Kina: ny teknik för rengöring av koksugnsgas? 

När hör du om "ny teknik?" på detta område vill jag genast fråga – vad exakt anses vara "nytt"? Många människor, särskilt i början, föreställer sig något revolutionerande, som nanomembran eller plasmabehandling. Men i praktiken, i koks kemi, särskilt i Kina med dess skala, "ny?" innebär ofta inte uppfinning från grunden, utan djup modernisering och smart integration av redan kända processer. Den främsta drivkraften här är inte bara gasens renhet, utan ett komplex: energieffektivitet, återvinning av alla komponenter (särskilt svavelväte och vätecyanid), och, naturligtvis, strikta miljöstandarder, som blir strängare för varje år. Det är ett misstag att bara sträva efter en "hög reningsgrad", utan att ta hänsyn till kapital- och driftskostnader. Jag har sett projekt där supereffektiva scrubbers introducerades, men på grund av den enorma förbrukningen av reagenser eller svårigheter att underhålla installationerna stod installationerna overksamma. Summan av kardemumman är att teknik inte bara måste vara avancerad, utan kostnadseffektiv och pålitlig i en kontinuerlig cykel.

Från ammoniakvatten till komplexa katalytiska system: tillvägagångssättets utveckling

Om man ser tillbaka, är klassikerna inom genren i Kina under lång tid metoder baserade på ammoniakvatten, samma AS-cykel. Det fungerar, det har testats, men det har sina egna smärtpunkter. Korrosion av utrustning, bildning av avlagringar, och med bortskaffande av biprodukter, såsom ammoniumtiocyanat, en huvudvärk. Trenden nu är att gå bort från helt enkelt "neutralisering?" till selektiv utvinning av värdefulla komponenter.Koksgasreningupphör att vara en kostsam post och blir en länk i värdekedjan. Till exempel utvinning av svavelväte för att producera elementärt svavel eller, mer lovande, svavelsyra direkt på plats för behoven i samma kemiska cykel.

En av de mest intressanta förändringarna som jag har observerat under de senaste 5-7 åren är det aktiva införandet av katalytiska oxidationsmetoder, speciellt för avlägsnande av HCN och kvarvarande organiska föreningar. Jag ska inte gå in på komplexa formler, men poängen är att på speciella katalysatorer vid vissa temperaturer bränns dessa skadliga föroreningar ner till CO2, N2 och vatten. Nyckelproblemet här är inte aktiviteten hos katalysatorn (detta kan uppnås), utan dess stabilitet och motståndskraft mot förgiftning av andra gaskomponenter. Jag såg en pilotanläggning i Shanxi, där, på grund av fluktuationer i innehållet av hartser och damm vid inloppet, katalysatorskiktet sintrade och förlorade aktivitet på sex månader istället för de angivna tre åren. Vi var tvungna att radikalt modifiera förrengöringssystemet.

Det är i denna kombination - preliminär mekanisk och kemisk tvätt plus slutlig katalytisk efterbränning - som nu, enligt min mening, ligger den mest praktiska vägen. Det här är inte någon form av "magisk". teknik, nämligen den tekniska kedjan. Förresten, många kinesiska ingenjörsföretag erbjuder nu just sådana komplexa "nyckelfärdiga" lösningar. De tar hand om design, leverans av utrustning och driftsättning. Som till exempelChengdu Yizhi Technology Co.(deras hemsida ärhttps://www.yzkjhx.ru). Detta är deras profil - design och implementering specifikt inom koks- och kemisk industri. De är förresten inte bara säljare av utrustning, utan ett institut skapat på basis av Huaxi-teknik, vilket innebär seriöst forsknings- och anpassningsarbete för en specifik produktion.

Damm, hartser, bensenkolväten: var börjar rengöringen?

Varje samtal om djuprengöring är meningslöst om frågan om primär gasbehandling inte har lösts. Koksgas vid utloppet av koksugnsbatterier är en explosiv blandning av damm, tjärdroppar och naftalen. Om du lägger allt direkt på en katalysator eller i en absorbator med ett dyrt reagens är det slutet. Därför är det första och obligatoriska steget elektriska avskiljare och alla typer av skrubberfångare. Här verkar det som att allt är standard. Men nyanserna finns i detaljerna.

