Кітай: новыя тэхналогіі ачысткі коксавага газу? 

Калі чуеш пра новыя тэхналогіі? у гэтай сферы, адразу хочацца спытаць - а што менавіта лічыцца "новым"? Многія, асабліва на старце, уяўляюць сабе нешта рэвалюцыйнае, накшталт нанамембран або плазменнай апрацоўкі. Але на практыцы, у каксахіміі, асабліва ў Кітаі з яго маштабамі, "новае"? часта азначае не вынаходства з нуля, а глыбокую мадэрнізацыю і разумную інтэграцыю ўжо вядомых працэсаў. Асноўны драйвер тут - не проста чысціня газу, а комплекс: энергаэфектыўнасць, утылізацыя ўсіх кампанентаў (асабліва серавадароду і цыяністага вадароду), і, вядома, жорсткія экалагічныя нормы, якія ўзмацняюцца жорсткасць кожны год. Памылка - турыцца за адной толькі "высокай ступенню ачысткі", не лічачы капітальных і аперацыйных выдаткаў. Я бачыў праекты, дзе ўкаранялі супер-эфектыўныя скрубберы, але з-за жахлівага выдатку рэагентаў або складанасці ў абслугоўванні ўстаноўкі прастойвалі. Вынік - тэхналогіі павінны быць не проста перадавымі, а рэнтабельнымі і надзейнымі ва ўмовах бесперапыннага цыклу.

Ад аміячнай вады да складаных каталітычных сістэм: эвалюцыя падыходу

Калі азірнуцца назад, класіка жанру ў Кітаі доўгі час - гэта метады на аснове аміячнай вады, той жа AS цыкл. Працуе, праверана, але ёсць свае "болі". Карозія апаратуры, адукацыя адкладаў, ды і з утылізацыяй пабочных прадуктаў, таго ж тыяцыянату амонія, галаўны боль. Цяпер трэнд - сыход ад проста? Неўтралізацыі? да селектыўнага вымання каштоўных кампанентаў.Ачыстка коксавага газуперастае быць затратным артыкулам і становіцца звяном у ланцужку дабаўленай вартасці. Напрыклад, выманне серавадароду з атрыманнем элементарнай серы ці, што перспектыўней, сернай кіслаты прама на пляцоўцы для патрэб таго ж хімічнага цыклу.

Адзін з самых цікавых зрухаў, які назіраю апошнія гадоў 5-7 - гэта актыўнае ўкараненне каталітычных метадаў акіслення, асабліва для выдалення HCN і рэшткавых арганічных злучэнняў. Не буду ўдавацца ў складаныя формулы, але сутнасць у тым, што на спецыяльных каталізатарах пры пэўных тэмпературах гэтыя шкодныя прымешкі дапальваюцца да CO2, N2 і вады. Ключавая праблема тут - не актыўнасць каталізатара (яе як раз дамагчыся можна), а яго стабільнасць і ўстойлівасць да атручвання іншымі кампанентамі газу. Бачыў доследную ўстаноўку ў Шаньсі, дзе з-за ваганняў утрымання смол і пылу на ўваходзе каталізатарны слой спякаўся і страчваў актыўнасць за паўгода замест заяўленых трох гадоў. Прыйшлося кардынальна дапрацоўваць сістэму папярэдняй ачысткі.

Менавіта ў гэтым звязку - папярэдняе механічнае і хімічнае прамыванне плюс фінішнае каталітычнае дапальванне - цяпер, на мой погляд, ляжыць самы практычны шлях. Гэта не нейкая адна? Чароўная? тэхналогія, а менавіта тэхналагічны ланцужок. Дарэчы, шматлікія кітайскія інжынірынгавыя кампаніі цяпер прапануюць менавіта такія комплексныя рашэнні, "пад ключ". Бяруць на сябе і праектаванне, і пастаўку абсталявання, і пусканаладку. Як, напрыклад,Chengdu Yizhi Technology Co.(іх сайт -https://www.yzkjhx.ru). Гэта іх профіль - праектаванне і ўкараненне менавіта ў коксахімічнай і хімічнай галінах. Яны, дарэчы, не проста прадаўцы абсталявання, а інстытут, створаны на базе тэхналогіі Huaxi, што мае на ўвазе сур'ёзную даследчую і адаптацыйную працу пад канкрэтную вытворчасць.

Пыл, смалы, бензольныя вуглевадароды: з чаго пачынаецца ачыстка

Любая размова аб глыбокай ачыстцы бессэнсоўная, калі не вырашана пытанне першаснай падрыхтоўкі газу. Коксавы газ на выхадзе з коксавых батарэй - гэта грымучая сумесь пылу, кропель смалы, нафталіну. Калі гэта ўсё пусціць прама на каталізатар ці ў абсорбер з дарагім рэагентам - канец. Таму першы і абавязковы этап - гэта электрафільтры і разнастайныя скрубберы-ўлоўнікі. Тут, здаецца, усё стандартна. Але нюансы - у дэталях.

