بازار حذف نیتروژن در کوره‌های کک‌سازی داخلی، به شدت نیازمند پیشرفت‌های فناورانه است؛ نوآوری فناورانه باید سود اقتصادی برای شرکت‌ها ایجاد کند

Thread Content

آخرین بار، این پست توسط angryant در تاریخ ۲۰۱۶-۸-۲ ساعت ۱۹:۳۰ ویرایش شد. بنا بر گفته ژنگ ون‌هوا، یکی از کارشناسان انجمن صنعت کک‌سازی چین، در حال حاضر بیش از ۶۰۰ کارخانه کک‌سازی در سراسر کشور وجود دارد و میزان تولید کک در سال گذشته ۴۴۷.۸ میلیون تن بوده است. در سال‌های اخیر، غلظت متوسط NOx در گازهای خروجی کوره‌های کک‌سازی در کشور، حدود ۶۵۰ میلی‌گرم بر نانومتر مکعب است. اگر این دودها به استانداردهای انتشار NOx در صنعت کوک‌سازی برسند (۵۰۰ میلی‌گرم بر نانومتر مکعب در مناطق عادی و ۱۵۰ میلی‌گرم بر نانومتر مکعب در مناطق ویژه)، با فرض غلظت متوسط ۴۵۰ میلی‌گرم بر نانومتر مکعب، سالانه حدود ۲۶۵ هزار تن از انتشار NOx کاهش خواهد یافت؛ این مقدار معادل ۱.۹٪ از کل انتشار اکسیدهای نیتروژن در صنایع کشور است (بر اساس «گزارش آماری محیط زیست کشور (سال ۲۰۱۴)»، میزان انتشار اکسیدهای نیتروژن در صنایع ۱۴۰۴.۸ هزار تن است). 　　بر این اساس، برخی کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که اگر تمام کوره‌های فرآوری کک در صنعت کک‌سازی، با توجه به ظرفیت فعلی، مجهز به دستگاه‌های حذف نیتروژن شوند، ارزش کل بازار حدود ۲۰ میلیارد یوان خواهد بود. 　　با این حال، از نظر فناوری‌های مدیریتی، هنوز نقاط ضعفی در این صنعت وجود دارد. بر اساس آنچه مشخص شده است، از نظر فناوری‌های کنونی، فرآیندهای جداگانه برای حذف گرد و غبار و حذف گوگرد نسبتاً پیشرفته هستند و می‌توانند باعث تولید آلاینده‌هایی در سطح مجاز شوند. و اکثریت قریب به اتفاق کوره‌های فولادسازی در حذف اکسیدهای نیتروژن (NOx)، دچار مشکل در رعایت الزامات استانداردهای جدید هستند؛ بنابراین فناوری‌های سنتی حذف نیتروژن دیگر نمی‌توانند نیازهای بازار را برآورده کنند. 　　“در حال حاضر، صنعت کوک‌سازی در کشور ما بازار بزرگی برای کاهش نیتروژن اکسید در اختیار دارد که هنوز توسعه نیافته است. برای شرکت‌های داخلی فعال در زمینه مدیریت محیط زیست، این موضوع هم فرصتی است و هم چالشی؛ لذا نیاز به تقویت تحقیق و توسعه و کسب مهارت‌های لازم وجود دارد تا بتوانند بازارهای بزرگتری را برای خود باز کنند. ”افراد حاضر در این صنعت می‌گویند. 　　فناوری‌های سنتی کاربرد ندارند و نیاز مبرم به توسعه فناوری‌های مطلوب وجود دارد. فناوری‌های سنتی حذف نیتروژن، نیازهای بازار حذف نیتروژن در کوره‌های فولادسازی را برآورده نمی‌کنند. دمای گازهای خروجی کوره‌های فولادسازی، پیش از فرآیند حذف نیتروژن، معمولاً بین ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد است؛ این دما کمتر از شرایط لازم برای حذف نیتروژن در روش‌های سنتی است. ترکیبات