داليان تبدأ ببناء أول منطقة للكيماويات القائمة على الفحم النظيف في البلاد
Thread Content
في 10 نوفمبر، بدأ تنفيذ مشروع بناء معدات الصناعات الكيماوية القائمة على الفحم في أول قاعدة من نوعها في البلاد، وهي شركة داليان وانيانغ لتصنيع المعدات الثقيلة المحدودة، وذلك في منطقة داليان للصناعات الناشئة. يبلغ إجمالي استثمارات هذا المشروع 2.3 مليار يوان صيني، ومساحته المخطط لها 459 فدانًا. لطالما واجه قطاع الكيماويات القائمة على الفحم في بلادنا انتقادات بسبب التلوث البيئي واستهلاك الطاقة. استوردت داليان وانيانغ تقنية من شركة تيسنكروب الألمانية لهندسة الصناعات، وتُسمى “تقنية HTW (فينكلر عالي الحرارة)”، وهي أحدث تقنيات معالجة الفحم في العالم. يمكن استخدام الفحم البني ذو الجودة المنخفضة كمادة خام في إنتاج هذه التقنية، كما أن استهلاك المياه فيها يبلغ عُشر ما يُستهلك في المنتجات المماثلة في الداخل والخارج. من المتوقع أن تساعد هذه التقنية في تغيير الوضع الحالي لصناعة معالجة الفحم في البلاد، حيث تعاني هذه الصناعة من ارتفاع استهلاك المياه والطاقة، بالإضافة إلى التلوث الناتج عنها. ووفقًا للمعلومات المتوفرة، فإن هناك 26 شركة في البلاد مُصرح لها بالاستثمار في مشاريع الكيماويات القائمة على الفحم. وهناك طلب كبير على منتجات مثل النفط المُنتج من الفحم، والأوليفينات المُنتجة من الفحم، والميثانول المُنتج من الفحم، بالإضافة إلى الأسمدة وأمونيا التي تُنتج عن تحويل اليوريا، وغازات الطهي المستخدمة في المدن. يقع منطقة اقتصاد الصناعات الناشئة في داليان في مدينة زوانغهه بداليان، وتركز هذه المنطقة على تطوير صناعات مثل الطاقة الجديدة ومعدات حماية البيئة، بالإضافة إلى معدات السفن والهندسة البحرية، والمواد الجديدة، وخدمات النقل البارد، وتخزين ومعالجة الأخشاب وتجارتها، وصناعة الأثاث، والطيران العام.
في عام 1978، تم تشغيل جهاز التجربة الأولية لعملية التحويل إلى غاز باستخدام تقنية فينكلر HTWTM ذات درجة الحرارة العالية في مدينة فاغنتسبورغ بألمانيا، وكان ضغط التحويل إلى غاز 1.0 ميجا باسكال. لقد وفرت الخبرة الكبيرة التي اكتسبها هذا الجهاز من عمليات التشغيل أساسًا عمليًا متينًا لمحطة تحويل الفحم البني في نهر الراين إلى ميثانول، والتي تم بناؤها وتشغيلها في بيلينرات في ألمانيا عام 1986. يصل معدل التشغيل السنوي لجهاز تحويل الفحم البني الصناعي الكبير من نوع HTWTM في ألمانيا إلى أكثر من 8000 ساعة. في عام 1988، تم بناء وتشغيل جهاز آخر لتحويل الفحم البني إلى غاز من نوع HTWTM في مدينة أورو في فنلندا، ويستخدم هذا الجهاز الفحم البني لإنتاج الأمونيا الاصطناعية. من أجل تطوير استخدام تقنية التغيير الحراري عالي الحرارة HTWTM في مجال توليد الطاقة عبر دورة التحويل المشترك للغاز (IGCC)، تم تشغيل جهاز التغيير الحراري عالي