Напрыклад, эфектыўнасць улоўлівання смол. Старыя цыклоны і цэнтрабежныя скрубберы спраўляюцца дрэнна, асабліва з дробнадысперснай фракцыяй. Цяпер часта ставяць электрастатычныя ўлоўнікі смалы (ТЭС). Яны добрыя, але патрабуюць ідэальнага кантролю тэмпературы газу - калі ўпадзе ніжэй кропкі расы смол, пачынаюцца праблемы з электродамі. На адным з заводаў у Хэбэі была гісторыя, калі з-за збою ў цеплаабменніку перад ТЭС тэмпература асела, смала стала кандэнсавацца прама на асадных электродах, выклікаўшы кароткае замыканне і тыднёвы просты. Прыйшлося экстрана ставіць дадатковы падагравальнік з рэзерваваннем.

Яшчэ адзін момант - выдаленне бензольных вуглевадародаў. Іх, вядома, здабываюць як каштоўны прадукт, але важна зрабіць гэта максімальна поўна да этапаў глыбокай ачысткі. Таму што пары бензолу - гэта таксама яд для многіх каталізатараў. Тут тэхналогіі вар'іруюцца ад абсорбцыі алеем да адсорбцыі на актываваным куце. Выбар залежыць ад аб'ёмаў і патрабаванай ступені вымання. Бачыў, як на невялікай усталёўцы паспяхова ўжывалі адсарбцыйную тэхналогію з вакуумнай рэгенерацыяй - кампактна і досыць эфектыўна для іх маштабу.

Вайна з серавадародам: ад монаэтаналаміну да мокрага каталізу

Серавадарод - галоўны вораг. Тут арсенал велізарны. Класічная амінавая ачыстка (МЭА, ДЭА) па-ранейшаму шырока выкарыстоўваецца, асабліва калі трэба дамагчыся высокай ступені ачысткі (да 20-50 мг/м3). Але яе мінусы - высокія энергазатраты на рэгенерацыю аміна і адчувальнасць да прысутнасці HCN і COS, якія выклікаюць дэградацыю аміна. Таму зараз часта ідуць па шляху камбінавання.

Вельмі перспектыўным выглядае так званыметад мокрага каталітычнага акіслення. Па сутнасці, гэта акісленне HCN і H2S у вадкай фазе ў прысутнасці каталізатара на аснове жалеза ці іншых металаў. Тэхналогія, дарэчы, не новая, але кітайскія інжынеры яе выдатна дапрацавалі, падвысіўшы стабільнасць каталітычнага раствора і спрасціўшы сістэму рэгенерацыі. Галоўны плюс - можна адначасова выдаляць і серавадарод, і цыяністы вадарод, атрымліваючы ў якасці пабочнага прадукта, напрыклад, раданід амонія або сульфат амонія. Эканоміка адразу становіцца больш прывабнай.

На практыку сутыкнуўся з тым, што поспех гэтага метаду моцна залежыць ад якасці падрыхтоўкі газу на папярэдніх этапах. Калі ў газе застаецца шмат смалістых рэчываў або пылу, яны ?забіваюць? каталітычны раствор, утвараюць пену, і эфектыўнасць падае. Таму ўкараненне такой сістэмы заўсёды патрабуе ўважлівага аўдыту ўсяго ланцужка газаачысткі, а не проста замены аднаго блока. Гэта да пытання аб комплексным падыходзе, аб якім казаў спачатку.

Цыяністы вадарод: незаўважны, але падступны

Пра HCN часта ўспамінаюць у другую чаргу, а дарма. Гэта не толькі наймацнейшая атрута, але і прычына мноства тэхналагічных праблем. Ён выклікае карозію апаратуры (асабліва ў месцах кандэнсацыі), атручвае каталізатары, ускладняе ўтылізацыю сцёкавых вод. Традыцыйныя метады - абсорбцыя ў шчолачных скрубберах з атрыманнем цыяністага натрыю або ферроцианидов. Але рынак на гэтыя прадукты абмежаваны, і іх далейшая перапрацоўка або ўтылізацыя - асобны галаўны боль.

Цяпер усё больш увагі надаецца метадам дэструкцыі HCN прама ў газавай фазе. Напрыклад, той жа каталітычны гідроліз на цэалітных або алюмааксідных каталізатарах. HCN у прысутнасці вадзяной пары раскладаецца на NH3 і CO. Тэхналогія эфектыўная, але, зноў жа, патрабуе вельмі дбайнай папярэдняй ачысткі газу ад каталітычных ядаў. Плюс які ўтвараецца аміяк трэба потым дзесьці ўтылізаваць, што вяртае нас да сістэмы ў цэлым.