آلاینده‌های موجود در گازهای خروجی کوره‌های فولادسازی نیز با صنعت برق‌تولیدی از زغال‌سنگ متفاوت است. به گفته خبرنگاران، در حال حاضر فناوری حذف نیتروژن از گازهای خروجی صنعت برق‌تولیدی از زغال‌سنگ نسبتاً پیشرفته است و روش‌های اصلی آن را می‌توان به سه دسته خشک، نیمه‌خشک و مرطوب تقسیم کرد. در میان آن‌ها، روش‌های خشک شامل روش کاهش کاتالیتیک انتخابی (SCR) و روش کاهش کاتالیتیک غیرانتخابی (SNCR) می‌باشد؛ روش‌های نیمه‌خشک شامل روش استفاده از فعال‌سازهای کربنی برای حذف گوگرد و نیتروژن است؛ و روش‌های مرطوب شامل روش اکسیداسیون و جذب با ازن می‌باشد. 　　با این حال، تحقیقات و کاربردهای صنعتی نشان داده‌اند که فناوری‌های گفته‌شده برای حذف نیتروژن در صنعت برق تولید شده از زغال‌سنگ، نمی‌توانند نیازهای بازار مربوط به حذف نیتروژن در کوره‌های تولید کک را برآورده کنند و نمی‌توانند حذف کارآمد نیتروژن در این کوره‌ها را ممکن سازند. عمدتاً سه دلیل وجود دارد. اول از همه، دمای گازهای خروجی کوره‌های فرآوری زغال‌سنگ قبل از فرآیند حذف نیتروژن، معمولاً بین ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد است؛ در حالی که دمای گازهای خروجی نیروگاه‌های زغال‌سنگ قبل از این فرآیند، بین ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد تا ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد است. دمای گازهای خروجی کوره‌های فرآوری زغال‌سنگ، با شرایط دمایی مورد نیاز در فرآیندهای سنتی سازگار نیست؛ لذا این موضوع مانع از استفاده از برخی روش‌های فنی در فرآیند حذف نیتروژن از این گازها می‌شود. 　　دوم اینکه، ترکیبات آلاینده‌های گازهای خروجی کوره‌های فرآوری ذغال‌سنگ، متفاوت از صنعت برق زغال‌سنگ است. در گازهای خروجی صنعت برق زغال‌سنگ، میزان SO2 بالا و میزان NOx پایین است؛ در حالی که در گازهای خروجی کوره‌های فرآوری ذغال‌سنگ، میزان NOx بالا و میزان SO2 پایین است. همچنین، این گازها حاوی ترپن‌ها، هیدروژن سولفید (H2S)، مونوکسید کربن، متان و کربن آزاد نیز می‌باشند. این موضوع باعث می‌شود روش‌هایی مانند روش خنثی‌سازی گوگرد و نیتروژن با استفاده از کربن فعال، که برای شرایط گازهای دارای میزان گوگرد بالا و نیتروژن پایین مناسب هستند، در صنعت فرآوری ذغال‌سنگ قابل استفاده نباشند. 　　سوم اینکه، دمای درون دودکش کوره‌های کک‌سازی باید بالاتر از ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد باقی بماند (در صنعت کک‌سازی به این وضعیت، «آمادگی حرارتی دودکش» گفته می‌شود). در صورت خرابی پمپ‌های تخلیه هوا، این وضعیت می‌تواند اطمینان حاصل کند که دودکش کوره‌های کک‌سازی همچنان شرایط فشاری پایداری برای فرآیند کک‌سازی فراهم کند، بدون اینکه تولید کل کوره‌های کک‌سازی مختل شود. بنابراین، استفاده از روش‌های تولید مبتنی بر روش خیس، که در آن دمای گازهای خروجی بسیار پایین است، در صنعت کک‌سازی محدود می‌شود. 　　