الحرارة HTWTM ذو الضغط 2.5 ميجا باسكال بنجاح في مدينة فيسلين بألمانيا في عام 1989. بحلول منتصف التسعينيات، استخدم جهاز التغويز HTWTM الخاص بشركة فيسيلين في ألمانيا الهواء بدلاً من الأكسجين كوقود لعملية التغويز، مما أدى إلى رفع معدل تحويل الكربون إلى 95%. في الوقت نفسه، يتم أيضًا تنفيذ مشروع يستخدم خليطًا من النفايات البلاستيكية والفحم البني كمواد خام لعملية التحويل الغازي في جهاز HTWTM لتحويل الفحم البني إلى غاز، وذلك في مصنع بايلينرات في ألمانيا. نظرًا لموثوقية عالية في عملية التحويل بواسطة تقنية وينكلر HTWTM عند درجات حرارة عالية، استخدمت شركة سوميتومو اليابانية للصناعات الثقيلة هذه التقنية لتحويل النفايات المنزلية إلى طاقة، وقد بدأ تشغيل هذا المصنع بنجاح في اليابان في عام 2000. في ديسمبر 2010، حصلت شركة تيسنكروب للهندسة الصناعية على حقوق الملكية الفكرية والخبرة المتخصصة في تقنية التحويل الغازي HTWTM عالية الحرارة من مجموعة راين للفحم البني، وقامت ببناء جهاز تجريبي في مدينة دورمشتات بألمانيا، لاستخدامه في اختبار عينات الفحم وتطوير تقنية التحويل الغازي بشكل أكبر. من المخطط تشغيل هذا الجهاز التجريبي في يونيو 2015. الشركة المالكة لتقنية عملية التحويل إلى غاز باستخدام درجات حرارة عالية من نوع HTWTM، هي شركة تيسنكروب للهندسة الصناعية. وهي شركة متخصصة في مجال الهندسة، مقرها في مدينة دورتموند بألمانيا. وبفضل فريقها المتخصص للغاية (الذي يضم أكثر من 5600 موظف حول العالم)، بالإضافة إلى شبكتها الدولية من الفروع والمكاتب في جميع أنحاء العالم، فقد نجحت الشركة حتى الآن في إنجاز أكثر من 2000 مشروع في جميع أنحاء العالم. ومن خلال سنوات من الخبرة العملية، تمتلك شركة تيسنكروب للهندسة الصناعية خبرة واسعة ومتنوعة على مستوى العالم في مجال أجهزة التحويل إلى غاز. حيث قامت بتصميم وبناء أكثر من 100 جهاز لهذا الغرض في جميع أنحاء العالم، وقد تم تشغيل هذه الأجهزة بنجاح. أولاً: خصائص تقنية التغويز
عملية التغويز: تُعد تقنية التغويز باستخدام درجات حرارة عالية من نوع HTWTM تقنية فعالة لتحويل أنواع الفحم ذات الجودة المنخفضة مثل الفحم البني، وهي تقنية تعتمد على استخدام فرشات غازية تحت ضغط. تتكون عملية التغويز من وحدة التغذية، ووحدة التغويز نفسها، ووحدة تبريد الغاز الناتج، بالإضافة إلى وحدة إزالة الغبار الجاف ووحدة تنقية الغاز الناتج. يمر الفحم الخام عبر وحدات التجفيف والمعالجة المسبقة، حيث يتم تكسيره وتجفيفه ليصبح بودرة فحم تلبي متطلبات عملية التحويل الغازي HTWTM عند درجات حرارة عالية. بعد ذلك، يمر الفحم عبر نظام خزانات التخزين، وجهاز التغذية النجمي، ونظام التغذية الحلزوني، ثم يتم رفع ضغطه من الضغط الجوي إلى الضغط المطلوب لعملية التحويل الغازي، ومن ثم يُرسل إلى فرن التحويل الغازي. في فرن