China: nieuwe technologieën voor het gebruik van staartgas? 

Wanneer mensen praten over het gebruik van staartgas in China, denken veel mensen onmiddellijk aan gigantische installaties bij petrochemische giganten als Sinopec. Maar de realiteit blijkt naar mijn mening vaak veel interessanter en... vuiler in de letterlijke zin van het woord. De belangrijkste strijd en innovatie vinden nu niet zozeer plaats op het gebied van de mondiale CO2-afvang, maar op het gebied van het werken met de moeilijkste en ‘ongemakkelijkste’. stromen - cokesovengas, afvalgassen van de productie van calciumcarbide, emissies van kleine chemische fabrieken. Het is waar de compositie onstabiel is en de volumes niet altijd kolossale kapitaalinvesteringen rechtvaardigen, waar de ‘nieuwe technologieën’ worden geboren waar iedereen het over heeft, maar weinigen daadwerkelijk in actie hebben gezien. En hier ligt vaak het grootste addertje onder het gras: een technologie kan op papier uitstekend zijn, maar absoluut niet levensvatbaar in de omstandigheden van een bepaalde fabriek met zijn verouderde apparatuurvloot en een eeuwig gebrek aan geld voor modernisering.

Van theorie naar praktijk: waar struikelen de ‘nieuwe’? oplossingen

Neem bijvoorbeeld de trendy trend van katalytische oxidatie bij lage temperaturen om vluchtige organische stoffen (VOS) in staartgassen te neutraliseren. In het laboratorium of op een bank met een ideaal bereid gasmengsel bedraagt ​​het rendement 99%. Je komt bij een productiefabriek voor pesticiden in de provincie Sichuan - en naast de beoogde VOC's zijn er ook stof, zure dampen, een luchtvochtigheid van minder dan 90% en de temperatuur bij de inlaat fluctueert. De katalysator, die twee jaar moet werken, wordt in zes maanden gesinterd. En de hele economische berekening op basis van de duurzaamheid gaat naar de hel. Dit is niet per se een fout in de technologie; het is een aanpassingsprobleem. Vaak zijn Chinese ingenieursbedrijven, vooral bedrijven die zijn voortgekomen uit praktijken als bijvoorbeeldChengdu Yizhi Technologie Co.(Hun website isyzkjhx.ru), zijn ze niet bezig met het creëren van een universele “zilveren cartridge”, maar ontwikkelen ze hybride oplossingen. Ten eerste - betrouwbare en goedkope absorptie of adsorptie om de stroom te stabiliseren en "afval" te verwijderen, en pas dan - een fijne katalytische of thermische fase. Dit verhoogt de kapitaalkosten, maar verhoogt de betrouwbaarheid van het hele systeem aanzienlijk. Hun aanpak, als ontwerpinstituut met een maatschappelijk kapitaal van 120 miljoen yuan, is gebaseerd opHuaxi-technologie, is vaak gebaseerd op een dergelijke diepgaande analyse van grondstoffen, en niet op de verkoop van afgewerkte dozen.

Een ander struikelblok is de energiebalans. Veel recyclingtechnologieën, vooral thermische, verbruiken meer energie (bijvoorbeeld voor verwarming) dan ze opleveren of besparen. In China, waar elektriciteitstarieven voor de industrie een apart groot probleem vormen, wordt deze factor doorslaggevend. Daarom verschuift de trend nu naar warmteterugwinning en integratie van het staartgasterugwinningssysteem in het algemene energieplan van de onderneming. Verbrand het gas niet alleen, maar gebruik de warmte ervan om grondstoffen te verwarmen of stoom op te wekken voor eigen behoeften. Maar er zijn hier veel nuances: corrosie als gevolg van de samenstelling van het gas, problemen met automatisering voor een onstabiele stroming. Ik zag een project waarbij, als gevolg van drukschommelingen in het staartgas, het terugwinningssysteem voortdurend werd uitgeschakeld, uiteindelijk werd het eenvoudigweg verlaten en keerde het terug naar een primitieve fakkel.

En natuurlijk mogen we de economie niet vergeten. De introductie van welke recyclingtechnologie dan ook, zelfs de meest geavanceerde, is kostbaar. En de hamvraag voor de fabriekseigenaar is: “Wanneer zal het vruchten afwerpen?” Als we het niet hebben over boetes uit milieu-inspecties (die overigens in China jaar na jaar strenger worden), maar over echte economische voordelen, dan zijn er niet veel opties. Ofwel gaat het om het terugwinnen van waardevolle componenten (bijvoorbeeld waterstof uit de uitlaatgassen van olieraffinaderijen), ofwel om het opwekken van energie voor intern gebruik, waardoor de afhankelijkheid van het net wordt verminderd. Al het overige zijn meestal imagoprojecten of een gedwongen maatregel onder druk van de toezichthouder. And specialists fromChengdu Yizhi-technologieze verbergen dit niet in hun presentaties en laten de terugverdienschema’s van de klant eerlijk zien onder verschillende scenario’s, wat overigens meer vertrouwen wekt.

