтаматыкі для пераключэння клапанаў. Для невялікіх патокаў газу яна можа быць неапраўдана дарагі. Тут на сцэну выходзяць мембранныя тэхналогіі. Яны кампактней, прасцей у эксплуатацыі, але ёсць нюанс: чысціня вадароду на вынахадзе рэдка перавышае 99% пры адным праходзе, і моцна залежыць ад ціску і складу сыравіны. Для многіх ужыванняў - напрыклад, для гідраачысткі ў той жа нафтахіміі - гэтага дастаткова. Але калі патрэбен звышчысты вадарод для электронікі ці паліўных элементаў, без наступнай давычышчэння не абыйсціся.

Цікавы гібрыдны падыход, які цяпер абкатваюць на некалькіх пляцоўках, - гэта камбінацыя мембраннай прадпадрыхтоўкі і КЦА. Мембраны адбіраюць bulk вадароду, зніжаючы нагрузку на даражэйшую адсарбцыйную ўсталёўку. Гэта здаецца лагічным, але на практыцы ўзнікаюць складанасці з сінхранізацыяй працы дзвюх розных па дынаміцы сістэм. Пакуль гэта хутчэй пілотныя рашэнні. Асабіста я схіляюся да меркавання, што выбар тэхналогіі – гэта заўсёды кампраміс паміж патрабаванай чысцінёй прадукта, даступным капіталам і кваліфікацыяй мясцовага персанала. Часам прасцей і танней паставіць дзве прыступкі мембран рознай селектыўнасці, чым адну складаную КЦА.

Куды падзець гэты вадарод? Рынак vs. ўнутранае спажыванне

Вось мы вылучылі вадарод. І што? Самы просты шлях - выкарыстоўваць яго на самім жа заводзе або на суседнім вытворчасці. У коксахіміі ёсць уласныя працэсы гідрыравання, у нафтаперапрацоўцы побач - гідраачыстка. Гэта аптымальны варыянт, які мінімізуе лагістыку і выдаткі на кампрэсію і захоўванне. Але часта магутнасці па выдзяленні перавышаюць лакальныя патрэбы. Тады ўзнікае пытанне аб выхадзе на знешні рынак.

А тут пачынаецца самае складанае. Вадародны рынак у Кітаі толькі фарміруецца. Інфраструктуры для транспарціроўкі (трубаправоды, аўтацыстэрны пад ціскам) катастрафічна не хапае. Кошт транспарціроўкі на адлегласць больш за 200 км можа зрабіць прадукт неканкурэнтаздольным у параўнанні з вадародам з паравой канверсіі метану, вырабленым на месцы. Таму многія праекты павадароду з коксавага газусёння завязаны на стварэнне лакальных кластараў: коксахімічны завод + нафтаперапрацоўчы завод + магчыма, хімічнае прадпрыемства. Геаграфія вырашае ўсё.

Яшчэ адзін патэнцыйны спажывец - сталеліцейная вытворчасць. Ідуць эксперыменты па выкарыстанні вадароду ў даменных печах для частковага замяшчэння коксу. Але гэта тэхналогіі будучыні, пакуль у зачаткавым стане. Больш рэальны сцэнар - кірунак вадароду на сінтэз аміяку або метанолу, калі побач ёсць адпаведныя вытворчасці. Але тут ізноў упіраемся ў эканоміку: сабекошт вадароду з коксавага газу, нават з улікам усіх выдаткаў на ачыстку, ніжэй, чым з прыроднага газу. Гэта ягоны галоўны козыр. Але рэалізаваць гэтую перавагу можна толькі пры наяўнасці надзейнага і стабільнага канала збыту побач.

