Cina: tecnologie per la purificazione dei gas di cokeria? 

Quando si parla di tecnologie cinesi in questo ambito, molte persone pensano subito a copie economiche o a semplici scrubber. La realtà che ho incontrato negli ultimi dieci anni è molto più complessa e interessante. Qui non solo stanno recuperando terreno, ma in un certo senso danno già il tono, soprattutto quando si tratta di soluzioni complesse per grandi volumi e rigorosi standard ambientali. Ma ci sono anche molti problemi: dalle materie prime all’adattamento dei calcoli occidentali alle condizioni locali.

Da dove vengono le gambe: approcci di base e loro evoluzione

Se prendiamo i classici, la base è spesso la pulizia a umido, la stessagas di cokeriaattraverso l'acqua ammoniacale. Il metodo è vecchio, ma è ancora in fase di perfezionamento, non tanto per rimuovere H2S e NH3, ma per renderlo più efficiente dal punto di vista energetico e con meno perdite di idrocarburi benzenici. Ricordo che in una delle vecchie fabbriche dello Shanxi vidi come tentavano di combinare il lavaggio con ammoniaca con successivo adsorbimento su carbone attivo per catturare il cianuro. Non ha funzionato subito; ci è voluto molto tempo per selezionare la dimensione dei grani di carbone e la modalità di rigenerazione.

Ora il vettore si è spostato verso metodi fisico-chimici combinati. Ad esempio l'utilizzo della MEA (monoetanolammina) o delle sue miscele per la pulizia profonda. Gli ingegneri cinesi spesso lo combinano con altre soluzioni di lavaggio per ridurre le temperature di rigenerazione e quindi i costi del vapore. Non si tratta di una sorta di rivoluzione, ma di un'importante ottimizzazione per l'uso quotidiano. La chiave qui è la resistenza della soluzione ai sottoprodotti come i tiocianati, che possono danneggiare rapidamente il sistema.

Ed ecco un’altra cosa importante: molte tecnologie non provengono dal vuoto. Gli sviluppi tedeschi e giapponesi furono attivamente concessi in licenza e adattati, in particolare per quanto riguarda l'idrogenazione catalitica dei composti organici dello zolfo. Ma semplicemente copiare la composizione non ha funzionatogas di cokeriasui carboni locali potrebbe essere molto diverso; ci sono voluti anni per selezionare catalizzatori e profili di temperatura. Alcune installazioni hanno funzionato al di sotto dell'efficienza prevista per i primi sei mesi finché non hanno trovato il giusto equilibrio.

Dove stanno le vere difficoltà: i colli di bottiglia non evidenti

Spesso il problema non è nella tecnologia di pulizia in sé, ma in ciò che viene prima e dopo. Ad esempio, pressione e temperatura instabili del gas all'uscita delle batterie dei forni da coke. Questo uccide qualsiasi assorbitore, anche il più avanzato. È necessario installare serbatoi tampone aggiuntivi e sistemi di controllo automatico, il che aumenta il costo del progetto. In una delle strutture dell'Hebei, per questo motivo, per sei mesi non sono stati in grado di raggiungere i valori del passaporto per lo zolfo.

Un'altra piaga sono le polveri e le resine. Anche dopo i precipitatori elettrici e i cicloni, le polveri più fini passano oltre e intasano gli ugelli degli scrubber e si depositano negli scambiatori di calore. Ciò richiede frequenti fermate per il lavaggio. La soluzione è stata cercata installando stadi aggiuntivi di filtrazione fine, ma anche questo richiede resistenza e costi aggiuntivi. A volte si è rivelato più semplice ed economico rivedere la modalità di funzionamento degli stessi forni da coke per ridurre fin dall'inizio il trascinamento di polvere.

E, naturalmente, acqua. La qualità dell'acqua circolante per il lavaggio è un mal di testa separato. Un'elevata durezza porta alla formazione di depositi di calcare e la presenza di alcuni ioni può provocare corrosione. È necessario costruire interi moduli di trattamento dell'acqua, cosa che inizialmente non è sempre inclusa nel budget. Ho visto casi in cui il sistema di purificazione del gas alla fine ha funzionato bene, ma i principali costi operativi non sono stati spesi per i prodotti chimici, ma per combattere l'incrostazione negli scambiatori di calore.

Case study: integrazione di nuove soluzioni nella produzione esistente

Un buon esempio è un progetto in cui era necessario modernizzare la pulizia in un grande stabilimento metallurgico senza lunghi fermi macchina. Il vecchio sistema, basato sul processo di carbonatazione sotto vuoto, non soddisfaceva più i nuovi standard sulle emissioni. Il compito era quello di aggiungere uno stadio per rimuovere i composti organici residui di zolfo e benzene.