“در حال حاضر، بیش از ۲۰ شرکت در کشور مشغول توسعه فناوری‌های گرفتن گوگرد و نیتروژن از دوده‌های کوره‌های کوک هستند. آن‌ها برای رفع مشکلات ناشی از فناوری‌های سنتی گرفتن نیتروژن در صنعت کوره‌های کوک، تحقیقات علمی انجام می‌دهند تا بتوانند نیازهای بازار را برآورده کرده و فضای بیشتری در بازار گرفتن نیتروژن از کوره‌های کوک به دست آورند. ”به گفته کارشناسان این حوزه، برخی از این شرکت‌ها، شرکت‌های مدیریتی هستند که توسط شرکت‌های تولید کک تأسیس شده‌اند؛ در حالی که برخی دیگر، شرکت‌های سومی هستند که به طور تخصصی در مدیریت گازهای ناشی از کوره‌های کک‌سازی فعالیت می‌کنند. هر یک از این شرکت‌ها مزایای خاص خود را دارند. 　　با تمرکز بر شرکت‌ها، موانع فناوری سنتی حذف نیتروژن از گازهای خروجی غلبه شده است. شرکت‌ها با همکاری یکدیگر، کاتالیزورهای کمکی (ادویه‌های شیمیایی) را توسعه داده‌اند؛ این کاتالیزورها در ترکیب با کاتالیزورهای معمولی مبتنی بر وانادیوم و تیتانیوم، به حذف نیتروژن در دماهای پایین در کوره‌های فرآوری زغال سنگ کمک می‌کنند؛ همچنین به پردازش همزمان گازهای خروجی نیز کمک می‌کنند. در حال حاضر، چندین شرکت در کشور، برای حل مشکلات موجود در فناوری سنتی حذف نیتروژن در صنعت کوره‌های فرآوری زغال سنگ، تحقیقاتی انجام داده‌اند و تاکنون پیشرفت‌هایی در این زمینه داشته‌اند. ”ژنگ ون‌هوا توضیح داد که برخی از شرکت‌ها در تلاش هستند تکنولوژی‌های خنثی‌سازی نیتروژن در دماهای پایین، مناسب برای گازهای خروجی کوره‌های فولادسازی با دمای ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد، را توسعه دهند. برای مثال، شرکت فناوری مهندسی «ژونگیه جیائونای» (دالیان)، تکنولوژی و روش یکپارچه «گسیختن گوگرد به روش خشک/نیمه‌خشک + گسیختن نیتروژن و حذف گرد و غبار در دمای پایین» را توسعه داده است؛ شرکت فناوری مهندسی بین‌المللی «شوگانگ» در پکن، تکنولوژی یکپارچه «گسیختن نیتروژن به روش کاتالیزی در دمای پایین + بازیابی انرژی باقی‌مانده + گسیختن گوگرد و حذف گرد و غبار به روش مرطوب» را توسعه داده است؛ و شرکت فناوری زیست‌محیطی «گوهوا» در چنگدو، تکنولوژی‌های «گسیختن گوگرد به روش کاتالیزی نوین» و «گسیختن نیتروژن با روش SCR در دمای پایین» را توسعه داده است. 　　“برخی از فرآیندهای فنی ذکر شده، به صورت صنعتی پیاده‌سازی شده‌اند و قادر به حذف کربن دی‌اکسید به شکل کارآمد و پایدار در کوره‌های کوک هستند؛ شرکت‌های تحقیق و توسعه نیز به طور فعال در حال ورود به بازار این فناوری‌ها هستند. برخی وارد مرحله آزمایش‌های صنعتی شده‌اند. ”ژنگ ون‌هوا همچنین توضیح داد که فناوری شرکت «ژونگیه جیائونای» به مرحله صنعتی‌سازی رسیده است؛ فناوری شرکت «بیجینگ شوگانگ اینترنشنال انجینیرینگ» نیز مرحله آزمایشات میانی را پشت سر گذاشته، و فناوری توسعه‌یافته توسط شرکت «چنگدو گوهوا برای حفاظت از محیط زیست» نیز مرحله آزمایشات میانی را گذرانده و در انتظار صنعتی‌سازی است. 　　