الوضع الحالي لتشغيل تقنيات تحويل الغاز المختلفة في البلاد

Thread Content

الوضع الحالي لتقنيات تحويل الغاز في البلاد – المؤلف/المصدر: تاريخ النشر: 2016-08-03، عدد المرات التي تم فيها النقر على المقال: 25. أولاً: الوضع الحالي لتقنية التحويل بالسرير الثابت. بدأ استخدام تقنية التحويل بالسرير الثابت في بلادنا منذ خمسينيات القرن العشرين، وكان يُستخدم بشكل أساسي لتحويل الفحم البني إلى غاز يُستخدم كمادة خام لإنتاج الأمونيا. كان مصنع الأسمدة التابع لجيش التحرير الشعبي في يونان أول مؤسسة في بلادنا تستخدم فرن التغويز بالضغط باستخدام الفحم المطحون، وكان نوع الفرن من الجيل الأول من فرنات روتش. حاليًا، تمتلك مجموعة يونان جيههوا 14 فرنًا من طراز لاو روتشي، من بينها تم تحويل فرن واحد إلى فرن تغويز مضغوط بواسطة رماد الفحم المسحوق (فرن BGL)، وقد تم التشغيل الناجح له في عام 2006. بعد منتصف الثمانينيات من القرن العشرين، شهدت أفران التغويز بالضغط للفحم تطورًا كبيرًا في بلادنا، حيث تمتلك شركات مثل مجموعة تيانجي، ومصنع الغاز في لانتشو، ومصنع التغويز في هاربين، وييما في خنان أفرانًا من هذا النوع. تُستخدم هذه الأفران بشكل أساسي في إنتاج الغاز الحضري، والأمونيا المركبة، والميثانول، والديميثيل إيثر، والغاز الطبيعي، بالإضافة إلى تكرير الفحم بطريقة غير مباشرة. من بينها، تم استخدام 5 أفران من طراز Mark-Ⅱ من شركة روتشي في مصنع الغاز في لانتشو لإنتاج الغاز الحضري، لكن بسبب قيود المستخدمين، توقف استخدام هذه الأفران الآن ； استوردت مصفاة التحويل الغازي في هاربين في أواخر الثمانينيات من القرن العشرين 5 أفران تحويل غازي من ألمانيا (تعادل أفران روتشه من الجيل الثالث) ； أما أفران المؤسسات الأخرى، فهي جميعًا من نوع Mark-Ⅳ وهو فرن تكسير الفحم بالضغط. في السنوات الأخيرة، كانت الشركات التي استخدمت أجهزة التحويل الضغطي للفحم إلى غاز (أفران روتش) هي شركات مثل لوآن في شانشي، وغوانغهوي في شينجيانغ، وداتانغ إنترناشيونال في منغوليا الداخلية، وتشينغهوا في إيلي في شينجيانغ، وشركة جوديان تشيفنغ للأسمدة، وجينمي جينشي، وداتانغ إنترناشيونال في فوشين، وشينتيان في إيلي، وجينمي تيانقينغ في خنان. ومن بين هذه الشركات، فإن جهاز التحويل الضغطي التابع لشركة داتانغ في كي قي هو أول جهاز من نوعه في العالم يعمل بضغط 4.0 ميجا باسكال، وقد تم اختباره بنجاح في مايو 2012 ； المادة الخام المستخدمة في جهاز التحويل الغازي للفحم المطحون في شركة “جين مي جين شي” هي فحم مدينة جينتشنغ رقم 15، وقد تم بالفعل استخدام هذه المادة بنجاح، مما يثبت أن تقنية التحويل الغازي للفحم المطحون يمكن أن تُستخدم لمعالجة الفحم الصلب عديم الدخان في مدينة جينتشنغ بشكل منفصل. المشكلة الشائعة في عملية التغويز بالسرير الثابت هي كمية المياه الفائضة الناتجة عن عملية تحويل الفحم إلى غاز، وتحتوي هذه المياه