التغويز، يجب الحفاظ على درجة حرارة التغويز أقل من نقطة انصهار الرماد في الفحم. يمكن تقسيم الجزء الداخلي للفرن حسب درجة الحرارة إلى منطقة سرير التدفق في الجزء السفلي، ومنطقة التغويز من الدرجة الثانية في الجزء العلوي. في منطقة السرير المتدفق، يوجد توزيع متساوٍ نسبيًا لدرجة الحرارة، بالإضافة إلى وجود جزيئات صلبة كثيفة إلى حد ما. للحفاظ على حالة التدفق لمواد الفحم، يتم ضخ معظم البخار من خلال فوهات موجودة في قاع فرن التحويل ليعمل كغاز تدفق، أما البخار المتبقي فإنه يتم ضخه مع الأكسجين من خلال فوهات موجودة في طبقات مختلفة داخل فرن التحويل ليعمل كمادة لعملية التحويل. يمكن لإدخال الأكسجين بشكل موزع أن يمنع بفعالية تكوّن كتل الصهارة الكبيرة. خلال عملية التغويز، يخرج الغاز المُصنع مع كمية صغيرة من الرماد الطائر من منطقة السرير المتدفق، ويدخل إلى منطقة التغويز من المستوى الثاني. تكون كثافة المواد الصلبة في هذه المنطقة منخفضة، وللحصول على معدل تحويل كربوني أعلى ومنع تكوّن المنتجات الثانوية، لا يزال من الضروري إضافة مواد التغويز في منطقة التغويز الثانوية. نظرًا لارتفاع ضغط التبخير (الذي يمكن أن يصل إلى 3.0 ميجا باسكال)، فإن قطر فرن التبخير يقل، مما يجعل تأثير التبخير الثانوي أكثر وضوحًا. يتم فصل معظم الرماد الموجود في الغاز المُصنَع باستخدام فاصلات الدوامات عالية الكفاءة، ثم يتم استرجاعه عبر أنابيب الدوران إلى السرير المتدفق ليتم تحويله إلى غاز مرة أخرى. يتم إرسال الرماد الناتج عن الجزء السفلي من فرن التبخير، عبر نظام ناقل التبريد الحلزوني، إلى نظام الخزانات المغلقة. بعد مغادرة غاز الهيدروجين المُنتج لفاصل الدوامات، يدخل إلى غلاية استرداد الحرارة لاسترداد الحرارة المتبقية، مما ينتج بشكل ثانوي بخارًا مشبعًا عالي ومتوسط الضغط. بعد تبريد الغاز المركب في غلاية الحرارة الزائدة، يدخل إلى مرشح السيراميك لإزالة الغبار بشكل كامل. تلتصق الرماديات المفلترة بالسطح الخارجي لعناصر تصفية السيراميك، ولها خصائص امتصاص مشابهة للكربون النشط (الرماديات غير المنصهرة)، مما يسمح لها باستخلاص معظم المواد الملحية والمعادن الثقيلة وغيرها من المواد الضارة الموجودة في الغاز المُصنع، وبالتالي يقلل بشكل كبير من كمية المياه الناتجة عن وحدات الغسيل اللاحقة. في وحدة الغسيل، يتم إزالة الأملاح والرماد الدقيق المتبقية في الغاز المُصنع بشكل أكبر. المزايا التقنية: (1) قدرة عالية على التكيف مع المواد الخام: تتمتع تقنية التغويز باستخدام غاز فينكلر HTWTM عالي الحرارة بقدرة كبيرة على التكيف مع مختلف أنواع المواد الخام. ومن خلال التطور التقني على مدى حوالي 50 عامًا، بالإضافة إلى تراكم الخبرات العملية، تمكنت هذه التقنية من معالجة أنواع متعددة من المواد الخام في جميع أنحاء العالم، ومن ضمنها الفحم البني ذو النشاط العالي