Specifieke gevallen: niet alleen petrochemie

Laten we afstand nemen van abstracties. Een van de meest onthullende projecten van de afgelopen jaren, die ik in detail heb kunnen bestuderen, is het gebruik van cokesovengas in een metallurgische fabriek. Traditioneel werd het gewoon in een fakkel verbrand. De taak was niet alleen om benzeenkoolwaterstoffen en waterstofsulfide te neutraliseren, maar ook af te vangen. Er werd een gecombineerd schema gebruikt: adsorptie op actieve kool gevolgd door regeneratie en vrijgave van geconcentreerde benzenen, en het gezuiverde gas werd naar het verwarmingssysteem van de werkplaats gestuurd. Het moeilijkste was niet de reinigingstechnologie, maar de organisatie van een ononderbroken toevoer van onstabiele gasdruk naar de adsorbers. Het was noodzakelijk om een buffertank-gashouder en een complex automatiseringssysteem te ontwerpen, dat volgens geruchten werd voltooid door ingenieurs vanHuaxi-technologie. Het project betaalde zichzelf niet door de verkoop van gewonnen benzenen (hun markt is volatiel), maar door de vervanging van duur aardgas, dat werd gebruikt voor verwarming.

Een ander voorbeeld is de kleine chemische productie op industrieparken. Daar wordt de uitstoot van een tiental verschillende werkplaatsen vaak in één gemeenschappelijke leiding verzameld. De compositie is een vreselijke cocktail. Het installeren van één krachtig reinigingssysteem voor iedereen zou astronomische bedragen kosten. De oplossing die ik in Zhejiang in actie heb gezien, is een gedecentraliseerde aanpak. Bij elke bron worden waar mogelijk compacte katalytische oxidatiemodules geïnstalleerd, geselecteerd op een specifiek type emissies. En al algemeen, relatief “schoon”? de rest wordt centraal gereinigd. Dit vermindert de totale belasting van de laatste fase en de kosten ervan. Het is waar dat er een probleem ontstond bij het onderhouden van veel kleine installaties bij verschillende bedrijven - er was één gekwalificeerde dienst nodig, die nooit volledig georganiseerd was.

En natuurlijk kunnen we het onderwerp van het opvangen en gebruiken van steenkoolmethaan (CMM) uit mijnen niet negeren. Strikt genomen is dit ook staartgas, maar met zijn eigen specifieke kenmerken. Hier volgen technologieën het pad van het zuiveren en brengen van gas naar een kwaliteit die geschikt is voor injectie in gaspijpleidingen of voor het ter plaatse opwekken van elektriciteit. De belangrijkste problemen zijn wederom de variabiliteit van de methaanconcentratie en de aanwezigheid van onzuiverheden. China experimenteert hier actief mee, onder meer met membraanscheiding en drukwisseladsorptie (PSA). Succes is sterk afhankelijk van de geologie van een bepaalde mijn, en het is onmogelijk om één enkele oplossing te repliceren. Dit is een vakgebied voor echt onderzoekswerk, geen typische techniek.

De rol van gespecialiseerde ingenieursbureaus

Dit is waar bedrijven zoals het genoemde op de voorgrond tredenChengdu Yizhi Technologie Co., Ltd.. Dit zijn geen fabrikanten van standaardapparatuur, maar ontwerpinstituten. Hun kracht ligt in hun vermogen om een ​​gedetailleerde audit uit te voeren, het proces te simuleren en, als een ontwerper, een systeem samen te stellen uit de beste componenten die op de markt verkrijgbaar zijn, en deze aan te passen aan de behoeften van de klant. Bekijk hun portfolio opyzkjhx.ru— het is duidelijk dat ze met verschillende industrieën samenwerken: van de cokeschemie tot de farmaceutische industrie. Dit duidt op een brede expertise specifiek op het gebied van zuivering van complexe gasmengsels. Hun oprichting in 2013 op basis van het technologiebedrijf Huaxi was een logische stap voor de transitie van de ontwikkeling van chemische processen naar de volledige industriële implementatie ervan, inclusief ‘staarten’.