بر اساس گزارش‌ها، فناوری حذف گوگرد و نیتروژن از کوره‌های کک‌سازی که توسط شرکت «ژونگیه جیائونای» توسعه یافته است، توسط مجله «ورلد متال گزت» در سال ۲۰۱۵ به عنوان یکی از «ده دستاورد فناورانه برجسته صنعت فولاد جهان» انتخاب شد؛ این فناوری به عنوان یک پیشرفت مهم در زمینه حذف نیتروژن از فرآیندهای کک‌سازی شناخته می‌شود. در واقع، فناوری حذف گوگرد و نیتروژن تولید شده توسط شرکت «ژونگ‌یه جیائونای»، نه تنها می‌تواند برای بهبود کوره‌های ذوب فولاد استفاده شود، بلکه نیازهای کارخانه‌های تولید کک مستقل را نیز برآورده می‌کند. 　　ژنگ ون‌هوا توضیح داد که شرکت «ژونگیه جیائونای» با همکاری مؤسسات تحقیقاتی مرتبط، فرمولی از کاتالیست را توسعه داده است که حاوی یک کاتالیزور کمکی ویژه (ادوات افزودنی) می‌باشد. این فرمول به کاتالیست‌های معمولی مبتنی بر وانادیوم و تیتانیوم اجازه می‌دهد تا در دماهای ۱۸۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد، همچنان فعالیت، انتخاب‌پذیری و پایداری خود را حفظ کنند، به راحتی مسموم نشوند و بتوانند به طور کارآمد نیتروژن را حذف کنند. 　　“دستگاهی که ما توسعه داده‌ایم، گس‌زدایی همزمان، حذف گرد و غبار و حذف نیتروژن اکسید را در گازهای خروجی کوره‌های فولادسازی امکان‌پذیر می‌سازد. در حال حاضر، تصفیه گازهای ناشی از کوره‌های کوکس‌سازی در پروژه‌های مختلفی مانند کوره‌های کوکس‌سازی شرکت باوگانگ در ژانجیانگ و شرکت شاندونگ تیه‌شیونگ شینشا، انجام شده است و صنعتی‌سازی آن محقق گردیده است. ” یین هوا، مهندس ارشد درجه استادی شرکت متالورژی چین، توضیح داد. 　　“با این حال، شرکت‌های مذکور در زمینه صنعتی‌سازی فناوری و گسترش دستاوردها، نیاز به تلاش بیشتری دارند تا رشد صنعت حذف نیتروژن از کوره‌های فولادسازی را تسریع کنند. ”افراد حاضر در این صنعت می‌گویند. اطلاعات پس‌زمینه: «دوران یخبندان» نیازمند تحریک‌های سیاستی برای رشد سالم بازار است؛ پیشنهاد می‌شود سیاست‌های یارانه‌ای برای حفاظت از محیط زیست اجرا شود و الگوهای مختلفی برای ترویج فناوری‌های جدید به کار رود. «برخی از شرکت‌ها، به دلیل فشارهای اقتصادی، در فرآیند مناقصه به کیفیت توجه نمی‌کنند و تنها به دنبال کمترین قیمت برای برنده شدن هستند؛ این امر منجر به ورود فناوری‌ها و تجهیزات نامرغوب به بازار حفاظت از محیط زیست می‌شود.» ” یین هوا، مهندس ارشد درجه استادی شرکت «ژونگیه جیائونای»، اخیراً هنگام گشایش بازار با پدیده‌های فراوانی از این دست روبرو شده است؛ پروژه‌های حذف گوگرد و نیتروژن توسط برخی شرکت‌های کوچک، نه تنها از نظر فرآیندی قابل اعتماد نیستند، بلکه تجهیزات مورد استفاده در آن‌ها نیز به صورت سطحی ساخته شده‌اند. این تجهیزات پس از مدت کوتاهی به دلیل خوردگی شدید، از کار می‌افتند و منجر به هدررفت شدید منابع می‌شوند. 　　