وضعیت فعلی استفاده از انواع فناوری‌های گازسازی در کشور

Thread Content

وضعیت فعلی استفاده از روش‌های مختلف گازسازی در کشور / نویسنده/منبع: تاریخ: ۰۳-۰۸-۲۰۱۶؛ تعداد کلیک‌ها: ۲۵
۱. وضعیت فعلی استفاده از روش گازسازی با بستر ثابت
استفاده از روش گازسازی با بستر ثابت در کشور ما از دهه ۱۹۵۰ آغاز شد؛ این روش عمدتاً برای تبدیل لیگنیت به گاز مورد نیاز برای تولید آمونیاک استفاده می‌شود. کارخانه کودهای شیمیایی ارتش آزادی‌بخش یونان، اولین شرکت در کشور ما بود که از کوره گازسازی تحت فشار با زغال سنگ خردشده استفاده کرد؛ نوع این کوره، نسل اول کوره‌های روچی بود. در حال حاضر، گروه صنعتی یونان جیهوا دارای ۱۴ کوره لائو روچی است؛ از این تعداد، ۱ کوره به کوره گازسازی فشاردار با استفاده از خاکستر زغال‌سنگ (کوره BGL) تبدیل شده و در سال ۲۰۰۶ موفقیت‌آمیز به کار گرفته شد. پس از اواسط دهه ۱۹۸۰، کوره‌های گازسازی فشاردار زغال‌سنگ در کشور ما رشد چشمگیری داشتند. شرکت‌هایی مانند گروه تیانجی، کارخانه گاز لانچوآن، کارخانه گاز هاربین و یی‌ما در استان خنان، همگی از این کوره‌ها برخوردارند. این کوره‌ها عمدتاً برای تولید گاز شهری، آمونیا سنتزی، متانول، دی‌متیل اتر، گاز طبیعی و لیقید کردن غیرمستقیم زغال‌سنگ استفاده می‌شوند. در میان آن‌ها، ۵ کوره نوع Mark-Ⅱ از شرکت روچ که توسط کارخانه گاز لانچوآن وارد شده‌اند، عمدتاً برای تولید گاز شهری به کار می‌روند؛ اما به دلیل محدودیت‌های مربوط به مشتریان، تولید آن‌ها متوقف شده است ； کارخانه گازسازی هاربین در اواخر دهه ۱۹۸۰، ۵ کوره گازسازی نوع PKM را از آلمان وارد کرد (که معادل کوره‌های نسل سوم روچی هستند) ； نوع کوره سایر شرکت‌ها، همگی کوره گازسازی تحت فشار با ذغال سنگ نوع Mark-Ⅳ است. در سال‌های اخیر، شرکت‌هایی که از دستگاه گازسازی فشاردار زغال‌سنگ (کوره لوچی) استفاده می‌کنند، عمدتاً شامل شانشی لوآن، شینجیانگ گوانگهوی، منچوری داتانگ اینترنشنال که‌چی، شینجیانگ ایلی چینگهوا، گودیان چیفنگ فرآورده‌های شیمیایی، جینمهی جینشی، داتانگ اینترنشنال فوشین، ایلی شینتیان و هنان جینمهی تیانچینگ هستند. در میان این‌ها، دستگاه گازسازی شرکت داتانگ که‌چی، اولین دستگاه گازسازی فشاردار زغال‌سنگ جهان با فشار عملیاتی ۴.۰ MPa است که در ماه مه سال ۲۰۱۲ با موفقیت در حالت آزمایشی راه‌اندازی شد ； مواد اولیه برای فرآیند گازسازی زغال‌سنگ در دستگاه «جین‌مه‌جین‌شی»، زغال‌سنگ شماره ۱۵ منطقه جینچنگ است؛ در حال حاضر این فرآیند با موفقیت انجام شده است و این امر نشان می‌دهد که فناوری گازسازی زغال‌سنگ تحت فشار، می‌تواند به تنهایی زغال‌سنگ بلوکی بدون دود منطقه جینچنگ را پردازش کند. مشکل رایج در فرآیند گازسازی با بستر ثابت، میزان زیاد آب فاضلاب تولید شده در اثر فرآیند گازسازی است؛ این آب فاضلاب حاوی مقادیر زیادی نفتالن، آمونیاک و فنول است. در حال حاضر روش مناسبی برای پردازش این مواد وجود ندارد. اگرچه می‌توان از روش‌هایی مانند جداسازی فنول و آمونیاک و همچنین جداسازی آب از گاز برای جداسازی این مواد استفاده کرد و سپس آن‌ها را به ایستگاه‌های پردازشی ارسال نمود، اما پردازش این مواد دشوار است و دستیابی به استانداردهای لازم برای تخلیه آب فاضلاب دشوار است؛ همچنین هزینه‌های سرمایه‌گذاری و پردازش آب فاضلاب نیز نسبتاً بالا است. در فرآیند گازسازی با بستر ثابت، در پروژه‌های داتانگ اینترنشنال