Kinesisk avsvavlingsteknik: produkter och applikationer? 

När de pratar om kinesisk avsvavlingsteknik föreställer sig många omedelbart bara enorma absorbenter vid värmekraftverk. Men i verkligheten, om du gräver djupare, är utbudet av lösningar och nyanserna i deras tillämpning mycket bredare och mer intressant. Ett vanligt misstag är att anta att allt bara beror på inköp av reagens, som kalksten, och resten är en fråga om teknik. I verkligheten, från valet av en specifik krets till krångligheterna med drift på plats, finns det många detaljer som avgör om installationen kommer att fungera som en charm eller bli en huvudvärk i flera år. Jag kommer att dela med mig av några observationer baserade på praktiken.

Från teori till "smuts": utvecklingen av tillvägagångssätt

Historiskt sett har Kina lagt stor vikt vid våta kalksten-gipsmetoder, som har varit något av en guldstandard för stora kraftproduktionsenheter. Det verkar som att tekniken har testats runt om i världen. Men bränslets lokala egenskaper, krav på biprodukten - gips och, kritiskt, frågor om vattenförbrukning och avloppsvatten tvingade ingenjörer att ständigt förfina systemen. Du kan inte bara ta och kopiera ett tyskt eller japanskt projekt. Till exempel, när kol har en hög askhalt eller en specifik asksammansättning, kan ett standardhydrocyklonsystem täppas till oftare än förväntat. Det var nödvändigt att experimentera med förspolning av rökgaserna eller modifiering av sprutmunstyckena.

Ett annat tillvägagångssätt, halvtorra och torra metoder, började gradvis öka i vikt, särskilt för mindre industripannor eller för eftermontering där det inte fanns plats för skrymmande reningssystem för avloppsvatten. Här började kinesiska tillverkare, beroende på erfarenhet, erbjuda ganska eleganta lösningar med en cirkulerande fluidiserad bädd (CFB) och injektion av hydratiserad kalk. Verkningsgraden är något lägre, men den är lättare att använda och det är inga problem med flytande avfall. Men detta har också sin egen "rake": finheten i malningen av sorbenten, enhetligheten i gasfördelningen i reaktorn, kampen mot att fastna i apparaten - allt detta krävde finjustering på plats.

Ett intressant fall som kommer att tänka på: de försökte anpassa ett standardtorrschema vid en av cementugnarna. De beräknade indikatorerna var bra, men i praktiken hoppade effektiviteten av avsvavling. Det visade sig att den skyldige var betydande fluktuationer i temperaturen och volymen av gaser som lämnade ugnen, för vilka den ursprungliga designen inte tog tillräckliga hänsyn. Vi var tvungna att modifiera doseringssystemet i farten och införa en ytterligare temperaturkontrollkrets framför reaktorn. Detta är ett typiskt exempel när teorin möter icke-ideala förhållanden för verklig produktion.

Nyckelprodukter och "hårdvara": vad ligger bakom förkortningarna

När vi talar om produkter kan vi inte begränsa oss till endast kemiska reagenser. Detta är alltid ett komplext: en teknisk licens, en grundläggande design, nyckelutrustning och, naturligtvis, själva sorbenterna. Bland reagenserna används förutom det klassiska kalciumkarbonatet kalciumhydroxid alltmer för torra metoder och i speciella fall natriumbikarbonat. Det senare ger väldigt hög effektivitet, men priset är annorlunda. Lösningen är alltid en kompromiss.

När det gäller utrustning har kinesiska ingenjörsföretag gjort stora framsteg här. Vi talar inte bara om själva absorbatorerna eller CFB-reaktorerna utan också om hjälpsystem. Till exempel system för beredning och injektion av kalkstenssuspension. Kvaliteten och tillförlitligheten hos hydrauliska blandarpumpar, sprutmunstyckenas slitstyrka - stabiliteten i hela installationen beror på dessa till synes småsaker. Jag har sett situationer där de sparat pengar på injektorer, och efter sex månaders drift sjönk effektiviteten med 15 % på grund av ojämn sprutning och erosion.

Separat är det värt att lyfta fram övervaknings- och kontrollsystemen. Moderna kinesiska projekt inkluderar nästan alltid ganska avancerade automatiserade processkontrollsystem som inte bara läser data, utan också tillåter optimering av reagensförbrukningen beroende på aktuella gasparametrar (SO2, O2, temperatur). Men att implementera ett sådant system är bara halva striden. Det är viktigt att personal på plats förstår logiken i dess funktion och inte bara blint följer instruktionerna. Det hände att operatörer stängde av automatisk flödeskorrigering och föredrar manuellt läge "efter känsla?", vilket förnekade alla potentiella besparingar.

Användningsområde: extern energi

Även om energisektorn är den största konsumenten, flyttar avsvavlingstekniken aktivt in i andra industrier. Metallurgi, särskilt sinteranläggningar och masugnar, är en allvarligare utmaning. Sammansättningen av gaser är mer komplex, temperaturen är högre och dammbelastningen är högre. Hybridlösningar används ofta här. Till exempel först en torr eller halvtorr metod för primär rengöring och kylning, och sedan ytterligare rengöring med en mer subtil metod. Kinesiska entreprenörer har samlat på sig avsevärd erfarenhet av sådana kombinationssystem.