“در دو سال گذشته، به دلیل رکود در صنایع مرتبط مانند صنعت فولاد، نرخ سود شرکت‌های تولیدکننده کک بسیار کمتر از گذشته شده است. بسیاری از مالکان، اگرچه مایل به پاسخگویی به فراخوان‌ها برای نصب تجهیزات زیست‌محیطی هستند، اما به دلیل فشارهای اقتصادی شدید، تأمین مالی لازم برای کاهش آلودگی دشوار است و ساخت تجهیزات گازگیری نیز پرچالش می‌باشد. ”کارشناسان این حوزه معتقدند. 　　به همین منظور، یین هوا گفت که با توجه به اینکه محصولات جانبی ناشی از حذف گوگرد و نیتروژن در کوره‌های کوکس‌سازی کم است، ساخت و بهره‌برداری از تأسیسات زیست‌محیطی توسط شرکت‌های کوکس‌سازی، هزینه‌های اقتصادی زیادی دارد و درآمد کمی به همراه دارد؛ لذا پیشنهاد می‌شود که از روش‌های مورد استفاده در صنعت برق الهام گرفته شده و سیاست‌های یارانه‌ای زیست‌محیطی اعمال شود: یعنی جایگزینی تنبیه با پاداش، یا «تمایز واضح بین پاداش و تنبیه». به شرکت‌هایی که واقعاً تمایل به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای دارند، کمک می‌کند تا از «دوران یخبندان» صنعت کاتالیز عبور کنند؛ در نتیجه، شرکت‌های بیشتری می‌توانند از فناوری‌های پیشرفته و کارآمد استفاده کنند. همچنین، این امر باعث تقویت پویایی بازار و هدایت آن به سمت رشد سالم می‌شود. 　　“شرکت‌های مهندسی نیز باید الگوهای مختلف همکاری را در اختیار صاحبان پروژه قرار دهند تا آن‌ها بتوانند با کاهش سرمایه‌گذاری، به فناوری‌های بومی دست یابند. ”یین هوا توضیح داد که با استناد به پروژه حذف گوگرد و نیتروژن در گویچو، چیانگشی و تیاننگ، مقامات محلی **به طور فراوان به تولید پاک شرکت‌ها توجه و حمایت می‌کنند؛ پس از بررسی‌های متعدد و از طریق روش مناقصه، شرکت «ژونگیه جیائونای» به عنوان ارائه‌دهنده خدمات این پروژه انتخاب شد. این پروژه با روش پیمانکاری کلی (EPC) اجرا می‌شود؛ این روش نه تنها امکان ارائه تخفیفات بیشتری در قیمت کل را فراهم می‌کند، بلکه به شرکت‌های تولید کک نیز اجازه می‌دهد تا تمرکز خود را بر مدیریت روزمره قرار دهند و نیازی نباشد در طول فرآیند ساخت، زمان زیادی را صرف امور مربوط به ساخت و ساز کنند. در حال حاضر، این پروژه با سرعت زیادی در حال ساخت است. “علاوه بر مدل پیمانکاری کلی (EPC)، مدل طراحی و تأمین (EP) برای صاحبان پروژه که دارای توانایی اجرایی هستند، بدون شک گزینه‌ای اقتصادی‌تر است. ”یین هوا همچنین توضیح داد که علاوه بر الگوهای همکاری سنتی فوق، الگوی BOT (ساخت-اجرا-واگذاری) که در سال‌های اخیر توسعه یافته است، نیز روش خوبی برای حل مشکلات فوری و کاهش فشار مالی بر صاحبان پروژه و پیمانکاران محسوب می‌شود.