در کی‌چی و گوانگهویی در شینجیانگ، مشکل خوردگی بدنه کوره نیز رخ داده است؛ همچنین در منگولستان داخلی و شینجیانگ، به دلیل پایداری حرارتی ضعیف زغال، نتوانسته‌اند به ظرفیت تولید مورد نظر برسند. دوم، وضعیت فعلی استفاده از فناوری گازسازی در تخت‌های جریان‌دار: کوره‌های گازسازی با تخت‌های جریان‌دار به دلیل ساختار ساده، دمای عملیاتی مناسب، راحتی در کاربرد، ظرفیت بالای پردازش، عدم وجود موادی مانند نفتالن در گاز تولید شده، سازگاری با انواع مختلف زغال‌سنگ، و همچنین امکان استفاده مستقیم از زغال‌سنگ خرد شده با قطر کمتر از ۱۰ سانتی‌متر که در معادن زغال‌سنگ تولید می‌شود، مورد توجه برخی از شرکت‌ها قرار گرفته و مورد استفاده قرار گرفته‌اند. کارخانه کاوشگری شانگهای در سال ۱۹۹۳ فناوری و تجهیزات گازسازی U-gas را معرفی کرد؛ در مجموع ۸ کوره گازسازی وجود داشت، ۶ عدد آن در حال کار بودند و ۲ عدد به عنوان ذخیره در نظر گرفته شده بودند. ظرفیت تولید هر کوره گازسازی، ۲۰٬۰۰۰ متر مکعب گاز در ساعت بود. این کارخانه در ماه آوریل سال ۱۹۹۵ راه‌اندازی شد؛ این اولین پروژه صنعتی استفاده از فناوری U-gas در جهان بود. از سال ۱۹۹۵ تا اکتبر سال ۱۹۹۶، مجموعاً ۱۵٬۰۰۰ ساعت کاری انجام شد. سوخت مورد استفاده برای گازسازی، زغال‌سنگ چینی بود؛ مقدار کل این زغال‌سنگ ۵۰ هزار تن بود. نتایج عملکرد واقعی این دستگاه‌ها به استانداردهای طراحی دست نیافت؛ همچنین، به دلیل جایگزینی گاز شهری با گاز طبیعی در شهر شانگهای، کوره‌های گازی U-gas در اوایل سال ۲۰۰۲ از کار افتادند. در سال ۲۰۰۵، شرکت SES با شرکت جونگنگ شیشین (اندونگولی)، یک شرکت فعال در زمینه صنایع شیمیایی مبتنی بر زغال‌سنگ، همکاری کرد تا از فناوری گازسازی U-gas برای تولید ۲۲۵ هزار تن در سال متان و ۱۵۰ هزار تن در سال دی‌متیل‌اوره استفاده کند. در سال ۲۰۰۸، در شرکت «ای‌شینسی» در شهر زائوزوانگ، استان شاندونگ، دو دستگاه گازسازی تحت فشار نوع U-gas با ظرفیت ۴۰۰ تن در روز ساخته شد؛ یک دستگاه برای استفاده مستقیم و دستگاه دیگر به عنوان دستگاه پشتیبان. این دستگاه‌ها برای تأمین گاز سنتزی مورد نیاز کارخانه تولید ۱۰۰ هزار تن متانول در سال، به کار می‌روند. پروژه متان با ظرفیت ۳۰۰ هزار تن در سال در مرحله اول یی‌ما، خنان، از سه کوره گازی فشاردار U-gas با ظرفیت ۱۲۰۰ تن در روز (دو کوره در حال کار و یک کوره به عنوان کوره ذخیره) استفاده کرده است؛ ساخت این پروژه در ماه ژوئن سال ۲۰۱۲ به پایان رسید و در ماه دسامبر، اولین کوره گازی با موفقیت آزمایش شد. در کشور، استفاده از فناوری گازسازی با استفاده از تکنولوژی TRIG در بستر جریان‌دار، از سال ۲۰۰۹ آغاز شده است. در حال حاضر، دو پروژه از این فناوری استفاده می‌کنند؛ در پروژه تغییرات مربوط به IGCC در شرکت دونگقوان زونگکه (ژنگیو)، یک کوره گازسازی TRIG با ظرفیت ۱۷۰۰ تن در روز برای پردازش زغال‌سنگ استفاده شده است؛ همچنین در پروژه کاهش مصرف انرژی گروه بویوان در منطقه سونیت نیز، یک کوره گازسازی TRIG با ظرفیت ۱۲۰۰ تن در روز مورد استفاده قرار گرفته است. در حال حاضر، این دو پروژه هنوز به صورت عملیاتی راه‌اندازی نشده‌اند. فناوری گازسازی با تخت جریانی در کشور ما یک روش گازسازی نوین است و هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارد؛ فاصله زیادی تا رسیدن به استفاده گسترده در پیش است. فناوری گازسازی با تخت جریانی، به دلیل وجود بخش فاز رقیق، دارای شدت گازسازی بالایی نیست. علاوه بر این، نرخ تبدیل کربن در آن کمتر از کوره‌های گازسازی با بستر ثابت و بستر جریان هوا است. سوم، وضعیت فعلی فناوری گازسازی در بستر جریان هوا
