चीन: कोक ओवन गैस की सफाई के लिए नई तकनीकें? 

आप "नई प्रौद्योगिकियों" के बारे में कब सुनते हैं? इस क्षेत्र में, मैं तुरंत पूछना चाहता हूं - वास्तव में "नया" क्या माना जाता है? बहुत से लोग, विशेष रूप से शुरुआत में, किसी क्रांतिकारी चीज़ की कल्पना करते हैं, जैसे नैनोमेम्ब्रेंस या प्लाज्मा उपचार। लेकिन व्यवहार में, कोक रसायन विज्ञान में, विशेष रूप से चीन में इसके पैमाने के साथ, "नया?" अक्सर इसका मतलब खरोंच से आविष्कार नहीं होता है, बल्कि पहले से ज्ञात प्रक्रियाओं का गहरा आधुनिकीकरण और स्मार्ट एकीकरण होता है। यहां मुख्य चालक केवल गैस की शुद्धता नहीं है, बल्कि एक जटिल है: ऊर्जा दक्षता, सभी घटकों (विशेष रूप से हाइड्रोजन सल्फाइड और हाइड्रोजन साइनाइड) का पुनर्चक्रण, और निश्चित रूप से, सख्त पर्यावरण मानक, जो हर साल सख्त होते जा रहे हैं। पूंजी और परिचालन लागत को ध्यान में रखे बिना, केवल "उच्च स्तर की शुद्धि" का प्रयास करना एक गलती है। मैंने ऐसी परियोजनाएँ देखी हैं जहाँ सुपर-कुशल स्क्रबर पेश किए गए थे, लेकिन अभिकर्मकों की भारी खपत या इंस्टॉलेशन को बनाए रखने में कठिनाई के कारण, इंस्टॉलेशन निष्क्रिय थे। लब्बोलुआब यह है कि प्रौद्योगिकियाँ न केवल उन्नत होनी चाहिए, बल्कि निरंतर चक्र में लागत प्रभावी और विश्वसनीय होनी चाहिए।

अमोनिया जल से लेकर जटिल उत्प्रेरक प्रणाली तक: दृष्टिकोण का विकास

यदि आप पीछे मुड़कर देखें, तो चीन में लंबे समय से इस शैली की क्लासिक विधियां अमोनिया पानी, समान एएस चक्र पर आधारित हैं। यह काम करता है, इसका परीक्षण किया जा चुका है, लेकिन इसके अपने दर्द बिंदु हैं। उपकरणों का क्षरण, जमाव का निर्माण, और अमोनियम थायोसाइनेट जैसे उप-उत्पादों के निपटान से सिरदर्द होता है। अब प्रवृत्ति केवल "तटस्थीकरण" से दूर जाने की है? मूल्यवान घटकों के चयनात्मक निष्कर्षण के लिए।कोक गैस शुद्धियह एक महँगी वस्तु नहीं रह जाती और मूल्य शृंखला की एक कड़ी बन जाती है। उदाहरण के लिए, समान रासायनिक चक्र की जरूरतों के लिए सीधे साइट पर मौलिक सल्फर या, अधिक आशाजनक, सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोजन सल्फाइड का निष्कर्षण।

सबसे दिलचस्प बदलावों में से एक जो मैंने पिछले 5-7 वर्षों में देखा है वह है उत्प्रेरक ऑक्सीकरण विधियों का सक्रिय परिचय, विशेष रूप से एचसीएन और अवशिष्ट कार्बनिक यौगिकों को हटाने के लिए। मैं जटिल फ़ार्मुलों में नहीं जाऊंगा, लेकिन मुद्दा यह है कि विशेष उत्प्रेरकों पर कुछ तापमानों पर ये हानिकारक अशुद्धियाँ CO2, N2 और पानी में जल जाती हैं। यहां मुख्य समस्या उत्प्रेरक की गतिविधि नहीं है (इसे हासिल किया जा सकता है), बल्कि इसकी स्थिरता और अन्य गैस घटकों द्वारा विषाक्तता के प्रति प्रतिरोध है। मैंने शांक्सी में एक पायलट प्लांट देखा, जहां इनलेट पर रेजिन और धूल की सामग्री में उतार-चढ़ाव के कारण, उत्प्रेरक परत में खराबी आ गई और बताए गए तीन वर्षों के बजाय छह महीने में गतिविधि खो गई। हमें पूर्व-सफाई प्रणाली को मौलिक रूप से संशोधित करना पड़ा।