والفحم ذو اللهب الطويل، بالإضافة إلى الفحم ذو نقطة الانصهار العالية ونسبة الرماد العالية ونسبة الكبريت العالية. كما يمكن استخدامها أيضًا مع المواد الحيوية والنفايات المنزلية. إنها بالتالي أفضل تقنية لتغويز الفحم ذو الجودة المنخفضة. (2) تقنية التغويز بسرير متدفق تحت ضغط: يصل الضغط الأقصى للتغويز إلى 3.0 ميجا باسكال. مع ارتفاع ضغط التغيير إلى الحالة الغازية، يزداد معدل سرعة عملية التغيير، كما يزداد الحمل المعالج في وحدة المساحة السطحية لفرن التغيير إلى الحالة الغازية، وهو ما يساعد على تعزيز القدرة الإنتاجية للمنشأة، بالإضافة إلى تسهيل تنقية الغاز المُصنع وتوافق ضغطه مع أنظمة المراحل اللاحقة. (3) الحفاظ على البيئة وتوفير المياه: نظرًا لأن درجة التغليف أقل من نقطة انصهار رماد الفحم، بالإضافة إلى استخدام طرق جافة لإزالة الرماد، فإن ذلك يُعيق تكوّن مياه سوداء تحتوي على القطران والفينولات. كما أن كمية المياه الناتجة عن العمليات قليلة جدًا، ومعالجتها سهلة، مما يجعل الانبعاثات في الصناعة شبه معدومة. (4) تكلفة منخفضة وكفاءة عالية: فرن التغويز HTWTM من شركة فينكلر ذو درجة الحرارة العالية هو خزان ضغط مزود بطلاء مقاوم للحرارة، ولا يحتوي على أي أجزاء داخلية، ويتميز ببنية بسيطة وتكاليف صيانة منخفضة بالإضافة إلى أداء موثوق. تزيد كفاءة الغاز البارد في عملية التحويل الغازي HTWTM من وينكلر عالي الحرارة عن 77٪، بينما تصل نسبة تحويل الكربون إلى أكثر من 95٪. (5) تقنية موثوقة وقد تم تطبيقها على نطاق صناعي: لقد تم التحقق بشكل كامل من موثوقية تقنية التغويز باستخدام حرارة عالية HTWTM في مشروع إنتاج الميثانول من الفحم البني في بيلينرات بألمانيا. تشغيل موثوق على مدار 12 عامًا متتاليًا، بمعدل تواجد الأجهزة في الخدمة يتجاوز 85%، ووصل إلى 91% في أفضل سنة. الثاني: جدول معايير الخصائص التقنية
نوع تقنية التغويز: تقنية التغويز بالسرير المتدفق ذو الضغط العالي للمسحوق الجاف
اسم تقنية التغويز: تقنية التغويز HTWTM عالية الحرارة
أنواع أفران التغويز: يمكن استخدام أنواع مختلفة من الأفران، حيث يمكن أن يصل إجمالي كمية الفحم المستخدمة يوميًا إلى 3800 طن، حسب متطلبات المشروع
طريقة التغذية: يتم استخدام نظام صناديق قفلية بالإضافة إلى نظام تغذية حلزوني قادر على تحمل الضغوط العالية
مكان التغذية: منطقة السرير المتدفق في الجزء السفلي من فرن التغويز
أنواع الفوهات وخصائصها: يتم استخدام معدات خاصة
طريقة التدفق: سرير متدفق ذو ضغط عالي
الطلاء المقاوم للحرارة: يتم استخدام مواد طلاء خاصة
طريقة تبريد الغاز المُصنع: غلاية لاستغلال الحرارة المتبقية
وسط التغويز: البخار، الأكسجين/الهواء
مراحل تشغيل التقنية: تم تطبيق هذه التقنية في العديد من المشاريع الصناعية الكبيرة
فترة التشغيل: تشغيل مستمر لمدة 12 عامًا، بمعدل كفاءة يزيد عن 85%، وفي أفضل السنوات يصل معدل الكفاءة إلى 91%
