تحقيق اختراق كبير في تقنية الدمج بين استخلاص قطران الفحم وإنتاج الغاز السينثيتيكي (CCSI)

Thread Content

مفتاح استخدام الفحم وثورة صناعة الطاقة: تحقيق اختراق كبير في تقنية استخلاص القطران من الفحم وإنتاج الغاز الصناعي في نفس الوقت (CCSI)
في الآونة الأخيرة، تم تحقيق اختراق كبير في تقنية استخلاص القطران من الفحم وإنتاج الغاز الصناعي في نفس الوقت (CCSI)، والتي طورها مركز أبحاث استخدام الهيدروكربونات بكفاءة التابع لشركة شانشي يانلانغ للنفط المحدودة. حيث تمكن الجهاز التجريبي الصناعي من العمل بشكل مستمر لمدة 144 ساعة، مع معدل إنتاج القطران بلغ 16.23%، وكانت نسبة الغاز الصناعي الفعال أكثر من 35% (عن طريق تحويل الهواء إلى غاز). وقد تجاوزت جميع المؤشرات القيم المخطط لها. جهاز الاختبار الصناعي CCSI بسعة 36 طن/يوم، موقع تشغيل جهاز الاختبار الصناعي CCSI. في الوقت الحالي، يعتمد استخدام الفحم في بلادنا بشكل أساسي على الاحتراق المباشر والتحويل البسيط، حيث يتم استغلال قيمته الحرارية وبعض مكوناته فقط، مما يؤدي لإهدار بعض المكونات المفيدة وخسائر اقتصادية، كما يتحول جزء من الموارد إلى ملوثات تضر بالبيئة. إن الاستفادة المتخصصة من الفحم والابتكارات التقنية في إنتاج منتجات متعددة من الفحم، يُعدان طريقتين مهمتين لتحقيق تحويل الفحم بكفاءة وبطريقة نظيفة، وكذلك لاستخدامه كمادة خام لإنتاج الوقود. يمكن لتقنية CCSI إجراء عمليتي التحلل الحراري والتغويز للفحم داخل مفاعل واحد، مما يسمح بتحويل الفحم مباشرة إلى قطران الفحم وغاز التخليق الخام. وهذا يساعد في تعظيم كفاءة استخدام موارد الفحم وزيادة قيمتها المضافة، كما يرفع من مستوى تقنيات استخدام الفحم بشكل أفضل. في المستقبل، وبفضل تقنية CCSI كمحرك رئيسي، سيتم تحويل الفحم بطريقة فعالة ونظيفة إلى زيت (قطران الفحم) وغاز (غاز مُصنَع)، ثم دمجه مع صناعة الوقود السائل والمواد الكيميائية وصناعة توليد الطاقة. وهذا سيؤدي إلى خلق نموذج جديد لتطوير الطاقة، وسيكون له تأثير كبير وعميق على تطوير صناعة الكيماويات القائمة على الفحم ونمط استخدام الطاقة في ظل انخفاض أسعار النفط، كما سيساهم في تغيير نماذج صناعة الفحم وصناعة الكيماويات الطاقية. تتجلى الابتكارات التقنية الرئيسية والمزايا الصناعية في 5 جوانب: مسار تقني مبتكر. تغيير الطرق التقليدية لاستخدام الفحم حسب جودته، مثل تقنية التحلل الحراري للفحم وتقنية الدمج بين التحلل الحراري والاحتراق، وذلك عن طريق دمج تقنية التحلل الحراري مع تقنية تحويل الفحم إلى غازات. وبهذه الطريقة، يتم تحويل الفحم مباشرة في مفاعل واحد إلى منتجات غازية وسائلة، مما يؤدي للحصول على نسبة عالية من القطران، كما يتم تحويل الفحم إلى غازات بكفاءة عالية، وبالتالي يتم استغلال الفحم بشكل كامل، مما يرفع كفاءة التحويل والقيمة المضافة للمنتجات. تحويل الطاقة فعّال. يؤدي التصميم الفريد لمجال التدفق ومجال درجة الحرارة وتركيب الممرات في المفاعل، بالإضافة إلى دوران الجسيمات الصلبة عند درجات حرارة عالية بمعدلات كبيرة، إلى تكوين تدرج جيد في درجات الحرارة ； يشكل ترابط تفاعلات الغازة والتحلل الحراري نظامًا مغلقًا دوريًا، حيث يتم استخدام المواد