यह इस संयोजन में है - प्रारंभिक यांत्रिक और रासायनिक धुलाई और अंतिम उत्प्रेरक आफ्टरबर्निंग - अब, मेरी राय में, सबसे व्यावहारिक मार्ग निहित है। यह किसी प्रकार का "जादुई" नहीं है। प्रौद्योगिकी, अर्थात् तकनीकी श्रृंखला। वैसे, कई चीनी इंजीनियरिंग कंपनियां अब ऐसे ही जटिल "टर्नकी" समाधान पेश करती हैं। वे डिज़ाइन, उपकरणों की आपूर्ति और कमीशनिंग का ध्यान रखते हैं। उदाहरण के लिए जैसेचेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी(उनकी वेबसाइट हैhttps://www.yzkjhx.ru). यह उनकी प्रोफ़ाइल है - विशेष रूप से कोक और रासायनिक उद्योगों में डिज़ाइन और कार्यान्वयन। वैसे, वे केवल उपकरणों के विक्रेता नहीं हैं, बल्कि हुआक्सी तकनीक के आधार पर बनाया गया एक संस्थान है, जिसका तात्पर्य एक विशिष्ट उत्पादन के लिए गंभीर अनुसंधान और अनुकूलन कार्य से है।

धूल, रेजिन, बेंजीन हाइड्रोकार्बन: सफाई कहाँ से शुरू होती है?

यदि प्राथमिक गैस उपचार का मुद्दा हल नहीं हुआ है तो गहरी सफाई के बारे में कोई भी बातचीत निरर्थक है। कोक ओवन बैटरियों के आउटलेट पर कोक गैस धूल, टार की बूंदों और नेफ़थलीन का एक विस्फोटक मिश्रण है। यदि आप यह सब सीधे उत्प्रेरक पर या महंगे अभिकर्मक वाले अवशोषक में डालते हैं, तो यह अंत है। इसलिए, पहला और अनिवार्य चरण इलेक्ट्रिक प्रीसिपिटेटर्स और सभी प्रकार के स्क्रबर-कैचर्स हैं। यहाँ, ऐसा प्रतीत होता है, सब कुछ मानक है। लेकिन बारीकियाँ विवरण में हैं।

उदाहरण के लिए, राल संग्रह की दक्षता. पुराने चक्रवात और केन्द्रापसारक स्क्रबर अच्छी तरह से सामना नहीं करते हैं, खासकर बारीक अंश के साथ। आजकल, इलेक्ट्रोस्टैटिक रेजिन ट्रैप (टीईसी) अक्सर स्थापित किए जाते हैं। वे अच्छे हैं, लेकिन गैस के तापमान पर पूर्ण नियंत्रण की आवश्यकता होती है - यदि यह रेजिन के ओस बिंदु से नीचे आता है, तो इलेक्ट्रोड के साथ समस्याएं शुरू हो जाती हैं। हेबेई की एक फ़ैक्टरी में एक कहानी थी, जब टीईएस के सामने हीट एक्सचेंजर में खराबी के कारण, तापमान गिर गया और राल सीधे अवक्षेपण इलेक्ट्रोड पर संघनित होने लगा, जिससे शॉर्ट सर्किट हुआ और एक सप्ताह का डाउनटाइम हुआ। हमें अतिरेक के साथ तत्काल एक अतिरिक्त हीटर स्थापित करना पड़ा।