نطاق حجم حبيبات الفحم: 0–10 مم
قدرة الفحم على التكيف: فحم الطين، الفحم البني، الفحم ذو اللهب الطويل، الفحم ذو النسبة العالية من الرماد والكبريت ونقطة الانصهار العالية، المواد الحيوية، النفايات المنزلية، إلخ
التحليل الصناعي للفحم: أفضل أنواع الفحم هي كالتالي:
عنصر الكربون (على أساس جاف بدون رماد): 40–80% من الوزن
المكونات القابلة للتبخر (على أساس جاف بدون رماد): 38–88% من الوزن
نسبة الرماد (على أساس جاف): ≤ 45% من الوزن
نسبة الكبريت: لا يوجد شرط محدد
شروط التشغيل: درجة حرارة التغويز: أقل من نقطة انصهار الرماد بمقدار 200–300 درجة مئوية، ضغط التغويز: 1.0 ميجا باسكال إلى 3.0 ميجا باسكال
تركيب الغاز الخام: CO: 29.4%، H2: 29.5%، CO2: 18.8%، CH4: 4.0%، N2+Ar: 0.5%، H2O: 17.5%، أخرى: 0.3%
هذه النتائج مأخوذة من تجربة تغويز الفحم البني ذو النسبة المنخفضة من الرماد باستخدام الأكسجين النقي
مؤشرات العملية: استهلاك الأكسجين: ≤300 نم3/1000 نم3 (CO+H2)، استهلاك البخار: يعتمد على متطلبات المشروع، إنتاج الغاز: يمكن أن يصل إنتاج الغاز الفعال من كل فرن إلى 155000 نم3/ساعة، معدل تحويل الكربون: أكثر من 95%
التطبيقات الصناعية: إنتاج الأمونيا الاصطناعية، الميثانول، الهيدروجين، الغاز الطبيعي الاصطناعي، الزيوت الاصطناعية، IGCC، إلخ
الثالث: أمثلة على التشغيل: تقنية التغويز HTWTM عالية الحرارة، بعد أكثر من 50 عامًا من التطور، حققت نجاحات كبيرة في العديد من المشاريع الصناعية حول العالم. من بينها، يوجد جهاز تجريبي صناعي لتحويل الفحم البني إلى ميثانول من نوع HTWTM، تم إنشاؤه في عام 1986 في مدينة فايلرات في ألمانيا. ويضم هذا الجهاز، بالإضافة إلى وحدة التغويز من نوع HTWTM، وحدات أخرى لتنقية الغاز المُنتج، وضغطه، بالإضافة إلى عمليات تحويل أكسيد الكربون وإزالة الكبريت والكربون من الغاز. يبلغ معدل استهلاك الفحم في كل فرن تحويل في هذا الجهاز التجريبي الصناعي 720 طنًا في اليوم، والضغط التشغيلي هو 1.0 ميجا باسكال، أما إنتاج الغاز المُسخّن فهو 54000 متر مكعب قياسي في الساعة، ويُستخدم هذا الغاز كمادة خام لإنتاج الميثانول. حتى نهاية عام 1997، بلغ إجمالي وقت تشغيل هذا الجهاز 670 ألف ساعة، وتم تحويل 1.6 مليون طن من الفحم البني الجاف إلى غاز، كما بلغ إجمالي إنتاج الميثانول 800 ألف طن. تم التحقق بشكل كامل من موثوقية تقنية التغليف باستخدام درجات حرارة عالية HTWTM في هذا المشروع التجريبي الصناعي. تشغيل موثوق على مدار 12 عامًا متتاليًا، بمعدل تواجد الأجهزة في الخدمة يتجاوز 85%، ووصل إلى 91% في أفضل سنة. يُعد هذا الجهاز التجريبي الصناعي أطول جهاز لتحويل المواد إلى غاز باستخدام سرير تدفق مضغوط، وأكثرها موثوقية، من حيث مدة التشغيل، على مستوى العالم حتى الآن.
