Cina: nuove tecnologie per l’utilizzo del gas di coda? 

Quando si parla di utilizzo del gas di coda in Cina, molti immaginano immediatamente installazioni gigantesche presso giganti petrolchimici come Sinopec. Ma la realtà, secondo me, spesso si rivela molto più interessante e… più sporca nel senso letterale del termine. La lotta e l’innovazione principali ora si svolgono non tanto nel campo della cattura globale della CO2, ma nel campo del lavoro con quelli più difficili e “scomodi”. flussi - gas di cokeria, gas di scarico della produzione di carburo di calcio, emissioni di piccoli impianti chimici. È dove la composizione è instabile, e i volumi non sempre giustificano investimenti di capitale colossali, che nascono quelle “nuove tecnologie” di cui tutti parlano, ma che pochi hanno effettivamente visto in azione. E qui spesso sta il problema principale: una tecnologia può essere eccellente sulla carta, ma assolutamente impraticabile nelle condizioni di un particolare impianto con il suo parco attrezzature obsoleto e un'eterna mancanza di fondi per la modernizzazione.

Dalla teoria alla pratica: dove inciampano i “nuovi”? soluzioni

Prendiamo, ad esempio, la tendenza di tendenza dell’ossidazione catalitica a basse temperature per neutralizzare i composti organici volatili (COV) nei gas di coda. In laboratorio o su banco con una miscela di gas perfettamente preparata, l'efficienza è del 99%. Arrivi in ​​un impianto di produzione di pesticidi nella provincia del Sichuan e oltre ai COV target ci sono anche polvere, fumi acidi, umidità inferiore al 90% e la temperatura all'ingresso oscilla. Il catalizzatore, che dovrebbe funzionare per due anni, viene sinterizzato in sei mesi. E l’intero calcolo economico basato sulla sua durabilità va al diavolo. Questo non è un difetto della tecnologia in sé: è un problema di adattamento. Spesso le società di ingegneria cinesi, soprattutto quelle nate da pratiche come, ad esempio,Chengdu Yizhi Technology Co.(il loro sito web èyzkjhx.ru), non stanno realizzando una “cartuccia d'argento” universale, ma stanno sviluppando soluzioni ibride. Innanzitutto: assorbimento o adsorbimento affidabile ed economico per stabilizzare il flusso e rimuovere la "spazzatura", e solo allora - una fase catalitica o termica fine. Ciò aumenta i costi di capitale, ma aumenta significativamente l’affidabilità dell’intero sistema. Il loro approccio, come istituto di design con un capitale sociale di 120 milioni di yuan, è fondato sulla base diTecnologia Huaxi, si basa spesso su un'analisi così approfondita delle materie prime e non sulla vendita della scatola finita.

Un altro ostacolo è il bilancio energetico. Molte tecnologie di riciclaggio, soprattutto quelle termiche, consumano più energia (ad esempio per il riscaldamento) di quella che generano o risparmiano. In Cina, dove le tariffe elettriche per l’industria rappresentano un grosso problema a parte, questo fattore diventa decisivo. Pertanto, la tendenza si sta ora spostando verso il recupero del calore e l'integrazione del sistema di recupero dei gas di coda nello schema energetico complessivo dell'impresa. Non limitarti a bruciare il gas, ma usa il suo calore per riscaldare materie prime o generare vapore per le tue esigenze. Ma qui ci sono molte sfumature: corrosione dovuta alla composizione del gas, difficoltà con l'automazione per un flusso instabile. Ho visto un progetto in cui, a causa delle fluttuazioni di pressione del gas di coda, il sistema di recupero veniva costantemente spento, alla fine è stato semplicemente abbandonato, tornando ad una fiammata primitiva.

E, naturalmente, non dobbiamo dimenticare l’economia. L’introduzione di qualsiasi tecnologia di riciclaggio, anche la più avanzata, è costosa. E la domanda chiave per il proprietario dell’impianto è: “Quando verrà ripagato?” Se non parliamo di multe derivanti dalle ispezioni ambientali (che, tra l'altro, in Cina stanno diventando sempre più severe anno dopo anno), ma di vantaggi economici reali, allora non ci sono molte opzioni. O si tratta del recupero di componenti preziosi (ad esempio, l’idrogeno dai gas di scarico delle raffinerie di petrolio), oppure della generazione di energia per uso interno, che riduce la dipendenza dalla rete. Tutto il resto è molto spesso un progetto di immagine o una misura forzata sotto la pressione del regolatore. E specialisti daTecnologia Chengdu Yizhinon lo nascondono nelle loro presentazioni, mostrando onestamente i programmi di rimborso del cliente in diversi scenari, il che, tra l'altro, ispira maggiore fiducia.