على كميات كبيرة من القطران والأمونيا والفينول وغيرها من المواد. لا يوجد حتى الآن طريقة فعالة لمعالجة هذه المواد. رغم أنه يمكن استخدام طرق مثل استخلاص الفينول والأمونيا وفصل الماء عن الغاز لفصل هذه المواد، إلا أن عملية المعالجة صعبة، ومن الصعب تحقيق معايير الجودة المطلوبة. بالإضافة إلى ذلك، فإن تكلفة معالجة المياه مرتفعة أيضًا. في مشاريع داتانغ الدولية في منطقة كي، ومشروع غوانغهوي في شينجيانغ، ظهرت مشكلة تآكل جسم الفرن أثناء التشغيل. كما ظهرت مشكلة عدم القدرة على تحقيق الإنتاج المطلوب في منطقتي منغوليا الداخلية وشينجيانغ بسبب ضعف الاستقرار الحراري لخصائص الفحم. ثانيًا: الوضع الحالي لتقنية التغويز بالسرير المتدفق
يتمتع فرن التغويز بالسرير المتدفق بمزايا عديدة مثل بساطة تركيبه، ودرجة الحرارة المناسبة للتشغيل، وسهولة التشغيل، والقدرة العالية على المعالجة، بالإضافة إلى خلو الغاز الناتج من مواد مثل القطران. كما أنه يمكن استخدامه مع أنواع متعددة من الفحم، ويمكن استخدام الفحم المكسور الذي يقل طوله عن 10 سم الناتج عن تعدين الفحم مباشرة فيه. لذلك، حظي هذا الفرن باهتمام بعض الشركات وتم استخدامه فيها. في عام 1993، استورد مصنع الكوك في شنغهاي تقنية ومعدات تحويل الفحم إلى غاز من نوع U-gas، حيث تم تركيب 8 أفران لتحويل الفحم، 6 منها في الخدمة و2 كاحتياط. وكانت القدرة التصميمية لكل فرن هي إنتاج 20,000 متر مكعب من الغاز في الساعة. تم بدء التشغيل في أبريل 1995، وكان ذلك أول مصنع صناعي في العالم يستخدم تقنية U-gas. من عام 1995 حتى أكتوبر 1996، تم تشغيل الأفران لمدة 15,000 ساعة في المجموع. كان الفحم المستخدم في عملية التحويل هو فحم شينفو الصيني، وكميته 50,000 طن. لم تحقق نتائج التشغيل الفعلي لهذا الجهاز المؤشرات المخطط لها، كما توقفت أفران تحويل غاز U عن العمل في بداية عام 2002 بسبب استبدال مدينة شانغهاي بالغاز الطبيعي محل الغاز الحضري. في عام 2005، تعاونت شركة SES مع شركة جونغنينغ شيكسين (في منطقة منغوليا الداخلية) للصناعات الكيماوية القائمة على الفحم، بهدف استخدام تقنية التغويز بغاز U-gas لإنتاج 225 ألف طن سنويًا من الميثانول، و150 ألف طن سنويًا من الديميثيل إيثر. في عام 2008، تم بناء جهاز تكثيف الغاز من نوع U-gas في شركة إيشينس للغازات الجديدة المحدودة في مدينة زاوزوانغ بمقاطعة شاندونغ، ويتكون الجهاز من وحدتين، إحداهما رئيسية والأخرى احتياطية، بسعة 400 طن في اليوم لكل وحدة، وذلك لتوفير غاز التخليق اللازم لمصنع إنتاج الميثانول الذي ينتج 100 ألف طن سنويًا. تم الانتهاء من بناء مشروع إنتاج الميثانول في ييما، خنان، في المرحلة الأولى بطاقة 300 ألف طن سنويًا، باستخدام ثلاث وحدات للتكرير من نوع U-gas بسعة 1200 طن في اليوم لكل وحدة، حيث تم الانتهاء من التركيب الميكانيكي لهذه الوحدات في يونيو 2012، وفي ديسمبر من نفس العام تم