Cina: teknologi baru untuk membersihkan gas oven kokas? 

Kapan Anda mendengar tentang “teknologi baru?” di bidang ini, saya langsung ingin bertanya – apa sebenarnya yang dianggap “baru”? Banyak orang, terutama pada awalnya, membayangkan sesuatu yang revolusioner, seperti nanomembran atau pengobatan plasma. Namun dalam praktiknya, dalam kimia kokas, khususnya di China dengan skalanya yang “baru?” seringkali tidak berarti penemuan dari awal, namun modernisasi mendalam dan integrasi cerdas dari proses yang sudah diketahui. Penggerak utama di sini bukan hanya kemurnian gas, tetapi juga kompleks: efisiensi energi, daur ulang semua komponen (terutama hidrogen sulfida dan hidrogen sianida), dan, tentu saja, standar lingkungan yang ketat, yang semakin ketat setiap tahunnya. Adalah suatu kesalahan jika hanya mengejar “pemurnian tingkat tinggi”, tanpa memperhitungkan modal dan biaya operasional. Saya telah melihat proyek-proyek yang memperkenalkan scrubber super efisien, namun karena konsumsi reagen yang sangat besar atau kesulitan dalam memelihara instalasi, instalasi tersebut menganggur. Intinya adalah bahwa teknologi tidak hanya harus maju, namun juga hemat biaya dan dapat diandalkan dalam siklus yang berkelanjutan.

Dari air amonia hingga sistem katalitik yang kompleks: evolusi pendekatan

Jika Anda melihat ke belakang, genre klasik di Tiongkok sejak lama adalah metode yang didasarkan pada air amonia, siklus AS yang sama. Ini berhasil, sudah diuji, tetapi memiliki kelemahannya sendiri. Korosi peralatan, pembentukan endapan, dan pembuangan produk sampingan, seperti amonium tiosianat, menyebabkan sakit kepala. Tren yang ada saat ini adalah beralih dari sekedar “netralisasi?” untuk ekstraksi selektif komponen berharga.Pemurnian gas kokastidak lagi menjadi barang mahal dan menjadi penghubung dalam rantai nilai. Misalnya, ekstraksi hidrogen sulfida untuk menghasilkan unsur belerang atau, yang lebih menjanjikan, asam sulfat langsung di lokasi untuk kebutuhan siklus kimia yang sama.

Salah satu perubahan paling menarik yang saya amati selama 5-7 tahun terakhir adalah pengenalan aktif metode oksidasi katalitik, terutama untuk menghilangkan HCN dan sisa senyawa organik. Saya tidak akan membahas rumus yang rumit, tetapi intinya adalah bahwa pada katalis khusus pada suhu tertentu pengotor berbahaya ini dibakar menjadi CO2, N2 dan air. Masalah utama di sini bukanlah aktivitas katalis (hal ini dapat dicapai), namun stabilitas dan ketahanannya terhadap keracunan oleh komponen gas lainnya. Saya melihat pabrik percontohan di Shanxi, di mana, karena fluktuasi kandungan resin dan debu di saluran masuk, lapisan katalis disinter dan kehilangan aktivitas dalam enam bulan, bukan tiga tahun yang dinyatakan. Kami harus mengubah sistem pra-pembersihan secara radikal.

Dalam kombinasi inilah - pencucian mekanis dan kimia awal ditambah pembakaran katalitik akhir - sekarang, menurut pendapat saya, terletak jalur yang paling praktis. Ini bukanlah sesuatu yang “ajaib”. teknologi, yaitu rantai teknologi. Omong-omong, banyak perusahaan teknik Tiongkok kini menawarkan solusi “turnkey” yang begitu rumit. Mereka mengurus desain, penyediaan peralatan, dan commissioning. Seperti misalnyaChengdu Yizhi Technology Co.(situs web mereka adalahhttps://www.yzkjhx.ru). Ini adalah profil mereka - desain dan implementasi khususnya di industri kokas dan kimia. Omong-omong, mereka bukan hanya penjual peralatan, tetapi sebuah lembaga yang dibuat berdasarkan teknologi Huaxi, yang menyiratkan penelitian serius dan pekerjaan adaptasi untuk produksi tertentu.

Debu, resin, hidrokarbon benzena: dari mana pembersihan dimulai?

Percakapan apa pun tentang pembersihan mendalam tidak ada artinya jika masalah pengolahan gas primer belum terselesaikan. Gas kokas yang keluar dari baterai oven kokas merupakan campuran debu, tetesan tar, dan naftalena yang dapat meledak. Jika Anda memasukkan semuanya langsung ke katalis atau ke dalam penyerap dengan reagen yang mahal, itulah akhirnya. Oleh karena itu, tahap pertama dan wajib adalah alat pengendap listrik dan segala jenis scrubber-catcher. Tampaknya semuanya standar di sini. Namun nuansanya ada pada detailnya.