Casi specifici: non solo petrolchimico

Allontaniamoci dalle astrazioni. Uno dei progetti più rivelatori degli ultimi anni, che ho avuto l'opportunità di studiare in dettaglio, è l'utilizzo del gas di cokeria in uno stabilimento metallurgico. Tradizionalmente veniva semplicemente bruciato in una torcia. Il compito non era solo quello di neutralizzare, ma anche di catturare gli idrocarburi benzenici e l'idrogeno solforato. È stato utilizzato uno schema combinato: adsorbimento su carbone attivo seguito da rigenerazione e rilascio di benzeni concentrati e il gas purificato è stato inviato al sistema di riscaldamento dell'officina. La cosa più difficile non è stata la tecnologia di pulizia, ma l'organizzazione di una fornitura ininterrotta di pressione del gas instabile agli adsorbitori. È stato necessario progettare un serbatoio tampone per il gas e un complesso sistema di automazione che, secondo alcune indiscrezioni, sarebbe stato messo a punto dagli ingegneri diTecnologia Huaxi. Il progetto si è ripagato non con la vendita del benzene estratto (il loro mercato è volatile), ma con la sostituzione del costoso gas naturale, utilizzato per il riscaldamento.

Un altro esempio è la piccola produzione chimica nei parchi industriali. Lì, le emissioni provenienti da una dozzina di officine diverse vengono spesso raccolte in un unico tubo comune. La composizione è un cocktail terribile. Installare un unico potente sistema di pulizia per tutti costerebbe astronomicamente. La soluzione che ho visto in azione nello Zhejiang è un approccio decentralizzato. Presso ciascuna fonte, ove possibile, vengono installati moduli compatti di ossidazione catalitica, selezionati per una specifica tipologia di emissioni. E già generale, relativamente “pulito”? il resto viene pulito centralmente. Ciò riduce il carico complessivo sulla fase finale e il suo costo. È vero, è sorto un problema con la manutenzione di molte piccole installazioni in diverse imprese: era necessario un unico servizio qualificato, che non è mai stato completamente organizzato.

E, naturalmente, non possiamo ignorare il tema della cattura e dell’utilizzo del metano da carbone (CMM) dalle miniere. Anche questo, in senso stretto, è gas di coda, ma con le sue specificità. Qui le tecnologie seguono la strada della purificazione e del portare il gas a una qualità adatta per essere immesso nei gasdotti o per generare energia elettrica in loco. Le principali difficoltà sono, ancora una volta, la variabilità della concentrazione di metano e la presenza di impurità. La Cina sta sperimentando attivamente qui, anche con la separazione a membrana e l’adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA). Il successo dipende fortemente dalla geologia di una particolare miniera ed è impossibile replicare un’unica soluzione. Questo è un campo per un vero lavoro di ricerca, non per l'ingegneria tipica.

Il ruolo delle società di ingegneria specializzate

È qui che vengono alla ribalta aziende come quella citataChengdu Yizhi Technology Co., Ltd.. Questi non sono produttori di apparecchiature standard, ma istituti di progettazione. La loro forza sta nella capacità di condurre un audit dettagliato, simulare il processo e assemblare un sistema, come un progettista, partendo dai migliori componenti disponibili sul mercato, adattandoli alle esigenze del cliente. Dai un'occhiata al loro portfolio suyzkjhx.ru— è chiaro che lavorano con settori diversi: dalla chimica del coke alla farmaceutica. Ciò indica un'ampia competenza specificatamente nel campo della purificazione di miscele di gas complesse. La loro creazione nel 2013 sulla base della società tecnologica Huaxi è stato un passo logico per il passaggio dallo sviluppo dei processi chimici alla loro piena implementazione industriale, comprese le “code”.