Till exempel effektiviteten av hartsinsamling. Gamla cykloner och centrifugalskrubbrar klarar sig inte bra, speciellt med finfraktionen. Nuförtiden installeras ofta elektrostatiska hartsfällor (TEC). De är bra, men kräver perfekt kontroll av gastemperaturen - om den faller under hartsernas daggpunkt börjar problem med elektroderna. Det fanns en historia på en av fabrikerna i Hebei när, på grund av ett fel i värmeväxlaren framför TES, temperaturen sjönk och hartset började kondensera direkt på fällningselektroderna, vilket orsakade en kortslutning och en veckolång stilleståndstid. Vi var tvungna att snabbt installera en extra värmare med redundans.

En annan punkt är avlägsnandet av bensenkolväten. De utvinns givetvis som en värdefull produkt, men det är viktigt att göra detta så fullständigt som möjligt innan djupreningsstegen. Eftersom bensenånga också är gift för många katalysatorer. Här sträcker sig teknologier från oljeabsorption till aktivt koladsorption. Valet beror på volymerna och den erforderliga extraktionsgraden. Jag såg hur adsorptionsteknik med vakuumregenerering framgångsrikt användes i en liten installation - kompakt och ganska effektivt för deras skala.

Kriget mot svavelväte: från monoetanolamin till våtkatalys

Svavelväte är huvudfienden. Arsenalen här är enorm. Klassisk aminrening (MEA, DEA) används fortfarande i stor utsträckning, särskilt när det är nödvändigt att uppnå en hög reningsgrad (upp till 20-50 mg/m3). Men dess nackdelar är hög energiförbrukning för aminregenerering och känslighet för närvaron av HCN och COS, som orsakar aminnedbrytning. Därför tar de nu ofta kombinationens väg.

Den så kalladevåt katalytisk oxidationsmetod. I huvudsak är det oxidation av HCN och H2S i vätskefasen i närvaro av en katalysator baserad på järn eller andra metaller. Tekniken är förresten inte ny, men kinesiska ingenjörer har förbättrat den avsevärt, ökat stabiliteten hos den katalytiska lösningen och förenklat regenereringssystemet. Den största fördelen är att både svavelväte och vätecyanid kan avlägsnas samtidigt, varvid man till exempel erhåller ammoniumtiocyanat eller ammoniumsulfat som biprodukt. Ekonomin blir genast mer attraktiv.

I praktiken ställdes jag inför det faktum att framgången för denna metod starkt beror på kvaliteten på gasberedningen i de tidigare stegen. Om det finns mycket hartsartade ämnen eller damm kvar i gasen "täpps" de? katalytisk lösning bildar skum och effektiviteten minskar. Därför kräver implementeringen av ett sådant system alltid en noggrann granskning av hela gasreningskedjan, och inte bara byte av en enhet. Detta gäller frågan om en integrerad strategi, som jag talade om i början.

Vätecyanid: osynlig men lömsk

HCN kommer ofta ihåg i andra hand, men förgäves. Detta är inte bara ett kraftfullt gift, utan också orsaken till många tekniska problem. Det orsakar korrosion av utrustning (särskilt i kondensområden), förgiftar katalysatorer och komplicerar bortskaffande av avloppsvatten. Traditionella metoder är absorption i alkaliska skrubbers för att producera natriumcyanid eller ferrocyanider. Men marknaden för dessa produkter är begränsad, och deras vidare bearbetning eller bortskaffande är en separat huvudvärk.

Numera ägnas mer och mer uppmärksamhet åt metoder för destruktion av HCN direkt i gasfasen. Till exempel samma katalytiska hydrolys på zeolit- eller aluminiumoxidkatalysatorer. HCN i närvaro av vattenånga sönderdelas till NH3 och CO. Tekniken är effektiv, men återigen kräver den mycket noggrann preliminär rening av gasen från katalytiska gifter. Dessutom måste den resulterande ammoniaken kasseras någonstans, vilket för oss tillbaka till systemet som helhet.

