Tiongkok: penghilangan belerang secara halus dari gas batubara? 

Ketika berbicara tentang pembersihan oven kokas atau syngas di Tiongkok, banyak orang langsung berpikir tentang scrubber dasar dan tiofan. Namun penghilangan “halus” adalah tingkat lain, yang bukan hanya tentang mencapai standar emisi, namun juga tentang mendapatkan bahan mentah untuk bahan kimia dengan kemurnian tinggi atau, katakanlah, melindungi katalis yang mahal pada tahap selanjutnya. Di sinilah rekayasa sebenarnya dimulai, dan seringkali pendekatan “buatan Tiongkok”. ternyata jauh lebih pragmatis dan disesuaikan dengan realitas lokal dibandingkan yang terlihat dari luar.

Di manakah garis “kehalusan”?

Dalam proyek kami yang mengacu pada “pembersihan halus” yang kami maksud adalah pengurangan total sulfur hingga di bawah 1 ppm, dan seringkali hingga 0,1 ppm. Namun kuncinya bukan sekedar jumlah keluarannya saja, namun kestabilan proses ketika komposisi sumber gas berfluktuasi. Batubara Tiongkok bisa sangat berbeda, dan gasnya setelah gasifikasi dapat memberikan kejutan. Misalnya selain H2S mungkin ada merkaptan, COS, CS2. Pembersihan basa standar dapat menangani H2S, namun COS seringkali lebih dari itu. Ini adalah masalah klasik.

Oleh karena itu, "kehalusan" sudah dimulai pada tahap desain sirkuit. Seringkali ini adalah sebuah kaskade: pertama pemurnian kasar (katakanlah, berbasis amina atau oksida besi), kemudian hidrogenasi COS menjadi H2S, dan kemudian tahap penyelesaian. Di garis finis itulah drama utama terungkap. Kami mencoba banyak hal - seng oksida, karbon aktif dengan impregnasi khusus, proses seperti Sulfinol. Masing-masing memiliki batasannya sendiri terhadap suhu, kelembapan, dan keberadaan senyawa yang mengandung oksigen.

Saya ingat suatu kejadian di pabrik konversi batu bara. Pelanggan memerlukan keluaran <0,3 ppm untuk melindungi katalis metana. Kami menyiapkan skema standar. Semuanya baik-baik saja sampai fluktuasi beban yang direncanakan dimulai. Dengan penurunan kinerja yang tajam, suhu di adsorber turun dan belerang mulai dilepaskan. Ternyata kinetika sorpsi pada bahan yang dipilih sangat nonlinier pada jendela suhu ini. Kami harus memodifikasi sistem pemanas/pendingin dan sirkuit kontrol. Agak? Tidak, justru nuansa seperti itulah yang menentukan keberhasilan yang “halus”. proses.

Pragmatisme solusi Tiongkok: adaptasi, bukan peniruan

Saya sering mendengar bahwa di Tiongkok mereka meniru teknologi Barat. Hal ini tidak terjadi di bidang kami. Mereka menganggapnya sebagai dasar, tetapi secara radikal menyesuaikannya dengan kondisi dan perekonomian lokal. Misalnya, masa pakai sorben merupakan parameter penting. Bahan impor bisa bekerja lebih lama, tapi harganya 2-3 kali lebih mahal. Pabrikan lokal telah belajar membuat katalis hidrogenasi dan adsorben berbasis seng yang sangat baik, yang bila digunakan dengan benar, akan menghasilkan operasi yang stabil selama 3-4 tahun. Keekonomian proyek menjadi berbeda.

Poin lainnya adalah sikap terhadap regenerasi. Di Barat, siklus yang sepenuhnya dapat diregenerasi sering kali dirancang. Di Cina, khususnya di perusahaan skala menengah, mereka dapat dengan sengaja memilih sorben sekali pakai atau dapat diregenerasi sebagian jika pembuangannya lebih sederhana dan lebih murah daripada mengatur skema regenerasi yang kompleks dengan pengolahan aliran limbah. Ini bukan “keterbelakangan”, namun kompromi rekayasa berdasarkan perhitungan lengkap siklus hidup instalasi.

Ambil contoh,Chengdu Yizhi Technology Co.(situs web mereka adalahhttps://www.yzkjhx.ru). Lembaga desain ini, yang diciptakan oleh Huaxi Technology, secara aktif bekerja di bidang ini. Mereka tidak hanya menjual teknologi, namun seringkali menawarkan solusi hybrid. Katakanlah, pada tahap pertama - scrubber amina Anda yang telah terbukti untuk pembersihan kasar, dan pada tahap akhir - lapisan karbon aktif yang diresapi khusus dari mitra lokal untuk menangkap sisa senyawa sulfur organik. Pendekatan ini mengurangi biaya modal. Pengalaman mereka, yang terakumulasi sejak didirikan pada tahun 2013 dengan modal dasar yang kuat, menunjukkan kekhususan ini dengan baik: pemahaman mendalam tentang basis bahan baku klien dan kemauan untuk menggabungkan metode.