والطاقة الحرارية بين الاثنين، مما يؤدي إلى تحقيق توازن حراري ذاتي في النظام، وبالتالي يزداد كفاءة التحويل الشامل للطاقة بشكل ملحوظ. الفوائد البيئية كبيرة. يتم دمج تقنية CCSI مع صناعة توليد الطاقة، حيث يتم استخلاص القطران الفحمي في نفس الوقت الذي يتم فيه استخدام “الغاز” (الغاز المُصنع) كبديل للفحم في توليد الطاقة، مما يؤدي إلى تحويل الفحم بطريقة نظيفة وفعالة، مع معالجة القطران الفحمي بشكل عميق، وبالتالي تحقيق إنتاج متكامل للطاقة والوقود من الفحم. لا يحتوي الغاز المُصنع على ملوثات ثقيلة مثل الزئبق والأرسين، كما يمكن تنقيته من الكبريت والكربون والغبار قبل استخدامه في توليد الطاقة. وذلك بهدف التغلب على المشاكل المتعلقة بارتفاع تكاليف وضعف فعالية أجهزة معالجة الغازات الناتجة عن محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم، وبالتالي حل مشكلة انبعاث الملوثات في المراحل الأولى من سلسلة الإنتاج، وتحقيق مبدأ “السماء الزرقاء”. الفوائد الاقتصادية جيدة. إن نموذج الإنتاج المركب الجديد للكيروسين والكهرباء، بفضل مزاياه المتمثلة في العوائد العالية وانبعاثات منخفضة للغاية، سيساهم بشكل كبير في تحسين وتطوير صناعة الطاقة الكهربائية القائمة على الفحم. حاليًا، يبلغ استهلاك الفحم لتوليد الطاقة في بلادنا حوالي 2 مليار طن سنويًا، ويستخدم حوالي 70% من محطات توليد الطاقة أفرانًا دون الحد الحرج. وإذا تم تحويل جميع هذه المحطات باستخدام تقنية CCSI، فسيؤدي ذلك إلى تحسين كفاءة توليد الطاقة بشكل كبير، كما سيتم إنتاج حوالي 200 مليون طن إضافي من قطران الفحم، والذي يمكن أن يحل محل أكثر من 50% من واردات النفط الخام. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لمحطات توليد الطاقة ذات الانبعاثات المنخفضة جدًا الجديدة، يتم استخدام نموذج توليد الطاقة باستخدام توربينات الغاز من نوع CCSI، مما يلغي الحاجة إلى بناء أجهزة كبيرة لفصل الغازات، وبالتالي يقلل بشكل كبير من تكلفة استثمار تقنية IGCC، مما يسمح باستخدام هذه التقنية تجاريًا في بلادنا في وقت أبكر. السوق واسع. لقد ساهمت تقنيات CCSI المبتكرة في فتح آفاق للتطور المتكامل بين استخدام الكيروسين والطاقة الكهربائية، كما ساعدت في تحسين تقنيات الإنتاج المتعدد المستندة إلى الفحم من الناحية العميقة والواسعة. وقد ساهم ذلك في تحقيق تطور متوازن بين الفوائد الاقتصادية وحماية البيئة، كما أتاح تشكيل مجموعات صناعية ونماذج لتطوير الاقتصاد الدائري في مختلف الصناعات. ووفقًا للمعلومات المتوفرة، بدأ تطوير تقنية CCSI في أكتوبر 2012، حيث مرت بمراحل مختلفة مثل الاختبارات التجريبية الصغيرة، والدراسات المحاكاة في الظروف الباردة، بالإضافة إلى تصميم وبناء جهاز اختبار صناعي بسعة 36 طنًا في اليوم. وفي أغسطس 2015، اكتمل بناء جهاز الاختبار الصناعي، وفي نوفمبر من نفس العام تم إتمام العملية بأكملها، كما تم تحقيق تقدم كبير مؤخرًا. حاليًا، يجري العمل في نفس الوقت على إعداد مجموعة عمليات المنشأة الصناعية لتكنولوجيا CCSI بطاقة 1 مليون طن سنويًا (3600 طن يوميًا)، ومن المتوقع أن تبدأ أعمال العرض التجريبي الصناعي ونشر التكنولوجيا خلال الخطة الخمسية الثالثة عشرة.