चीन: कोयला गैस से बारीक सल्फर हटाना? 

जब लोग चीन में सूक्ष्म सल्फर शुद्धिकरण के बारे में बात करते हैं, तो बहुत से लोग तुरंत बड़े कोक संयंत्रों या एमईए के मानक स्क्रबर्स के बारे में सोचते हैं। लेकिन वास्तविकता, विशेष रूप से कोयला गैस के साथ, जिसका उपयोग हमारे देश में अक्सर संश्लेषण गैस या ऊर्जा क्षेत्र में किया जाता है, बहुत अधिक जटिल है। सबसे आम गलती यह सोचना है कि H2S को 20-30 पीपीएम तक लाना पर्याप्त है, और सब कुछ क्रम में है। और फिर उन्हें आश्चर्य होता है कि अगले चरण में उत्प्रेरक जल्दी से विषाक्त क्यों हो जाते हैं या हीट एक्सचेंजर्स में ट्यूब खराब हो जाते हैं। यह सिर्फ ज्यादातर H2S ही नहीं है, बल्कि वे खराब कार्बनिक सल्फर यौगिक भी हैं - COS, CS2, मर्कैप्टन। उन्हें हटाना एक बिल्कुल अलग स्तर का कार्य है।

जहां यह पतला होता है, वहां टूट जाता है: कोयला गैस की विशिष्टताएं

कोयला गैस प्राकृतिक गैस नहीं है; इसकी रचना एक वास्तविक "कॉकटेल" है। मुख्य CO और H2 के अलावा, वहां कुछ भी हो सकता है: रेजिन, धूल, हाइड्रोजन साइनाइड, और निश्चित रूप से, विभिन्न रूपों में सल्फर। अगर हम बात करेंबारीक सल्फर हटाना, तो पहली समस्या है पूर्व-सफाई। यदि भारी अशुद्धियाँ नहीं हटाई गईं, तो कोई भी महंगी जिओलाइट या फिनिशिंग झिल्ली जल्दी ही विफल हो जाएगी। शांक्सी में एक इंस्टालेशन में मैंने देखा कि कैसे उन्होंने स्क्रबर के तुरंत बाद आणविक छलनी के साथ एक सोखने वाला यंत्र स्थापित करने का प्रयास किया। तीन महीने के बाद, शर्बत एक गांठ में बदल गया क्योंकि रेजिन से पॉलीएरोमैटिक यौगिक शीर्ष पर जम गए।

इसलिए, चीनी दृष्टिकोण अक्सर एक कैस्केड पर बनाया जाता है। सबसे पहले, रफ क्लीनिंग - मान लीजिए, H2S के बड़े हिस्से को हटाने के लिए गीला एंजाइमैटिक डीसल्फराइजेशन या रासायनिक स्क्रबर। फिर COS और मर्कैप्टन को समान H2S में परिवर्तित करने के लिए तापन और उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण। और केवल तभी - अंतिम चरण। यह इस अंतिम चरण में है कि मज़ा शुरू होता है।

अतीत में, जिंक ऑक्साइड का अक्सर उपयोग किया जाता था। विश्वसनीय, लेकिन केवल छोटी मात्रा के लिए और कम तापमान पर। बड़ी संश्लेषण गैस धाराओं के लिए बार-बार शर्बत प्रतिस्थापन के कारण यह अत्यधिक महंगा हो जाता है। अब मैं तेजी से ऐसी प्रक्रियाओं की ओर देख रहा हूंसोखना डिसल्फराइजेशन (एडीएस)विशेष रूप से चयनित जिओलाइट्स या हाइब्रिड सॉर्बेंट्स पर। वे 0.1 पीपीएम से कम की सल्फर सामग्री प्राप्त करने की अनुमति देते हैं, जो आधुनिक मेथनॉल या अमोनिया संश्लेषण प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है।

अनुभव और रेक: कार्यान्वयन अभ्यास से

कुछ साल पहले, हमने सिचुआन में एक रासायनिक संयंत्र में एक संस्थापन के आधुनिकीकरण में भाग लिया था। लक्ष्य नए उत्प्रेरक सुधारक के लिए गैस की शुद्धता सुनिश्चित करना है। गैसीकरण के बाद स्थानीय कोयला गैस में स्थिर 200 पीपीएम एच2एस प्लस लगभग 50 पीपीएम सीओएस था। सल्फोफेराइट के साथ पुरानी सफाई प्रणाली अब काम नहीं करती थी। हमने एक संयुक्त योजना शुरू करने का निर्णय लिया: एक एंजाइमैटिक स्क्रबर (संचालित करने के लिए काफी सस्ता) + एक हाइड्रोजनीकरण रिएक्टर + संशोधित जिओलाइट पर आधारित एक बढ़िया सोखने वाला यंत्र।