दूसरा बिंदु बेंजीन हाइड्रोकार्बन को हटाना है। बेशक, उन्हें एक मूल्यवान उत्पाद के रूप में निकाला जाता है, लेकिन गहरे शुद्धिकरण चरणों से पहले इसे यथासंभव पूरी तरह से करना महत्वपूर्ण है। क्योंकि बेंजीन वाष्प कई उत्प्रेरकों के लिए जहर भी है। यहां प्रौद्योगिकियां तेल अवशोषण से लेकर सक्रिय कार्बन सोखना तक हैं। चुनाव मात्रा और निष्कर्षण की आवश्यक डिग्री पर निर्भर करता है। मैंने देखा कि कैसे वैक्यूम पुनर्जनन के साथ सोखना तकनीक का एक छोटे से इंस्टॉलेशन में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था - अपने पैमाने के लिए कॉम्पैक्ट और काफी कुशलता से।

हाइड्रोजन सल्फाइड पर युद्ध: मोनोएथेनॉलमाइन से लेकर गीले कैटेलिसिस तक

हाइड्रोजन सल्फाइड मुख्य शत्रु है। यहां का शस्त्रागार बहुत बड़ा है. क्लासिक अमीन शुद्धि (एमईए, डीईए) अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, खासकर जब उच्च स्तर की शुद्धि (20-50 मिलीग्राम/एम3 तक) प्राप्त करना आवश्यक होता है। लेकिन इसके नुकसान एमाइन पुनर्जनन के लिए उच्च ऊर्जा खपत और एचसीएन और सीओएस की उपस्थिति के प्रति संवेदनशीलता हैं, जो एमाइन क्षरण का कारण बनते हैं। इसलिए, अब वे अक्सर संयोजन का रास्ता अपनाते हैं।

तथाकथितगीली उत्प्रेरक ऑक्सीकरण विधि. अनिवार्य रूप से, यह लोहे या अन्य धातुओं पर आधारित उत्प्रेरक की उपस्थिति में तरल चरण में एचसीएन और एच2एस का ऑक्सीकरण है। वैसे, तकनीक नई नहीं है, लेकिन चीनी इंजीनियरों ने इसमें काफी सुधार किया है, उत्प्रेरक समाधान की स्थिरता बढ़ाई है और पुनर्जनन प्रणाली को सरल बनाया है। मुख्य लाभ यह है कि हाइड्रोजन सल्फाइड और हाइड्रोजन साइनाइड दोनों को एक साथ हटाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, उप-उत्पाद के रूप में अमोनियम थायोसाइनेट या अमोनियम सल्फेट प्राप्त किया जा सकता है। अर्थव्यवस्था तुरंत अधिक आकर्षक हो जाती है।

व्यवहार में, मुझे इस तथ्य का सामना करना पड़ा कि इस पद्धति की सफलता काफी हद तक पिछले चरणों में गैस तैयारी की गुणवत्ता पर निर्भर करती है। यदि गैस में बहुत सारे रालयुक्त पदार्थ या धूल बचे हैं, तो वे "रुक जाते हैं"? उत्प्रेरक घोल से झाग बनता है और कार्यक्षमता कम हो जाती है। इसलिए, ऐसी प्रणाली के कार्यान्वयन के लिए हमेशा संपूर्ण गैस शोधन श्रृंखला के गहन ऑडिट की आवश्यकता होती है, न कि केवल एक इकाई को बदलने की। यह एक एकीकृत दृष्टिकोण के मुद्दे से संबंधित है, जिसके बारे में मैंने शुरुआत में बात की थी।