Peralatan dan perangkat keras: dimana letak permasalahan yang tidak terlihat jelas

Berbicara tentang proses kimia adalah satu hal. Namun 50% keberhasilan dalam pembersihan halus adalah peralatan yang tepat. Distributor cairan di peredam, sistem pengambilan sampel untuk analisis online, bahkan bahan nosel - semuanya penting. Produsen peralatan Tiongkok telah membuat lompatan besar selama 10 tahun terakhir. Sebelumnya terdapat permasalahan kualitas las pada peralatan bertekanan tinggi, namun kini telah teratasi.

Namun “rasa sakit” mereka tetap ada. Misalnya korosi di zona kondensasi. Setelah tahap hidrogenasi dan pendinginan gas, kondensat dengan konsentrasi mikro amonia dan sianida dapat keluar - campuran yang sangat buruk untuk baja tahan karat 304. Penting untuk memasang paduan yang lebih tahan di area tertentu, yang tidak selalu terlihat jelas sejak awal. Pada salah satu proyek, material pipa di area antara scrubber dan penyerap halus harus segera diganti setelah enam bulan beroperasi karena korosi lubang.

Atau cerita dengan analisis. Untuk mengontrol proses pada tingkat sepersepuluh ppm, Anda memerlukan kromatografi atau penganalisis online yang baik menggunakan metode fluoresensi UV. Pembelian dan pemeliharaannya merupakan item pengeluaran yang serius. Banyak pabrik kecil melakukan pengambilan sampel secara berkala dan analisis laboratorium. Hal ini menciptakan kelambatan dalam pengendalian, dan sorben dapat “menyelipkan” belerang. Oleh karena itu, tren saat ini adalah alat analisa online Tiongkok yang lebih terjangkau. Akurasinya mungkin sedikit lebih rendah, namun keandalan dan kecepatan respons untuk pengendalian operasional sudah memadai.

Ekonomi dan ekologi: keseimbangan yang tak terelakkan

Pembersihan yang baik selalu merupakan kompromi antara biaya dan hasil. Anda dapat memasang teknologi super dan mencapai 0,05 ppm, tetapi jika tahap selanjutnya hanya membakar gas dalam tungku, maka hal ini tidak dapat dibenarkan secara ekonomi. Tekanan dari peraturan lingkungan hidup semakin meningkat di Tiongkok, namun hal ini bervariasi dari satu provinsi ke provinsi lainnya. Oleh karena itu, suatu sistem sering kali dirancang dengan margin produktivitas dan kedalaman pembersihan, namun dioperasikan secara bertahap.

Kasus yang menarik adalah daur ulang atau pembuangan bahan penyerap bekas. Jika seng oksida jenuh dengan belerang, kadang-kadang dapat ditransfer ke produksi asam sulfat. Namun logistik dan kandungan logam berat menjadi kendala. Semakin banyak orang yang memikirkan mengenai regenerasi di lokasi, namun sekali lagi hal ini memerlukan biaya besar. Ini adalah area di mana masih banyak inovasi, mungkin menuju bahan yang lebih murah dan dapat didaur ulang.

Dari sudut pandang biaya operasional, musuh terbesarnya adalah konsumsi energi. Pompa resirkulasi larutan, pemanas untuk regenerasi, kompresor - semua ini? banyak. Proyek modern, termasuk yang disebutkan di atasTeknologi Chengdu Yizhi, sudah fokus pada optimalisasi aliran energi: menggunakan panas dari tahapan proses lainnya untuk regenerasi, pemulihan energi. Tanpa ini, mustahil kita bisa bersaing saat ini.

Menatap masa depan: integrasi dan digital

Kemana perginya semuanya? Menurut pendapat saya, tren kuncinya bukanlah penemuan teknologi ajaib apa pun, namun integrasi tahap pemurnian secara mendalam ke dalam skema gasifikasi atau kokas secara keseluruhan. Ketika instalasi pembersihan halus dirancang bukan sebagai “kotak” terpisah, tetapi sebagai bagian dari satu siklus teknologi dengan sistem kontrol umum. Hal ini memungkinkan Anda merespons perubahan bahan mentah dengan lebih fleksibel dan meminimalkan kehilangan tekanan dan panas.

Yang kedua adalah digitalisasi. Mengumpulkan data dari sensor saja tidak lagi cukup. Muncul model prediktif yang, berdasarkan tanda tidak langsung (misalnya, gradien suhu dalam penyerap), dapat memprediksi “terobosan” awal? belerang atau perlunya regenerasi. Hal ini memungkinkan Anda memanfaatkan sumber daya sorben secara maksimal dan menghindari situasi darurat. Perusahaan-perusahaan teknik Tiongkok secara aktif berinvestasi dalam pengembangan tersebut.

Dan terakhir, bahan mentah. Batubara akan tetap ada, namun penggunaan gas dari biomassa dan limbah terus meningkat. Komposisi belerangnya bahkan lebih berubah-ubah. Pengalaman yang diperoleh dalam menghilangkan sulfur secara “tipis” dari gas batubara klasik akan sangat berharga untuk arah baru ini. Jadi, terlepas dari semua kerumitan dan nuansanya, bidang ini bukanlah layanan rutin, tetapi bidang teknik yang terus berkembang, di mana spesialis Tiongkok telah lama tidak mengejar ketinggalan, tetapi menempuh jalan mereka sendiri, menawarkan solusi pragmatis untuk masalah nyata. Dan ini mungkin definisi paling akurat tentang apa yang terjadi saat ini di area ini.