सबसे बड़ा सिरदर्द हाइड्रोजनीकरण चरण था। कोबाल्ट-मोलिब्डेनम उत्प्रेरक को सख्त तापमान रखरखाव और ऑक्सीजन रिसाव की अनुपस्थिति की आवश्यकता होती है। थोड़ा सा विचलन और सीओएस रूपांतरण 99% से गिरकर 80% हो गया, जिससे अंतिम सोखने वाले पर अधिभार पड़ गया। सफलता की त्वरित निगरानी के लिए रिएक्टर के आउटलेट पर एक अतिरिक्त विश्लेषक स्थापित करना आवश्यक था।

फिर हमने एक विशेष संस्थान से अंतिम सोखने का आदेश दिया -चेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी(वैसे, उनकी वेबसाइट,https://www.yzkjhx.ru). यह उनकी विशेषता है - उत्तम गैस शोधन प्रणालियों का डिज़ाइन और आपूर्ति। उन्होंने अलग-अलग चयनात्मकता के साथ परतों में अधिशोषक की एक गैर-मानक पैकेजिंग का प्रस्ताव रखा: निचली परत ने अवशिष्ट एच 2 एस को पकड़ लिया, शीर्ष परत का लक्ष्य मिथाइल मर्कैप्टन की मात्रा का पता लगाना था। समाधान ने काम किया, लेकिन सोखना/पुनर्जनन चक्र के लिए बहुत सटीक समय की आवश्यकता थी।

तकनीकी विकल्प: न केवल दक्षता, बल्कि अर्थशास्त्र भी

चीन में, प्रौद्योगिकी चुनते समयकोयला गैस से सल्फर निकालनालागत का एक कठिन प्रश्न हमेशा रहता है। आप अति-आधुनिक झिल्ली मॉड्यूल या पीएसए इंस्टॉलेशन की आपूर्ति कर सकते हैं, लेकिन उनका कैपेक्स कई पौधों के लिए बहुत भारी है। इसलिए, वे अक्सर समझौता कर लेते हैं।

उदाहरण के लिए, गैस टरबाइन इकाई में दहन के लिए जाने वाली गैसों के लिए, सल्फर को 10-15 पीपीएम तक लाना पर्याप्त हो सकता है, और यहां LO-CAT प्रकार की तरल ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं अच्छा प्रदर्शन करती हैं। इन्हें चलाना अपेक्षाकृत सस्ता है, लेकिन परिणामी सल्फर के निपटान की आवश्यकता होती है।

लेकिन रासायनिक संश्लेषण के लिए, जहां पीपीएम के दसवें या सौवें हिस्से की भी आवश्यकता होती है, ठोस शर्बत का उपयोग नहीं किया जा सकता है। हाल के वर्षों में उच्च दबाव पर उच्च गतिशील क्षमता वाले सॉर्बेंट्स के विकास की प्रवृत्ति रही है। इससे विज्ञापनदाताओं के आकार को कम करना संभव हो जाता है। मैंने हुआक्सी टेक्नोलॉजी (उल्लेखित चेंग्दू यिझी टेक्नोलॉजी की मूल कंपनी) के प्रोटोटाइप देखे - ये आयरन ऑक्साइड और प्रमोटरों के साथ सक्रिय कार्बन पर आधारित मिश्रित सामग्री हैं। घोषित क्षमता प्रभावशाली है, लेकिन सवाल हमेशा कई पुनर्जनन चक्रों के बाद स्थिरता का है।

वैसे, पुनर्जनन एक अलग मामला है। अधिकतर इसे गर्म अक्रिय गैस या वैक्यूम के साथ किया जाता है। लेकिन अगर गैस में भारी हाइड्रोकार्बन थे, तो गर्म होने पर वे सॉर्बेंट पर पॉलिमराइज़ हो सकते हैं, जिससे इसकी गतिविधि अपरिवर्तनीय रूप से कम हो जाती है। वे किसी विशेष गैस की संरचना के लिए व्यक्तिगत रूप से विशोषण की स्थिति का चयन करके लगातार इससे संघर्ष करते हैं।