Wat maakt een goed ingenieursbureau op dit gebied? Het vermogen om eerlijk tegen de klant te zeggen: "Deze modieuze technologie zal niet werken voor uw zaak, laten we eens kijken naar een eenvoudiger en betrouwbaardere oplossing." Ik zag hoe verkopers van ‘nanokatalysatoren’ hun installaties verkochten aan fabrieken waar het gas zo vervuild was dat de allereerste fase – de scrubber – elke maand uitviel. De ontwerpaanpak omvat eerst een grondige analyse van grondstoffen, vaak over meerdere productiecycli, en pas daarna de keuze van de methode. Soms is het juiste antwoord niet één supertechnologie, maar een cascade van twee of drie bewezen, maar intelligent gecombineerde methoden.

Een ander cruciaal punt is de ondersteuning na het project. Een staartgasterugwinningssysteem, vooral een nieuw systeem, is een levend organisme. Grondstoffen veranderen, apparatuur verslijt en de normen worden strenger. Vaak zijn het onderhoudscontract en de upgrademogelijkheden belangrijker dan de oorspronkelijke contractprijs. Bedrijven die zelf diep verdiept zijn in de chemische technologie, zoals de moedermaatschappijHuaxi-technologie, hier hebben ze een voordeel omdat ze het proces van binnenuit begrijpen, en niet alleen als een reeks apparaten.

Trends en doodlopende wegen: een kijkje achter de schermen

Waar gaat alles heen? De eerste is een duidelijke trend richting digitalisering en intelligent beheer. Niet alleen outputsensoren, maar voorspellende analysesystemen die op basis van indirecte signalen (drukval in het katalysatorbed, verandering in temperatuurprofiel) de noodzaak van onderhoud of het dreigende falen van een unit kunnen voorspellen. Hierdoor kunt u van gepland preventief onderhoud overgaan naar de daadwerkelijke staat, waardoor u middelen bespaart. Maar het is lastig om dit te implementeren: je hebt competenties op het gebied van data science nodig, die traditionele fabrieken niet hebben.

De tweede is het werken met sterk geconcentreerde stromen met een klein volume. Bijvoorbeeld de uitstoot van reactoren in de farmaceutische industrie. Er is geen gigantische installatie nodig; we hebben een compact, efficiënt en vooral snel aanpasbaar systeem nodig. Hoogstwaarschijnlijk ligt de toekomst hier in modulaire ‘container’-oplossingen. typen die snel op een nieuwe bron kunnen worden aangesloten.

What, in my opinion, is a dead end? Het streven naar absolute schoonmaakprestaties “tegen elke prijs?”. Soms vereist het verminderen van de uitstoot van 95% naar 99,9% een verdubbeling van de kapitaal- en bedrijfskosten met verwaarloosbare voordelen voor het milieu. Een redelijk compromis tussen wettelijke vereisten, technologische haalbaarheid en economie is het uiteindelijke doel bij het ontwerpen van recyclingsystemen. Ook het blindelings kopiëren van westerse oplossingen, zonder rekening te houden met de lokale bijzonderheden van grondstoffen, energiekosten en personeelskwalificaties, leidt vaak tot mislukking. De apparatuur is geïnstalleerd, maar werkt niet.

In plaats van een conclusie: hardop nadenken

Dus wat is de bottom line met “nieuwe technologieën?” in China? Mijn ervaring leert dat echte nieuwigheid nu zelden ligt in de uitvinding van een fundamenteel nieuwe fysisch-chemische methode. Vaker ligt het in het vermogen om een ​​bestaande reeks technologieën voor specifieke, soms zeer ‘niet-ideale’ technologieën te integreren, aan te passen en economisch levensvatbaar te maken. omstandigheden van het Chinese industriële landschap. Dit is eerder het werk van een vooraanstaande industrieel ingenieur dan van een theoretische wetenschapper.

Een succesvol staartgasgebruiksproject vandaag de dag is 30% correcte technologie, 50% competente engineering en integratie in de bestaande productie, en 20% de bereidheid van de klant en aannemer voor een langetermijnpartnerschap en aanpassingen “on-site”. En als je ziet hoe bij een kunstmestfabriek een systeem is ontworpen, bijvoorbeeld door specialisten alsChengdu Yizhi-technologie, nu al enkele jaren stil en efficiënt werkt en stinkende emissies verwerkt tot bruikbare stoom, begrijp je dat in dit gewetenloze werk de echte vooruitgang schuilt. Zonder grote woorden, maar met concrete resultaten. En de vraag uit de titel blijft open voor elk nieuw object, en dit is misschien wel het meest interessante in ons werk.