Эканоміка і "падводныя камяні": што не пішуць у прэзентацыях

У тэхніка-эканамічных абгрунтаваннях усё выглядае гладка: нізкі кошт сыравіны (газ-то "бясплатны"), які расце попыт на вадарод, дзяржаўныя субсідыі на "зялёныя"? тэхналогіі. Рэальнасць больш жорсткая. Па-першае, ?бясплатнае? сыравіну. Як ужо казаў, адбор газу - гэта страта паліва. Трэба лічыць рэальны альтэрнатыўны кошт гэтага газу для завода. Часам аказваецца, што больш выгадна прадаваць сам коксавы газ суседняму заводу як паліва, чым укладвацца ў дарагую ўстаноўку па выдзяленні вадароду.

Па-другое, капітальныя выдаткі. Паўнавартасны комплекс - ад ачысткі да кампрэсіі - гэта дзясяткі мільёнаў даляраў. Тэрмін акупляльнасці моцна залежыць ад канчатковага кошту на вадарод, якая вельмі валацільнасць. Па-трэцяе, эксплуатацыйныя выдаткі. Замена адсарбентаў, мембран, рэагентаў для ачысткі ад серы, энергія на кампрэсію - гэта пастаянны cash outflow. Бачыў праект, дзе з-за высокага ўтрымання серавадароду прыйшлося ставіць дадатковую прыступку акісляльнай дэсульфурызацыі, што забіла ўсю рэнтабельнасць.

І галоўны камень спатыкнення - стабільнасць. Коксавая вытворчасць цыклічная. Ёсць планавыя прыпынкі на рамонт батарэй, ёсць ваганні ў якасці вугалю. Склад і колькасць газу нясталыя. Вадародная ўстаноўка павінна быць гнуткай і ўстойлівай да такіх ваганняў, а гэта складаная і дарагая аўтаматыка. Не ўсе вытворцы тэхналогій гэта ўлічваюць, прадаючы? стандартныя? рашэнні. ВопытChengdu Yizhi Technology Co.тут каштоўны менавіта таму, што яны, мяркуючы па іх праектах, глыбока пагружаны ў спецыфіку менавіта коксохимических вытворчасцей, а не прапануюць абстрактныя ўстаноўкі.

Погляд наперад: ці ёсць святло ў канцы тунэля?

Нягледзячы на ​​ўсе складанасці, перспектывы ў напрамку ёсць. Драйвераў некалькі. Першы - палітыка? Падвойны вугляроднай нейтральнасці? у Кітаі. Яна прымушае шукаць любыя магчымасці зніжэння вугляроднага следа.Вадарод з коксавага газу- Гэта ўтылізацыя пабочнага прадукта з атрыманнем низкоуглеродного (не блытаць з "зялёным") вадароду. Гэта лепш, чым спальваць газ на паходні ці проста выкарыстоўваць як паліва без ачысткі. Могуць з'явіцца вугляродныя крэдыты ці іншыя прэферэнцыі.

Другі драйвер - развіццё вадароднай энергетыкі і мабільнасці ў асобных рэгіёнах. Калі ў правінцыі Шаньсі або Хэбэй, дзе сканцэнтраваны асноўныя коксахімічныя магутнасці, будзе створана сетка вадародных заправак, то лакальная вытворчасць з коксавага газу стане стратэгічна важнай. Пакуль гэта кропкавыя ініцыятывы.

Трэці фактар ​​- тэхналагічны. З'яўляюцца таннейшыя і ўстойлівыя да прымешак мембраны, адсарбенты з большай ёмістасцю, эфектыўныя метады ачысткі. Зніжаецца энергаспажыванне працэсаў. Гэта паляпшае эканоміку. Але фундаментальная выснова, заснаваная на практыцы, такая: паспяховым будзе не той праект, які проста тэхнічна здабывае вадарод, а той, які першапачаткова ўбудаваны ў комплексную схему энерга- і рэсурсазабеспячэння ўсяго прамысловага кластара, з прадуманым балансам і надзейным збытам. Гэта складаная сістэмная задача, а не проста набыццё абсталявання. І менавіта ў такім сістэмным падыходзе, мне здаецца, і крыецца галоўная перспектыва для вадароду з коксавага газу ў Кітаі.