عملية التغويز: تُعد تقنية التغويز باستخدام درجات حرارة عالية من نوع HTWTM تقنية فعالة لتحويل أنواع الفحم ذات الجودة المنخفضة مثل الفحم البني، وهي تقنية تعتمد على استخدام فرشات غازية تحت ضغط. تتكون عملية التغويز من وحدة التغذية، ووحدة التغويز نفسها، ووحدة تبريد الغاز الناتج، بالإضافة إلى وحدة إزالة الغبار الجاف ووحدة تنقية الغاز الناتج. يمر الفحم الخام عبر وحدات التجفيف والمعالجة المسبقة، حيث يتم تكسيره وتجفيفه ليصبح بودرة فحم تلبي متطلبات عملية التحويل الغازي HTWTM عند درجات حرارة عالية. بعد ذلك، يمر الفحم عبر نظام خزانات التخزين، وجهاز التغذية النجمي، ونظام التغذية الحلزوني، ثم يتم رفع ضغطه من الضغط الجوي إلى الضغط المطلوب لعملية التحويل الغازي، ومن ثم يُرسل إلى فرن التحويل الغازي. في فرن التغويز، يجب الحفاظ على درجة حرارة التغويز أقل من نقطة انصهار الرماد في الفحم. يمكن تقسيم الجزء الداخلي للفرن حسب درجة الحرارة إلى منطقة سرير التدفق في الجزء السفلي، ومنطقة التغويز من الدرجة الثانية في الجزء العلوي. في منطقة السرير المتدفق، يوجد توزيع متساوٍ نسبيًا لدرجة الحرارة، بالإضافة إلى وجود جزيئات صلبة كثيفة إلى حد ما. للحفاظ على حالة التدفق لمواد الفحم، يتم ضخ معظم البخار من خلال فوهات موجودة في قاع فرن التحويل ليعمل كغاز تدفق، أما البخار المتبقي فإنه يتم ضخه مع الأكسجين من خلال فوهات موجودة في طبقات مختلفة داخل فرن التحويل ليعمل كمادة لعملية التحويل. يمكن لإدخال الأكسجين بشكل موزع أن يمنع بفعالية تكوّن كتل الصهارة الكبيرة. خلال عملية التغويز، يخرج الغاز المُصنع مع كمية صغيرة من الرماد الطائر من منطقة السرير المتدفق، ويدخل إلى منطقة التغويز من المستوى الثاني. تكون كثافة المواد الصلبة في هذه المنطقة منخفضة، وللحصول على معدل تحويل كربوني أعلى ومنع تكوّن المنتجات الثانوية، لا يزال من الضروري إضافة مواد التغويز في منطقة التغويز الثانوية. نظرًا لارتفاع ضغط التبخير (الذي يمكن أن يصل إلى 3.0 ميجا باسكال)، فإن قطر فرن التبخير يقل، مما يجعل تأثير التبخير الثانوي أكثر وضوحًا. يتم فصل معظم الرماد الموجود في الغاز المُصنَع باستخدام فاصلات الدوامات عالية الكفاءة، ثم يتم استرجاعه عبر أنابيب الدوران إلى السرير المتدفق ليتم تحويله إلى غاز مرة أخرى. يتم إرسال الرماد الناتج عن الجزء السفلي من فرن التبخير، عبر نظام ناقل التبريد الحلزوني، إلى نظام الخزانات المغلقة. بعد مغادرة غاز الهيدروجين المُنتج لفاصل الدوامات، يدخل إلى غلاية استرداد الحرارة لاسترداد الحرارة المتبقية، مما ينتج بشكل ثانوي بخارًا مشبعًا عالي ومتوسط الضغط. بعد تبريد الغاز المركب في غلاية الحرارة الزائدة، يدخل إلى مرشح السيراميك لإزالة الغبار بشكل كامل. تلتصق الرماديات المفلترة بالسطح الخارجي لعناصر تصفية السيراميك، ولها خصائص امتصاص مشابهة للكربون النشط (الرماديات غير المنصهرة)، مما يسمح لها باستخلاص معظم المواد الملحية والمعادن الثقيلة وغيرها من المواد الضارة الموجودة في الغاز المُصنع، وبالتالي يقلل بشكل كبير من كمية المياه الناتجة عن وحدات الغسيل اللاحقة. في وحدة الغسيل، يتم إزالة الأملاح والرماد الدقيق المتبقية في الغاز