Cosa rende una buona società di ingegneria in questo campo? La capacità di dire onestamente al cliente: "Questa tecnologia alla moda non funzionerà per il tuo caso, consideriamo una soluzione più semplice e affidabile". Ho visto come i venditori di “nano-catalizzatori” vendevano i loro impianti a fabbriche dove il gas era così sporco che il primissimo stadio – lo scrubber – si guastava ogni mese. L'approccio progettuale prevede innanzitutto un'analisi approfondita delle materie prime, spesso su più cicli produttivi, e solo successivamente la scelta del metodo. A volte la risposta corretta non è una supertecnologia, ma una cascata di due o tre metodi collaudati, ma combinati in modo intelligente.

Un altro punto critico è il supporto post-progetto. Un sistema di recupero del gas di coda, soprattutto se nuovo, è un organismo vivente. Le materie prime cambiano, le attrezzature si consumano e gli standard diventano più severi. Il contratto di manutenzione e le opzioni di aggiornamento sono spesso più importanti del prezzo del contratto originale. Aziende che sono esse stesse profondamente immerse nella tecnologia chimica, come la casa madreTecnologia Huaxi, qui hanno un vantaggio perché comprendono il processo dall'interno e non solo come un insieme di dispositivi.

Tendenze e vicoli ciechi: uno sguardo dall'interno

Dove sta andando tutto? Il primo è una chiara tendenza alla digitalizzazione e alla gestione intelligente. Non semplici sensori di uscita, ma sistemi di analisi predittiva che, sulla base di segnali indiretti (caduta di pressione nel letto catalitico, variazione del profilo di temperatura) possono prevedere la necessità di manutenzione o il guasto imminente di un'unità. Ciò consente di passare dalla manutenzione preventiva pianificata alla condizione reale, risparmiando risorse. Ma è difficile attuarlo: servono competenze nella scienza dei dati, che le fabbriche tradizionali non hanno.

Il secondo funziona con flussi altamente concentrati ma di volume ridotto. Ad esempio, le emissioni dei reattori dei prodotti farmaceutici. Non è necessaria un'installazione gigantesca; abbiamo bisogno di un sistema compatto, efficiente e, soprattutto, rapidamente regolabile. Molto probabilmente, il futuro risiede nelle soluzioni “contenitori” modulari. tipi che possono essere rapidamente collegati a una nuova fonte.

Cos’è, secondo me, un vicolo cieco? La ricerca della performance di pulizia assoluta “ad ogni costo?”. A volte ridurre le emissioni dal 95% al ​​99,9% richiede il raddoppio dei costi di capitale e operativi con benefici ambientali trascurabili. Un ragionevole compromesso tra requisiti legali, fattibilità tecnologica ed economia è l’obiettivo finale nella progettazione dei sistemi di riciclaggio. Anche copiare ciecamente le soluzioni occidentali senza tenere conto delle specificità locali delle materie prime, dei costi energetici e delle qualifiche del personale porta spesso al fallimento. L'apparecchiatura è installata, ma non funziona.

Invece di una conclusione: pensare ad alta voce

Allora qual è il risultato finale con le “nuove tecnologie”? in Cina? La mia esperienza suggerisce che la vera novità ora raramente risiede nell’invenzione di qualche metodo fisico-chimico fondamentalmente nuovo. Più spesso risiede nella capacità di integrare, adattare e rendere economicamente sostenibile un insieme di tecnologie esistenti per tecnologie specifiche, a volte molto “non ideali”. condizioni del panorama industriale cinese. Questo è il lavoro di un ingegnere industriale di alto livello piuttosto che di uno scienziato teorico.

Un progetto di successo per l’utilizzo del gas di coda oggi è costituito per il 30% da tecnologia corretta, per il 50% da ingegneria competente e integrazione nella produzione esistente e per il 20% dalla disponibilità del cliente e dell’appaltatore per una partnership a lungo termine e modifiche “in loco”. E quando vedi come in alcuni impianti di fertilizzanti un sistema progettato, ad esempio, da specialisti comeTecnologia Chengdu Yizhi, lavora in silenzio ed efficiente ormai da diversi anni, trasformando le emissioni puzzolenti in vapore utile, capisci che è in questo lavoro senza tante cerimonie che risiede il vero progresso. Senza grandi paroloni, ma con risultati concreti. E per ogni nuovo oggetto rimane aperta la domanda fin dal titolo, ed è forse questa la cosa più interessante del nostro lavoro.