Ett intressant fall var under moderniseringen av en fabrik i Liaoning. Där löste de problemet på ett omfattande sätt: de installerade en våt katalytisk oxidationsenhet för gemensamt avlägsnande av H2S och HCN, och ammoniumtiocyanatet som bildades i lösningen koncentrerades sedan och såldes som en kommersiell produkt för den kemiska industrin. Jag kommer inte att säga att detta betalade för hela rengöringssystemet, men det minskade driftskostnaderna avsevärt. Sådana beslut ligger precis i andan av arbetet hos designinstitut somChengdu Yizhi Technology Co.Deras styrka, enligt min åsikt, är att de inte ser på processen isolerat, utan som en del av anläggningens produktionskrets. Deras registrerade kapital på 120 miljoner yuan indikerar också allvarliga möjligheter för genomförandet av sådana komplexa projekt.

Avsluta polering och kontroll: vart trenden är på väg

Efter huvudstadierna av rengöring från svavel och cyanid uppstår ofta frågan om slutlig "polering". gas – avlägsnande av resterande spårmängder av föroreningar, organiska ångor, lukter. Här används adsorptionsteknologier på aktivt kol (ibland impregnerat med speciella reagens) eller i ökande grad termisk eller katalytisk efterbränning i kompakta reaktorer.

Detta gäller särskilt för gas som används som bränsle i känsliga installationer eller levereras till stadsnät. Kontroll blir nyckeln. Moderna system är utrustade med kontinuerliga gasanalysatorer inte bara för H2S och O2, utan också för HCN, NH3 och allmänna organiska föreningar. Data flödar in i det automatiserade processtyrningssystemet, som kan justera driftsätten för skrubbrar och doseringen av reagenser i realtid.

Den främsta trenden som jag ser är digitalisering och "intellektualisering?" rengöringsenheter. Vi pratar inte om ”artificiell intelligens”, utan om avancerade styrsystem som, baserat på modellering och data från sensorer, optimerar processen och förutsäger behovet av underhåll (till exempel byte av katalysator eller tvätt av skrubbern). Detta är nästa logiska steg efter att ha testat själva hårdvarulösningarna. Spara på reagenser och energi, öka körsträckan mellan reparationerna - det här är vad denna optimering ger. Och kinesiska teknikleverantörer, inklusive de nämnda ingenjörsföretagen, utvecklar aktivt detta område och erbjuder inte bara utrustning, utan teknik tillsammans med sitt ledningssystem.

Istället för en slutsats: vad är egentligen ?nytt??

Så vad kan i slutändan kallas ny teknik i Kina idag? Detta är inte bara en sensationell uppsättning. Detta är för det första en djupgående modernisering och hybridisering av klassiska metoder (katalys + absorption + oxidation). För det andra finns det en strikt koppling mellan rening och återvinning och produktion av biprodukter, vilket förändrar ekonomin i hela processen. För det tredje är detta ett integrerat, systematiskt tillvägagångssätt för design, där preliminär-, huvud- och slutstädning utformas som en helhet, med hänsyn till alla ömsesidiga influenser.

Och kanske det viktigaste är anpassningsförmåga. Det finns inga universella lösningar. Det som fungerar briljant på ett gigantiskt koksverk i Shanxi kan vara oöverkomligt dyrt och komplicerat för en mindre anläggning. Därför baseras framgångsrika implementeringar alltid på en djupgående analys av källgasen, anläggningens kapacitet, krav på slutprodukter och miljöbestämmelser. Det är precis vad specialister på företag som Chengdu Yizhi Technology verkar göra, inte som säljare utan som teknikpartners. Detta är förmodligen den största skillnaden mellan det moderna tillvägagångssättet: det är inte utrustning som säljs, utan ett garanterat resultat i gasrenhet inom en given budget. Och bakom detta resultat ligger en hel rad lösningar - från mekanik till katalys och automation.