المُصنع بشكل أكبر. المزايا التقنية: (1) قدرة عالية على التكيف مع المواد الخام: تتمتع تقنية التغويز باستخدام غاز فينكلر HTWTM عالي الحرارة بقدرة كبيرة على التكيف مع مختلف أنواع المواد الخام. ومن خلال التطور التقني على مدى حوالي 50 عامًا، بالإضافة إلى تراكم الخبرات العملية، تمكنت هذه التقنية من معالجة أنواع متعددة من المواد الخام في جميع أنحاء العالم، ومن ضمنها الفحم البني ذو النشاط العالي والفحم ذو اللهب الطويل، بالإضافة إلى الفحم ذو نقطة الانصهار العالية ونسبة الرماد العالية ونسبة الكبريت العالية. كما يمكن استخدامها أيضًا مع المواد الحيوية والنفايات المنزلية. إنها بالتالي أفضل تقنية لتغويز الفحم ذو الجودة المنخفضة. (2) تقنية التغويز بسرير متدفق تحت ضغط: يصل الضغط الأقصى للتغويز إلى 3.0 ميجا باسكال. مع ارتفاع ضغط التغيير إلى الحالة الغازية، يزداد معدل سرعة عملية التغيير، كما يزداد الحمل المعالج في وحدة المساحة السطحية لفرن التغيير إلى الحالة الغازية، وهو ما يساعد على تعزيز القدرة الإنتاجية للمنشأة، بالإضافة إلى تسهيل تنقية الغاز المُصنع وتوافق ضغطه مع أنظمة المراحل اللاحقة. (3) الحفاظ على البيئة وتوفير المياه: نظرًا لأن درجة التغليف أقل من نقطة انصهار رماد الفحم، بالإضافة إلى استخدام طرق جافة لإزالة الرماد، فإن ذلك يُعيق تكوّن مياه سوداء تحتوي على القطران والفينولات. كما أن كمية المياه الناتجة عن العمليات قليلة جدًا، ومعالجتها سهلة، مما يجعل الانبعاثات في الصناعة شبه معدومة. (4) تكلفة منخفضة وكفاءة عالية: فرن التغويز HTWTM من شركة فينكلر ذو درجة الحرارة العالية هو خزان ضغط مزود بطلاء مقاوم للحرارة، ولا يحتوي على أي أجزاء داخلية، ويتميز ببنية بسيطة وتكاليف صيانة منخفضة بالإضافة إلى أداء موثوق. تزيد كفاءة الغاز البارد في عملية التحويل الغازي HTWTM من وينكلر عالي الحرارة عن 77٪، بينما تصل نسبة تحويل الكربون إلى أكثر من 95٪. (5) تقنية موثوقة وقد تم تطبيقها على نطاق صناعي: لقد تم التحقق بشكل كامل من موثوقية تقنية التغويز باستخدام حرارة عالية HTWTM في مشروع إنتاج الميثانول من الفحم البني في بيلينرات بألمانيا. تشغيل موثوق على مدار 12 عامًا متتاليًا، بمعدل تواجد الأجهزة في الخدمة يتجاوز 85%، ووصل إلى 91% في أفضل سنة. الثاني: جدول معايير الخصائص التقنية
نوع تقنية التغويز: تقنية التغويز بالسرير المتدفق ذو الضغط العالي للمسحوق الجاف
اسم تقنية التغويز: تقنية التغويز HTWTM عالية الحرارة
أنواع أفران التغويز: يمكن استخدام أنواع مختلفة من الأفران، حيث يمكن أن يصل إجمالي كمية الفحم المستخدمة يوميًا إلى 3800 طن، حسب متطلبات المشروع
طريقة التغذية: يتم استخدام نظام صناديق قفلية بالإضافة إلى نظام تغذية حلزوني قادر على تحمل الضغوط العالية
مكان التغذية: منطقة السرير المتدفق في الجزء السفلي من فرن التغويز
أنواع الفوهات وخصائصها: يتم استخدام معدات خاصة
طريقة التدفق: سرير متدفق ذو ضغط عالي
الطلاء المقاوم للحرارة: يتم استخدام مواد طلاء خاصة
طريقة تبريد الغاز المُصنع: غلاية لاستغلال الحرارة المتبقية
وسط التغويز: البخار، الأكسجين/الهواء
مراحل تشغيل التقنية: تم تطبيق هذه التقنية في العديد من المشاريع الصناعية الكبيرة