Si è deciso di implementare un'unità PSA (Pressure Swing Adsorbtion) su speciali adsorbenti zeolitici per catturare gli idrocarburi benzenici e, per quanto riguarda lo zolfo, di modificare lo scrubber esistente convertendolo in una soluzione ossidante più efficiente a base di ferrati. La cosa più difficile si è rivelata essere il "crollo"? nel gasdotto esistente e garantire la tenuta di tutti i nuovi collegamenti sotto pressione. Abbiamo lavorato su? Windows? 48 ore ciascuno durante le riparazioni programmate delle batterie dei forni da coke.

Il risultato è stato generalmente raggiunto, ma non senza compromessi. L'unità PSA ha ottenuto buoni risultati, restituendo ulteriori ricavi da benzene. Ma abbiamo dovuto armeggiare con il lavaggio ossidativo: la soluzione si è rivelata sensibile alle fluttuazioni del pH e la sua rigenerazione ha richiesto più calore del previsto. Di conseguenza, una parte dello zolfo doveva ancora essere ossidata in uno stadio catalitico separato. Il progetto ha dimostrato che esistono soluzioni ideali pronte all’uso. no, deve sempre essere adattato alle condizioni specifiche della pianta.

Il ruolo delle società di ingegneria specializzate

In progetti così complessi, un ruolo enorme è svolto dalle aziende impegnate non solo nella vendita di attrezzature, ma nell'intero ciclo: dai calcoli e progettazione alla messa in servizio e alla formazione del personale. Diventano un collegamento tra gli sviluppi accademici e la dura realtà del laboratorio. Ad esempio,Chengdu Yizhi Technology Co.— proprio un simile istituto di design, creato sulla base di una più grande azienda tecnologica.

Il loro approccio, che conosco, si basa spesso su un audit approfondito della produzione esistente. Non iniziano con una tabula rasa, ma esaminano innanzitutto cosa può essere migliorato sulla base esistente. Ciò potrebbe significare la sostituzione di un tipo di ugello nell'assorbitore o l'ottimizzazione dello schema di ricircolo del fluido di lavaggio. Informazioni sui loro approcci e progetti possono essere trovate sul loro sito webhttps://www.yzkjhx.ru. È importante che istituzioni comeChengdu Yizhi Technology Co., Ltd., con un capitale sociale di 120 milioni di yuan, dispone di una base finanziaria e tecnica sufficiente per intraprendere e assumersi la responsabilità di una modernizzazione su larga scala.

Il loro valore risiede nel portafoglio accumulato di soluzioni per diversi tipi di produzione e diverse composizioni di gas. Sanno quale catalizzatore potrebbe non funzionare con gas ad alto contenuto di naftalene o come progettare un sistema di strippaggio per ridurre al minimo la perdita di componenti utili. Questa è conoscenza che non può essere acquistata sotto forma di un catalogo di attrezzature già pronto.

Guardando al futuro: tendenze e limiti

Ora una tendenza chiara è la digitalizzazione. Non solo installare sensori, ma creare gemelli digitali delle aree di pulizia. Ciò consente di prevedere il tasso di degradazione del catalizzatore, ottimizzare il consumo di reagenti in tempo reale e ridurre il numero di arresti non programmati. Ma l'implementazione è limitata da due punti: la qualità dei dati iniziali (gli stessi sensori devono essere calibrati regolarmente) e l'impreparazione del vecchio personale operatore a lavorare con tali sistemi.

Un altro vettore è l’orientamento alle risorse. Sempre meno persone vogliono semplicemente “neutralizzare e buttare via?” La domanda è: come dal flussogas di cokeriaestrarre il valore massimo - zolfo, ammoniaca, idrocarburi benzenici e persino idrogeno - e trasformarlo in un prodotto commerciabile. Ciò porta la catena tecnologica a un nuovo livello di complessità, ma il ritorno sull’investimento per tali progetti è più elevato. È vero che all’inizio sono necessari ingenti investimenti di capitale.

Il limite principale, stranamente, non è tecnologico, ma economico e personale. I sistemi complessi richiedono una manutenzione quotidiana competente. E con il turnover del personale nella produzione, questo è un grosso problema. A volte risulta essere più semplice e affidabile sceglierne uno leggermente meno efficace, ma più “vivibile”. e una tecnologia facile da usare che non si sfalda alla prima azione anomala dell'operatore. Una soluzione ideale non dovrebbe essere solo efficiente, ma anche robusta.

Di conseguenza, le tecnologie cinesi di purificazione dei gas di cokeria sono ora un ibrido attivo di adattamento, ottimizzazione e sviluppi interni. I progressi avvengono in specifici colli di bottiglia e il successo di un progetto molto spesso dipende da più di un miracolo “magico”. tecnologia, ma dalla capacità di assemblare e configurare con competenza l'intera catena per un impianto specifico. E questa è forse l'esperienza più preziosa che è stata accumulata qui.