हाइड्रोजन साइनाइड: अदृश्य लेकिन कपटी

एचसीएन को अक्सर द्वितीयक रूप से याद किया जाता है, लेकिन व्यर्थ। यह न केवल एक शक्तिशाली जहर है, बल्कि कई तकनीकी समस्याओं का कारण भी है। यह उपकरणों के क्षरण का कारण बनता है (विशेष रूप से संक्षेपण क्षेत्रों में), उत्प्रेरक को जहर देता है, और अपशिष्ट जल निपटान को जटिल बनाता है। सोडियम साइनाइड या फेरोसाइनाइड का उत्पादन करने के लिए पारंपरिक तरीकों को क्षारीय स्क्रबर्स में अवशोषित किया जाता है। लेकिन इन उत्पादों का बाज़ार सीमित है और इनका आगे का प्रसंस्करण या निपटान एक अलग सिरदर्द है।

आजकल, सीधे गैस चरण में एचसीएन को नष्ट करने के तरीकों पर अधिक ध्यान दिया जाता है। उदाहरण के लिए, जिओलाइट या एल्यूमीनियम ऑक्साइड उत्प्रेरक पर समान उत्प्रेरक हाइड्रोलिसिस। जल वाष्प की उपस्थिति में एचसीएन एनएच 3 और सीओ में विघटित हो जाता है। तकनीक प्रभावी है, लेकिन, फिर से, उत्प्रेरक जहर से गैस की बहुत सावधानीपूर्वक प्रारंभिक शुद्धि की आवश्यकता होती है। साथ ही, परिणामी अमोनिया को कहीं न कहीं निपटाया जाना चाहिए, जो हमें समग्र रूप से सिस्टम में वापस लाता है।

एक दिलचस्प मामला लियाओनिंग में एक संयंत्र के आधुनिकीकरण के दौरान का था। वहां उन्होंने समस्या को व्यापक तरीके से हल किया: उन्होंने एच2एस और एचसीएन को संयुक्त रूप से हटाने के लिए एक गीली उत्प्रेरक ऑक्सीकरण इकाई स्थापित की, और समाधान में गठित अमोनियम थायोसाइनेट को फिर केंद्रित किया गया और रासायनिक उद्योग के लिए एक वाणिज्यिक उत्पाद के रूप में बेचा गया। मैं यह नहीं कहूंगा कि इससे संपूर्ण सफाई व्यवस्था के लिए भुगतान हुआ, लेकिन इससे परिचालन लागत काफी कम हो गई। इस तरह के निर्णय बिल्कुल डिजाइन संस्थानों के काम की भावना के अनुरूप होते हैंचेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनीमेरी राय में, उनकी ताकत यह है कि वे इस प्रक्रिया को अलग से नहीं, बल्कि संयंत्र के उत्पादन सर्किट के हिस्से के रूप में देखते हैं। 120 मिलियन युआन की उनकी पंजीकृत पूंजी भी ऐसी जटिल परियोजनाओं के कार्यान्वयन के लिए गंभीर अवसरों का संकेत देती है।

पॉलिशिंग और नियंत्रण समाप्त करें: प्रवृत्ति किस ओर जा रही है

सल्फर और साइनाइड से सफाई के मुख्य चरणों के बाद, अंतिम "पॉलिशिंग" का सवाल अक्सर उठता है। गैस - अशुद्धियों, कार्बनिक वाष्पों, गंधों की अवशिष्ट मात्रा को हटाना। यहां, सक्रिय कार्बन पर सोखने की तकनीक (कभी-कभी विशेष अभिकर्मकों के साथ संसेचित) या, तेजी से, कॉम्पैक्ट रिएक्टरों में थर्मल या उत्प्रेरक आफ्टरबर्निंग का उपयोग किया जाता है।

यह उस गैस के लिए विशेष रूप से सच है जिसका उपयोग संवेदनशील प्रतिष्ठानों में ईंधन के रूप में किया जाता है या शहरी नेटवर्क को आपूर्ति की जाती है। नियंत्रण कुंजी बन जाता है. आधुनिक प्रणालियाँ न केवल H2S और O2 के लिए, बल्कि HCN, NH3 और सामान्य कार्बनिक यौगिकों के लिए भी निरंतर गैस विश्लेषक से सुसज्जित हैं। डेटा स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली में प्रवाहित होता है, जो वास्तविक समय में स्क्रबर्स के ऑपरेटिंग मोड और अभिकर्मकों की खुराक को समायोजित कर सकता है।