فترة التشغيل: تشغيل مستمر لمدة 12 عامًا، بمعدل كفاءة يزيد عن 85%، وفي أفضل السنوات يصل معدل الكفاءة إلى 91%
نطاق حجم حبيبات الفحم: 0–10 مم
قدرة الفحم على التكيف: فحم الطين، الفحم البني، الفحم ذو اللهب الطويل، الفحم ذو النسبة العالية من الرماد والكبريت ونقطة الانصهار العالية، المواد الحيوية، النفايات المنزلية، إلخ
التحليل الصناعي للفحم: أفضل أنواع الفحم هي كالتالي:
عنصر الكربون (على أساس جاف بدون رماد): 40–80% من الوزن
المكونات القابلة للتبخر (على أساس جاف بدون رماد): 38–88% من الوزن
نسبة الرماد (على أساس جاف): ≤ 45% من الوزن
نسبة الكبريت: لا يوجد شرط محدد
شروط التشغيل: درجة حرارة التغويز: أقل من نقطة انصهار الرماد بمقدار 200–300 درجة مئوية، ضغط التغويز: 1.0 ميجا باسكال إلى 3.0 ميجا باسكال
تركيب الغاز الخام: CO: 29.4%، H2: 29.5%، CO2: 18.8%، CH4: 4.0%، N2+Ar: 0.5%، H2O: 17.5%، أخرى: 0.3%
هذه النتائج مأخوذة من تجربة تغويز الفحم البني ذو النسبة المنخفضة من الرماد باستخدام الأكسجين النقي
مؤشرات العملية: استهلاك الأكسجين: ≤300 نم3/1000 نم3 (CO+H2)، استهلاك البخار: يعتمد على متطلبات المشروع، إنتاج الغاز: يمكن أن يصل إنتاج الغاز الفعال من كل فرن إلى 155000 نم3/ساعة، معدل تحويل الكربون: أكثر من 95%
التطبيقات الصناعية: إنتاج الأمونيا الاصطناعية، الميثانول، الهيدروجين، الغاز الطبيعي الاصطناعي، الزيوت الاصطناعية، IGCC، إلخ
الثالث: أمثلة على التشغيل: تقنية التغويز HTWTM عالية الحرارة، بعد أكثر من 50 عامًا من التطور، حققت نجاحات كبيرة في العديد من المشاريع الصناعية حول العالم. من بينها، يوجد جهاز تجريبي صناعي لتحويل الفحم البني إلى ميثانول من نوع HTWTM، تم إنشاؤه في عام 1986 في مدينة فايلرات في ألمانيا. ويضم هذا الجهاز، بالإضافة إلى وحدة التغويز من نوع HTWTM، وحدات أخرى لتنقية الغاز المُنتج، وضغطه، بالإضافة إلى عمليات تحويل أكسيد الكربون وإزالة الكبريت والكربون من الغاز. يبلغ معدل استهلاك الفحم في كل فرن تحويل في هذا الجهاز التجريبي الصناعي 720 طنًا في اليوم، والضغط التشغيلي هو 1.0 ميجا باسكال، أما إنتاج الغاز المُسخّن فهو 54000 متر مكعب قياسي في الساعة، ويُستخدم هذا الغاز كمادة خام لإنتاج الميثانول. حتى نهاية عام 1997، بلغ إجمالي وقت تشغيل هذا الجهاز 670 ألف ساعة، وتم تحويل 1.6 مليون طن من الفحم البني الجاف إلى غاز، كما بلغ إجمالي إنتاج الميثانول 800 ألف طن. تم التحقق بشكل كامل من موثوقية تقنية التغليف باستخدام درجات حرارة عالية HTWTM في هذا المشروع التجريبي الصناعي. تشغيل موثوق على مدار 12 عامًا متتاليًا، بمعدل تواجد الأجهزة في الخدمة يتجاوز 85%، ووصل إلى 91% في أفضل سنة. يُعد هذا الجهاز التجريبي الصناعي أطول جهاز لتحويل المواد إلى غاز باستخدام سرير تدفق مضغوط، وأكثرها موثوقية، من حيث مدة التشغيل، على مستوى العالم حتى الآن.
هل يتم استخدام تقنية التغيير إلى غاز في البلاد؟
هذه التقنية تعتبر تقنية أساسية، وهي التقنية الأولية التي شكلت أساسًا للعديد من تقنيات صناعة الفحم الحديثة. يتطلب تنفيذ مثل هذه المشاريع في البلاد صبرًا كبيرًا
تمتلك SASOL هذه التقنية أيضًا