اختبار أول وحدة من هذه الوحدات بنجاح. بدأ استخدام تقنية التغويز بالسرير المتدفق الدوري TRIG في الصين عام 2009، وحاليًا يتم استخدام هذه التقنية في مشروعين؛ حيث قامت شركة دونغقوان زونغكه (زينغيو) لتغويز الغاز بتركيب فرن تغويز من نوع TRIG بسعة 1700 طن/يوم، كجزء من مشروع تحديث تقنية IGCC الخاص بها، بينما قامت مجموعة بويوان بتركيب فرن تغويز من نوع TRIG بسعة 1200 طن/يوم، كجزء من مشروع تحسين كفاءة استخدام الطاقة في منطقة سونيت. حاليًا، لم يبدأ تشغيل هذين المشروعين بعد. تعتبر تقنية التغويز بالسرير السائل في بلادنا من التقنيات الجديدة للتغويز، وهي لا تزال في مرحلة التأسيس، ولا يزال أمامها طريق طويل قبل أن تصبح شائعة على نطاق واسع. نظرًا لوجود مرحلة الطور المخفف في تقنية التغويز بالسرير السائل، فإن قوة التغويز في هذه العملية ليست عالية. علاوة على ذلك، فإن معدل تحويل الكربون أقل مقارنة بأفران التغويز ذات السرير الثابت والسرير المتدفق. ثالثًا: الوضع الحالي لتقنية التغويز في أسرّة التدفق الهوائي
1. الوضع الحالي لتقنية التغويز باستخدام خليط الماء والفحم
تُعتبر تقنية التغويز باستخدام خليط الماء والفحم موثوقة ومستقرة في الصناعة. تتطلب هذه التقنية أن يكون نقطة انصهار رماد الفحم أقل من 1350 درجة مئوية (يمكن تخفيض هذا الشرط قليلاً في الأفران ذات الجدران المبردة بالماء). كما يجب أن يكون الفحم قادرًا على تكوين خليط جيد، حيث يُفضل أن يكون معدل تكوين الخليط 58% على الأقل؛ فإذا كان هذا المعدل منخفضًا جدًا، فإن ذلك سيؤثر على كفاءة تشغيل فرن التغويز. تمتلك تقنية التغويز التابعة لشركة ديكسون في الولايات المتحدة (والتي أصبحت الآن تقنية جي إي للتغويز) خبرة تصنيعية في الصين تمتد لما يقرب من 30 عامًا، حيث تم تشغيل ما يقرب من 180 فرن تغويز بنجاح، وبذلك فإن مستوى التصنيع مرتفع والتقنية ناضجة. مثل مشاريع تحويل الفحم في شنغهاي إلى غاز حضري/ميثانول، وتحويل فحم نهر وي إلى أمونيا مركبة/يوريا، ومشروع الطاقة النظيفة في بوتشنغ، التي تعمل بشكل طبيعي، حيث بلغ أطول فترة تشغيل متواصلة 180 يومًا. تمتلك جامعة هوادونغ للعلوم والتكنولوجيا خبرة تصل إلى 10 سنوات في استخدام تقنية تحويل الفحم إلى غاز باستخدام فوهات متعددة، وهي تقنية ناضجة ومتقدمة، كما أن أداؤها مستقر. يمكن لهذه التقنية أن تعمل بشكل مستمر لمدة تصل إلى 90 يومًا. وقد تم استخدام هذه التقنية في مشاريع مثل شركة شينهوا نينغمي، وشركة شانغهاي لتكرير الفحم، وشركة آنيانغ يينغدي. العيب الرئيسي لهذه التقنيات في عملية التحويل إلى غاز هو الحاجة إلى جودة عالية في الفحم، كما أن فوهات الموقد والطوب الحراري تتعرض لمشاكل تستدعي استبدالها بشكل متكرر، وبالتالي يجب إيقاف تشغيل المصنع لإجراء الصيانة كل 1 إلى 2 شهر. لدى عملية تحويل الخليط المتعدد إلى غاز خبرة صناعية تزيد عن عشر سنوات، كما أن التقنية المستخدمة متقدمة والتشغيل مستقر. مقارنةً بتقنيات تحويل الفحم إلى غاز باستخدام أفران تسينغهوا، فإن مدة التشغيل الصناعي لها أقصر، كما أن التقنية ما زالت بحاجة إلى تحسين. 