Цікавы кейс быў на мадэрнізацыі завода ў Ляаніне. Там вырашылі праблему комплексна: усталявалі блок мокрага каталітычнага акіслення для сумеснага выдалення H2S і HCN, а які ўтвараецца ў растворы раданід амонія затым канцэнтравалі і прадавалі як таварны прадукт для хімічнай прамысловасці. Не скажу, што гэта акупіла ўсю сістэму ачысткі, але істотна знізіла аперацыйныя выдаткі. Падобныя рашэнні як раз у духу працы праектных інстытутаў накшталтChengdu Yizhi Technology Co.Іх сіла, на мой погляд, у тым, што яны глядзяць на працэс не ізалявана, а як на частку вытворчага контуру завода. Іх статутны капітал у 120 мільёнаў юаняў таксама гаворыць аб сур'ёзных магчымасцях для рэалізацыі такіх комплексных праектаў.

Фінішная паліроўка і кантроль: куды рухаецца трэнд

Пасля асноўных стадый ачысткі ад серы і цыянідаў часта ўстае пытанне аб фінішнай? Паліроўцы? газу - выдаленні рэшткавых следавых колькасцяў прымешак, арганічных пар, паху. Тут у ход ідуць тэхналогіі адсорбцыі на актываваным куце (часам импрегнированном адмысловымі рэагентамі) ці, што ўсё гушчару, тэрмічнае ці каталітычнае дапальванне ў кампактных рэактарах.

Асабліва актуальна гэта для газу, які ідзе на выкарыстанне ў якасці паліва ў адчувальных устаноўках або на водпуск у гарадскія сеткі. Кантроль становіцца ключавым. Сучасныя сістэмы абсталёўваюцца бесперапыннымі газааналізатарамі не толькі па H2S і O2, але і па HCN, NH3, агульным арганічным злучэнням. Дадзеныя сцякаюцца ў АСК ТП, якая ў рэальным часе можа падладжваць рэжымы працы скруббераў, дазоўку рэагентаў.

Галоўны трэнд, які я бачу, - гэта цыфравізацыя і "інтэлектуалізацыя"? вузлоў ачысткі. Гаворка не аб "штучным інтэлекце", а аб прасунутых сістэмах кіравання, якія на аснове мадэлявання і дадзеных з датчыкаў аптымізуюць працэс, прадказваюць неабходнасць абслугоўвання (той жа замены каталізатара або прамыванні скруббера). Гэта наступны лагічны крок пасля адпрацоўкі саміх апаратурных рашэнняў. Эканомія на рэагентах і энерганосьбітах, павелічэнне міжрамонтнага прабегу - вось што дае такая аптымізацыя. І кітайскія пастаўшчыкі тэхналогій, у тым ліку згаданыя інжынірынгавыя кампаніі, актыўна развіваюць гэты кірунак, прапаноўваючы не проста абсталяванне, а тэхналогію разам з сістэмай кіравання ёю.

Замест зняволення: што сапраўды "новае"?

Дык што ж у выніку можна назваць новымі тэхналогіямі ў Кітаі сёння? Гэта не нейкая адна сенсацыйная ўстаноўка. Гэта, па-першае, глыбокая мадэрнізацыя і гібрыдызацыя класічных метадаў (каталіз + абсорбцыя + акісленне). Па-другое, гэта жорсткая ўвязка ачысткі з утылізацыяй і атрыманнем пабочных прадуктаў, што мяняе эканоміку ўсяго працэсу. Па-трэцяе, гэта комплексны, сістэмны падыход да праектавання, дзе папярэдняя, ​​асноўная і фінішная ачыстка праектуюцца як адзінае цэлае, з улікам усіх узаемных уплываў.

І, мабыць, самае галоўнае - гэта адаптыўнасць. Універсальных рашэнняў няма. Тое, што бліскуча працуе на гіганцкім коксахімічным камбінаце ў Шаньсі, можа быць неапраўдана дарагім і складаным для невялікага завода. Таму паспяховыя ўкараненні заўсёды заснаваны на глыбокім аналізе зыходнага газу, магчымасцяў прадпрыемства, патрабаванняў да канчатковых прадуктаў і экалагічных нарматываў. Менавіта гэтым, судзячы па ўсім, і займаюцца адмыслоўцы ў кампаніях, падобных Chengdu Yizhi Technology, выступаючы не як прадаўцы, а як тэхналагічныя партнёры. У гэтым, мусіць, і ёсць асноўнае адрозненне сучаснага падыходу: прадаецца не абсталяванне, а гарантаваны вынік па чысціні газу ў рамках зададзенага бюджэту. А за гэтым вынікам стаіць цэлы комплекс рашэнняў - ад механікі да каталізу і аўтаматыкі.