Misalnya efisiensi pengumpulan resin. Siklon tua dan scrubber sentrifugal tidak dapat mengatasi dengan baik, terutama dengan fraksi halus. Saat ini, perangkap resin elektrostatis (TEC) sering dipasang. Mereka bagus, tetapi memerlukan kontrol suhu gas yang sempurna - jika suhu gas turun di bawah titik embun resin, masalah dengan elektroda akan dimulai. Ada cerita di salah satu pabrik di Hebei ketika, karena kegagalan penukar panas di depan TES, suhu turun dan resin mulai mengembun langsung pada elektroda pengendapan, menyebabkan korsleting dan waktu henti selama seminggu. Kami harus segera memasang pemanas tambahan dengan redundansi.

Poin lainnya adalah penghilangan hidrokarbon benzena. Tentu saja, mereka diekstraksi sebagai produk yang berharga, namun penting untuk melakukan ini selengkap mungkin sebelum tahap pemurnian mendalam. Karena uap benzena juga merupakan racun bagi banyak katalis. Di sini teknologi berkisar dari penyerapan minyak hingga adsorpsi karbon aktif. Pilihannya tergantung pada volume dan tingkat ekstraksi yang diperlukan. Saya melihat bagaimana teknologi adsorpsi dengan regenerasi vakum berhasil digunakan dalam instalasi kecil - kompak dan cukup efisien untuk skalanya.

Perang melawan hidrogen sulfida: dari monoetanolamina hingga katalisis basah

Hidrogen sulfida adalah musuh utama. Persenjataan di sini sangat besar. Pemurnian amina klasik (MEA, DEA) masih banyak digunakan, terutama bila diperlukan untuk mencapai pemurnian tingkat tinggi (hingga 20-50 mg/m3). Namun kelemahannya adalah konsumsi energi yang tinggi untuk regenerasi amina dan kepekaan terhadap keberadaan HCN dan COS yang menyebabkan degradasi amina. Oleh karena itu, kini mereka kerap mengambil jalur kombinasi.

Yang disebutmetode oksidasi katalitik basah. Intinya, ini adalah oksidasi HCN dan H2S dalam fase cair dengan adanya katalis berbahan besi atau logam lainnya. Teknologi ini bukanlah hal baru, namun para insinyur Tiongkok telah memperbaikinya secara signifikan, meningkatkan stabilitas solusi katalitik dan menyederhanakan sistem regenerasi. Keuntungan utamanya adalah hidrogen sulfida dan hidrogen sianida dapat dihilangkan secara bersamaan, sehingga memperoleh, misalnya, amonium tiosianat atau amonium sulfat sebagai produk sampingan. Perekonomian segera menjadi lebih menarik.

Dalam praktiknya, saya dihadapkan pada kenyataan bahwa keberhasilan metode ini sangat bergantung pada kualitas penyiapan gas pada tahap-tahap sebelumnya. Jika ada banyak zat resin atau debu yang tertinggal di dalam gas, apakah akan “menyumbat”? larutan katalitik membentuk busa dan efisiensi menurun. Oleh karena itu, penerapan sistem seperti itu selalu memerlukan audit menyeluruh terhadap seluruh rantai pemurnian gas, dan tidak hanya penggantian satu unit. Hal ini berkaitan dengan isu pendekatan terpadu yang telah saya bicarakan di awal.

Hidrogen sianida: tidak terlihat namun berbahaya

HCN sering kali diingat sebagai hal kedua, tetapi sia-sia. Ini bukan hanya racun yang ampuh, tetapi juga penyebab banyak masalah teknologi. Hal ini menyebabkan korosi pada peralatan (terutama di area kondensasi), meracuni katalis, dan mempersulit pembuangan air limbah. Metode tradisional adalah penyerapan dalam scrubber alkali untuk menghasilkan natrium sianida atau ferosianida. Namun pasar untuk produk-produk ini terbatas, dan pemrosesan atau pembuangan lebih lanjut merupakan masalah tersendiri.

Saat ini, semakin banyak perhatian diberikan pada metode penghancuran HCN secara langsung dalam fase gas. Misalnya hidrolisis katalitik yang sama pada katalis zeolit ​​​​atau aluminium oksida. HCN dengan adanya uap air terurai menjadi NH3 dan CO. Teknologi ini efektif, tetapi, sekali lagi, memerlukan pemurnian awal gas yang sangat hati-hati dari racun katalitik. Ditambah lagi, amonia yang dihasilkan kemudian harus dibuang ke suatu tempat, yang membawa kita kembali ke sistem secara keseluruhan.