मुख्य प्रवृत्ति जो मैं देखता हूं वह डिजिटलीकरण और "बौद्धिकीकरण?" सफाई इकाइयाँ. हम "कृत्रिम बुद्धिमत्ता" के बारे में बात नहीं कर रहे हैं, बल्कि उन्नत नियंत्रण प्रणालियों के बारे में बात कर रहे हैं, जो सेंसर से मॉडलिंग और डेटा के आधार पर प्रक्रिया को अनुकूलित करते हैं और रखरखाव की आवश्यकता का अनुमान लगाते हैं (उदाहरण के लिए, उत्प्रेरक को बदलना या स्क्रबर को धोना)। हार्डवेयर समाधानों का स्वयं परीक्षण करने के बाद यह अगला तार्किक कदम है। अभिकर्मकों और ऊर्जा की बचत, मरम्मत के बीच माइलेज बढ़ाना - यह अनुकूलन यही प्रदान करता है। और चीनी प्रौद्योगिकी आपूर्तिकर्ता, जिनमें उल्लिखित इंजीनियरिंग कंपनियां भी शामिल हैं, सक्रिय रूप से इस क्षेत्र का विकास कर रहे हैं, न केवल उपकरण, बल्कि इसकी प्रबंधन प्रणाली के साथ प्रौद्योगिकी की पेशकश कर रहे हैं।

निष्कर्ष के बजाय: वास्तव में क्या नया है?

तो आख़िरकार आज चीन में नई तकनीकें किसे कहा जा सकता है? यह सिर्फ एक सनसनीखेज सेटअप नहीं है. यह, सबसे पहले, शास्त्रीय तरीकों (उत्प्रेरण + अवशोषण + ऑक्सीकरण) का गहन आधुनिकीकरण और संकरण है। दूसरे, शुद्धिकरण और पुनर्चक्रण और उप-उत्पादों के उत्पादन के बीच एक सख्त संबंध है, जो पूरी प्रक्रिया के अर्थशास्त्र को बदल देता है। तीसरा, यह डिजाइन के लिए एक एकीकृत, व्यवस्थित दृष्टिकोण है, जहां सभी पारस्परिक प्रभावों को ध्यान में रखते हुए प्रारंभिक, मुख्य और अंतिम सफाई को एक पूरे के रूप में डिजाइन किया जाता है।

और, शायद, सबसे महत्वपूर्ण बात अनुकूलनशीलता है। कोई सार्वभौमिक समाधान नहीं हैं. शांक्सी में एक विशाल कोकिंग प्लांट में जो चीज़ शानदार ढंग से काम करती है वह एक छोटे प्लांट के लिए अत्यधिक महंगी और जटिल हो सकती है। इसलिए, सफल कार्यान्वयन हमेशा स्रोत गैस, संयंत्र क्षमताओं, अंतिम उत्पादों की आवश्यकताओं और पर्यावरणीय नियमों के गहन विश्लेषण पर आधारित होता है। चेंग्दू यिझी टेक्नोलॉजी जैसी कंपनियों के विशेषज्ञ बिल्कुल यही कर रहे हैं, वे विक्रेता के रूप में नहीं, बल्कि प्रौद्योगिकी भागीदार के रूप में कार्य कर रहे हैं। यह संभवतः आधुनिक दृष्टिकोण के बीच मुख्य अंतर है: यह उपकरण नहीं है जो बेचा जाता है, बल्कि किसी दिए गए बजट के भीतर गैस की शुद्धता में गारंटीकृत परिणाम होता है। और इस परिणाम के पीछे समाधानों की एक पूरी श्रृंखला छिपी हुई है - यांत्रिकी से लेकर उत्प्रेरण और स्वचालन तक।