स्पष्ट जटिलताएँ और विवरण

सिद्धांत रूप में सब कुछ सहज है, व्यवहार में बहुत सारी बारीकियाँ हैं। उनमें से एक स्रोत गैस की संरचना में उतार-चढ़ाव है। कोयला विभिन्न प्रकार का होता है; गैसीकरण मोड "फ्लोट" कर सकता है। आज गैस में 150 पीपीएम सल्फर है, कल यह 300 हो जाएगा। शुद्धिकरण प्रणाली ऐसे उछालों के प्रति प्रतिरोधी होनी चाहिए। इसीलिए अब परियोजनाओं में अक्सर "बफ़र" बफ़र्स तुरंत शामिल हो जाते हैं। अवशोषकों के कंटेनर या बैकअप लाइनें।

दूसरा बिंदु है नियंत्रण. बार-बार नमूने लेने वाले पारंपरिक गैस क्रोमैटोग्राफ अच्छे हैं, लेकिन इसमें देरी होती है। ऑनलाइन लेजर विश्लेषक तेजी से पेश किए जा रहे हैं, जो वास्तविक समय में एच2एस और सीओएस सामग्री दिखाते हैं। वे महंगे हैं, लेकिन अगले चरण में सल्फर के टूटने और महंगे उत्प्रेरक की विषाक्तता को रोककर लाखों बचा सकते हैं।

और हां, फुटेज. प्रौद्योगिकीबढ़िया सफ़ाईऑपरेटरों को केवल बटन दबाने के बजाय प्रक्रिया को समझने की आवश्यकता है। मुझे एक मामला याद है जहां एक इंस्टॉलेशन में ऑपरेटर ने पुनर्जनन के लिए भाप बचाने के लिए वार्म-अप चक्र को छोटा कर दिया था। परिणामस्वरूप, सल्फर पूरी तरह से अवशोषित नहीं हुआ, शर्बत ने जल्दी ही अपनी क्षमता खो दी, और प्रतिस्थापन के लिए एक अनिर्धारित शटडाउन करना पड़ा। प्रशिक्षण और स्पष्ट नियम नौकरशाही नहीं, बल्कि एक आवश्यकता हैं।

आगे देखें: उद्योग किस ओर जा रहा है

अब चीन में मुख्य प्रयासों का उद्देश्य पूरी तरह से नए तरीकों का आविष्कार करना नहीं है, बल्कि मौजूदा तरीकों का अनुकूलन और संकरण करना है। लक्ष्य सफाई प्रक्रिया के लिए ऊर्जा लागत को कम करना और विश्वसनीयता बढ़ाना है।

आशाजनक क्षेत्रों में से एक प्रक्रिया एकीकरण है। उदाहरण के लिए, एक हार्डवेयर डिज़ाइन में कार्बन डाइऑक्साइड हटाने के साथ सल्फर हटाने के चरण का संयोजन। मैंने पायलट प्लांट देखे हैं जहां एक अभिकर्मक का उपयोग किया जाता है जो एच2एस और सीओ2 दोनों को चुनिंदा रूप से बांधता है, लेकिन बाद में अलग-अलग हो जाता है। यदि इसे औद्योगिक पैमाने पर लाया जा सके तो यह एक बड़ी उपलब्धि होगी।

एक अन्य दिशा "स्मार्ट" नियंत्रण प्रणाली है। कई सेंसर और पूर्वानुमानित मॉडल के डेटा के आधार पर, एल्गोरिदम सोखना और पुनर्जनन के इष्टतम मोड का चयन कर सकता है और शर्बत के अवशिष्ट जीवन की भविष्यवाणी कर सकता है। यह अब विज्ञान कथा नहीं है; बड़े उद्यमों में ऐसी प्रणालियों का परीक्षण शुरू हो रहा है।

मूल प्रश्न पर लौटते हुए: हाँ,कोयला गैस से सल्फर का बारीक निष्कासनचीन में यह एक कठिन लेकिन हल करने योग्य कार्य है। मुख्य बात गैस संरचना की पूरी तस्वीर को समझना है, "कमजोर लिंक" के बिना कैस्केड तकनीक का चयन करना है? और परिचालन विवरण पर ध्यान दें। यह ऐसा क्षेत्र नहीं है जहां आप "बॉक्स्ड समाधान" खरीद सकें। और भूल जाओ। यह एक पूर्णकालिक नौकरी है, रसायन विज्ञान, इंजीनियरिंग और अर्थशास्त्र के बीच संतुलन। और रासायनिक पार्कों में नई परियोजनाओं की संख्या को देखते हुए, यह काम जारी है और काफी सफल है।