2. الوضع الحالي لتقنية تحويل الفحم الجاف إلى غاز: تُعد تقنية التحويل المضغوط للفحم الجاف التقنية السائدة في صناعة الكيماويات القائمة على الفحم حاليًا، ولها قدرة تكيفية واسعة نسبيًا مع أنواع الفحم المختلفة. يجب أن يكون نقطة انصهار رماد الفحم المستخدم في الفرن أقل من 1400 درجة مئوية، وأن يكون معدل السيليكون إلى الألومنيوم أكبر من 1.6 (يمكن تخفيض هذا المعدل قليلاً باستخدام تقنية التبريد بالماء)، كما يجب أن يكون النطاق التشغيلي أكبر من 120 درجة مئوية. لدى تقنية GSP خبرة صناعية في الصين تقارب عدة سنوات، وتعمل المشاريع المختلفة حاليًا بشكل طبيعي، حيث بلغ أطول فترة تشغيل متواصلة 130 يومًا، مثل مشروع إنتاج الديميثيل إيثر بطاقة 830 ألف طن/سنة التابع لمجموعة نينغشيا للفحم، ومشروع “جينتشنغ 3052” التابع لشركة شانشي لانهوا للكيماويات الفحمية ذات المسؤولية المحدودة. تمتلك تقنية تحويل الغاز باستخدام بودرة شل خبرة صناعية في الصين تمتد لـ 15 عامًا، وهي واحدة من أكثر تقنيات تحويل الغاز تطورًا في العالم. في الفترة ما بين عامي 2000 و2009، قامت الشركات المحلية بتركيب 23 جهازًا لتحويل الغاز باستخدام تقنية شل، لكن بسبب استيراد بعض المعدات والمتطلبات العالية لتشغيلها، تمكن نصف هذه الأجهزة فقط من العمل، كما أن أداءها لم يكن كما هو متوقع، وظهرت مشاكل في تشغيلها. لحل الخلافات المستمرة في البلاد بشأن عدم استقرار أداء منتجات شل بعد تشغيلها، بذلت شل والشركات التي تستخدم منتجاتها جهودًا متواصلة لتسريع استخدام المكونات المحلية، وتعزيز التبادل التقني وحماية حقوق الملكية الفكرية، وتحقيق تشغيل مستقر. وقد تم بالفعل تحقيق تشغيل صناعي مستقر. مثل مشروع إنتاج الأوليفينات من الفحم في داتانغ دولون، ومشروع إنتاج الأمونيا الاصطناعية في يونان تيانآن، ومشروع إنتاج الميثانول في هينان هيبي، ومشروع تحويل الفحم إلى زيت في شينهوا، فقد حققت هذه المشاريع قدرة على التشغيل المستمر بحمل عالٍ لأكثر من 120 يومًا، مما يعكس استقرارًا في العمليات على مدار مائة يوم ； عملت عدة وحدات لتحويل الغاز من شركة شل في مواقع مثل شوانغهوان وليوهوا ويونغتشنغ لأكثر من 320 يومًا، حيث بلغ الرقم القياسي 341 يومًا. مرت ثماني سنوات منذ تطوير فرن الفضاء حتى الآن، ومن خلال الممارسة المستمرة والتحسينات، تراكمت خبرات كبيرة في التصميم والتشغيل، كما أصبحت التقنية ناضجة إلى حد كبير وأداؤه جيد. تم استخدام تقنيات أخرى لتحويل الغاز إلى مسحوق، مثل فرني المرحلتين وفرن الشرق، في مشروع أو مشروعين فقط، ومدة تشغيلها على نطاق صناعي قصيرة، كما أن التقنية لا تزال بحاجة إلى التحسين والإصلاح. لم يتم تشغيل فرن الفحم بعد، ولا يزال الأمر قيد المراقبة.