Cementindustrin är en speciell historia. Här står ofta inte bara SO2 i fokus utan även merkaptaner och andra sura gaser. En intressant tillämpning av tekniken är i ugnar, där alkaliska komponenter i själva råvarorna (till exempel vissa leror) kan användas för att binda svavel. Detta kräver en djup förståelse av den underliggande tillverkningstekniken i sig. Framgångsrika projekt genomförs alltid i nära samarbete med växttekniker.

Ett mindre självklart men växande område är förbränningsugnar och biomassapannor. Gasvolymerna är mindre, men sammansättningen kan variera mycket. För sådana anläggningar väljs ofta kompakta modullösningar baserade på torra sorbenter med påsfilter. Nyckelpunkten här är det korrekta valet av filtertyg som är motståndskraftigt mot förhållanden, och ett noggrant sorbentdoseringssystem som snabbt kan reagera på ökningar i SO2-koncentrationen.

Praktiska utmaningar och lektioner

Inget projekt är komplett utan överlägg. Ett av de vanliga problemen som det sällan skrivs om i broschyrer är kvaliteten på vattnet för att bereda suspensionen. Hög hårdhet eller kloridhalt kan leda till avlagringar i ledningar och igensatta injektorer. Vid en av anläggningarna i Centralasien var det nödvändigt att snarast installera ytterligare ett vattenavhärdningssystem, vilket inte fanns med i det ursprungliga avtalet.

En annan smärtsam punkt är bortskaffandet av avsvavlingsprodukter. Gips från våta system måste uppfylla standarder för att få säljas. Om något gick fel i processen (till exempel var sulfitoxidationen ofullständig på grund av dålig prestanda hos luftningssystemet), var det resulterande materialet av låg kvalitet, vilket ingen processor skulle acceptera. Det måste skrotas, vilket dödade hela ekonomin i projektet. Därför ägnas nu mer och mer uppmärksamhet inte bara till huvudinstallationen utan också till bearbetnings- och reningsenheterna för biprodukten.

Verksamhetskultur är kanske den mest icke-tekniska men kritiska faktorn. Den mest avancerade installationen kan förstöras på sex månader om regelbunden övervakning inte utförs, pumpar inte förhindras och sensorer inte kalibreras. Jag såg hur vid en anläggning, på grund av ett för tidigt byte av tätningar på en upphängningspump, uppstod en läcka som korroderade grundplattan. Att reparera utrustningen kostade slantar jämfört med att återställa grunden och stillestånd.

En titt från insidan: ett exempel på ett specialiserat institut

För att vara mer specifik kan vi ta som exempelChengdu Yizhi Technology Co.(deras hemsida ärhttps://www.yzkjhx.ru). Detta är inte bara en säljare av utrustning, utan ett designinstitut skapat på grundvalChengdu Huaxi Chemical Technology Co.Med ett registrerat kapital på 120 miljoner yuan har de varit dedikerade till att tillhandahålla heltäckande lösningar sedan 2013. Deras arbete visar tydligt utvecklingen av tillvägagångssättet: från leverans av enskilda komponenter till hela cykeln - från laboratorieforskning och pilottestning till design, leverans, installation och driftsättning.

Ur deras praktik är projekt för stålverk där kombinerade metoder användes intressanta. Till exempel användes deras utveckling vid sinteranläggningen - ett system för injektion av torr sorbent i gaskanalen följt av filtrering, men med preliminär kylning och befuktning av gasen i en speciell kammare. Detta gjorde det möjligt att uppnå en stabil effekt utöver den grundläggande 90 % verkningsgraden även med en instabil laddningssammansättning. Det är viktigt att de inte bara installerade installationen, utan utförde preliminära tester på en pilotinstallation och valde den optimala typen och granulometrin för sorbenten specifikt för detta råmaterial.

En annan viktig poäng från sådana företag är att arbeta med biprodukter. I några av hans projekt för våta systemChengdu Yizhi-teknikfokuserar inte bara på att producera kommersiellt gips, utan överväger också alternativ för att producera svavelsyra eller elementärt svavel från koncentrerade SO2-strömmar. Detta är nästa nivå, som indikerar djupet av utvecklingen av den tekniska kedjan. Naturligtvis är sådana beslut inte alltid ekonomiskt motiverade och kräver en grundlig förstudie, men själva sakkunskapen är viktig.

Vilket håll blåser vinden? Några sista tankar

Inför framtiden är trenden flexibilitet och integration. Enkel ?förpackad? beslut blir ett minne blott. Det finns fler och fler förfrågningar om system som kan fungera över ett brett spektrum av belastningar (vilket är viktigt för förnybara energikällor), fjärrövervakas och diagnostiseras, och, viktigare, vara förberedda på skärpta standarder inte bara för SO2, utan också för tillhörande utsläpp som tungmetaller eller NOx.

Arbetet med sorbenter fortsätter. Detta inkluderar att öka reaktiviteten hos kalkmaterial på grund av speciell bearbetning och utveckling av multifunktionella sorbenter som samtidigt kan fånga upp flera föroreningar. Men varje innovation måste bevisa sin ekonomi inte i laboratoriet, utan under villkoren för ett verkligt, ofta långt ifrån idealiskt, industriellt flöde.

Så, tillbaka till början, är kinesisk avsvavlingsteknik inte längre en fråga om "köp och leverans". Det handlar om heltäckande ingenjörskonst, djup anpassning till kundförhållanden och i slutändan förmågan att lösa praktiska problem som alltid uppstår i skärningspunkten mellan vacker teori och hård produktionsverklighet. Och erfarenheten, inklusive negativa sådana, som samlats under åren av att genomföra projekt både i och utanför Kina, är kanske den mest värdefulla tillgången här.