Kasus yang menarik terjadi pada saat modernisasi pabrik di Liaoning. Di sana mereka memecahkan masalah secara komprehensif: mereka memasang unit oksidasi katalitik basah untuk menghilangkan bersama H2S dan HCN, dan amonium tiosianat yang terbentuk dalam larutan kemudian dipekatkan dan dijual sebagai produk komersial untuk industri kimia. Saya tidak akan mengatakan bahwa ini membayar seluruh sistem pembersihan, namun secara signifikan mengurangi biaya pengoperasian. Keputusan seperti itu justru merupakan semangat kerja lembaga desain sejenisnyaChengdu Yizhi Technology Co.Kekuatan mereka, menurut pendapat saya, adalah bahwa mereka melihat prosesnya tidak secara terpisah, namun sebagai bagian dari rangkaian produksi pabrik. Modal terdaftar mereka sebesar 120 juta yuan juga menunjukkan peluang serius untuk pelaksanaan proyek kompleks tersebut.

Selesaikan pemolesan dan kontrol: ke mana arah tren

Setelah tahap utama pembersihan dari belerang dan sianida, pertanyaan tentang “pemolesan” akhir sering muncul. gas – menghilangkan sejumlah sisa kotoran, uap organik, bau. Di sini, teknologi adsorpsi pada karbon aktif (kadang-kadang diresapi dengan reagen khusus) atau, semakin banyak, pembakaran setelah termal atau katalitik dalam reaktor kompak digunakan.

Hal ini terutama berlaku untuk gas yang digunakan sebagai bahan bakar di instalasi sensitif atau disuplai ke jaringan kota. Kontrol menjadi kuncinya. Sistem modern dilengkapi dengan penganalisis gas berkelanjutan tidak hanya untuk H2S dan O2, tetapi juga untuk HCN, NH3, dan senyawa organik umum. Data mengalir ke sistem kontrol proses otomatis, yang dapat menyesuaikan mode pengoperasian scrubber dan dosis reagen secara real time.

Tren utama yang saya lihat adalah digitalisasi dan “intelektualisasi?” unit pembersih. Kita tidak berbicara tentang “kecerdasan buatan”, tetapi tentang sistem kontrol canggih yang, berdasarkan pemodelan dan data dari sensor, mengoptimalkan proses dan memprediksi kebutuhan pemeliharaan (misalnya, mengganti katalis atau mencuci scrubber). Ini adalah langkah logis berikutnya setelah menguji solusi perangkat keras itu sendiri. Menghemat reagen dan energi, meningkatkan jarak tempuh antar perbaikan - inilah yang diberikan oleh pengoptimalan ini. Dan pemasok teknologi Tiongkok, termasuk perusahaan teknik yang disebutkan di atas, secara aktif mengembangkan bidang ini, tidak hanya menawarkan peralatan, tetapi juga teknologi beserta sistem manajemennya.

Alih-alih sebuah kesimpulan: apa yang sebenarnya ?baru??

Jadi, apa yang pada akhirnya bisa disebut sebagai teknologi baru di Tiongkok saat ini? Ini bukan hanya satu pengaturan yang sensasional. Ini adalah, pertama, modernisasi mendalam dan hibridisasi metode klasik (katalisis + penyerapan + oksidasi). Kedua, terdapat hubungan erat antara pemurnian dan daur ulang serta produksi produk sampingan, yang mengubah keekonomian seluruh proses. Ketiga, ini adalah pendekatan desain yang terintegrasi dan sistematis, di mana pembersihan awal, utama dan akhir dirancang sebagai satu kesatuan, dengan mempertimbangkan semua pengaruh timbal balik.

Dan mungkin yang paling penting adalah kemampuan beradaptasi. Tidak ada solusi universal. Apa yang berhasil dengan baik di pabrik kokas raksasa di Shanxi mungkin sangat mahal dan rumit untuk pabrik yang lebih kecil. Oleh karena itu, keberhasilan implementasi selalu didasarkan pada analisis mendalam terhadap sumber gas, kemampuan pabrik, persyaratan produk akhir, dan peraturan lingkungan. Hal inilah yang tampaknya dilakukan oleh para spesialis di perusahaan seperti Chengdu Yizhi Technology, yang bertindak bukan sebagai tenaga penjualan, namun sebagai mitra teknologi. Ini mungkin perbedaan utama antara pendekatan modern: bukan peralatan yang dijual, tetapi jaminan hasil kemurnian gas sesuai anggaran tertentu. Dan di balik hasil ini terdapat berbagai macam solusi - mulai dari mekanika hingga katalisis dan otomatisasi.