۱. وضعیت فعلی فناوری گازسازی با استفاده از سس زغال‌سنگ
فناوری گازسازی با استفاده از سس زغال‌سنگ، به دلیل پایداری و قابلیت اطمینان بالا، در صنعت شناخته شده است. این روش گازسازی نیازمند داشتن نقطه ذوب خاکستر زغال‌سنگ کمتر از ۱۳۵۰ درجه سانتی‌گراد است (در کوره‌های تیانگونگ که از دیواره‌های سرد استفاده می‌کنند، این محدودیت می‌تواند کمی کاهش یابد)؛ همچنین، زغال‌سنگ باید دارای خواص مناسبی برای تشکیل سس باشد؛ معمولاً حداقل ۵۸٪ از زغال‌سنگ باید این ویژگی را داشته باشد؛ در غیر این صورت، این موضوع بر کارایی اقتصادی کوره گازسازی تأثیر منفی خواهد داشت. فناوری گازسازی تکساکو در ایالات متحده (که اکنون GE Gasification نام دارد)، تقریباً ۳۰ سال تجربه صنعتی در چین دارد؛ حدود ۱۸۰ کوره گازسازی در آنجا با موفقیت فعالیت می‌کنند. سطح صنعتی‌سازی این فناوری بالا بوده و تکنولوژی آن نیز بسیار پیشرفته است. پروژه‌هایی مانند تولید گاز شهری/متانول از زغال‌سنگ در شانگهای، تولید آمونیا سنتزی/یوریا از زغال‌سنگ در رودخانه وی، و پروژه‌های انرژی پاک در پوچنگ، به طور عادی فعالیت می‌کنند و حداکثر مدت زمان فعالیت متوالی آن‌ها ۱۸۰ روز است. دانشگاه علوم فنی شرق چین، در زمینه فناوری گازسازی سیال آبی-زغال‌سنگ با استفاده از چند لوله تزریق، ۱۰ سال تجربه صنعتی دارد؛ این فناوری بسیار پیشرفته بوده، روند کارکرد آن یکنواخت است و حداکثر زمان کار مداوم آن ۹۰ روز می‌باشد. پروژه‌هایی مانند شنهوا نینگمی، شانگهای جیائوکه و آنیانگ یینگده نیز از همین فناوری برای گازسازی سیال آبی-زغال‌سنگ استفاده می‌کنند. عیب اصلی این روش‌های گازسازی، نیاز بالا به کیفیت خاصی در زغال‌سنگ است؛ همچنین، فن‌های مورد استفاده در کوره‌های گازسازی و آجرهای مقاوم در برابر حرارت، به راحتی دچار مشکل می‌شوند و نیاز به تعویض مداوم دارند. به طور متوسط، کوره باید هر ۱ تا ۲ ماه یکبار برای تعمیرات متوقف شود. گازسازی سوپرفوسفات نیز بیش از ده سال تجربه صنعتی دارد، فناوری آن بالغ است و عملکرد آن پایدار است. در مقایسه با روش‌های دیگر گازسازی سوخت آبی، کوره تسینگهوا زمان عملیاتی صنعتی کوتاه‌تری دارد و فناوری آن نیاز به بهبود دارد. ۲. وضعیت فعلی فناوری گازسازی پودر زغال خشک: فناوری گازسازی پودر زغال خشک تحت فشار، روش پرطرفدار در صنعت شیمی زغال‌سنگ امروزی است و قابلیت سازگاری نسبتاً گسترده‌ای با انواع مختلف زغال‌سنگ دارد. از زغال‌های مورد نیاز برای ورود به کوره، انتظار می‌رود نقطه ذوب T4 آن‌ها کمتر از ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد باشد؛ نسبت سیلیس به آلومینیوم نیز باید بیشتر از ۱.۶ باشد (در فرآیندهای خنک‌سازی با آب، این محدودیت می‌تواند کمی کاهش یابد)؛ همچنین، محدوده عملکردی این زغال‌ها باید بیشتر از ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد باشد. شرکت GSP در زمینه گازسازی، تجربه‌ای حدود چند ساله در صنعت چین دارد؛ در حال حاضر تمام پروژه‌های این شرکت به خوبی کار می‌کنند. طولانی‌ترین مدت فعالیت مداوم، ۱۳۰ روز بوده است؛ مثلاً پروژه تولید دی‌متیل‌متان با ظرفیت ۸۳ هزار تن در سال متعلق به گروه صنایع زغال‌سنگ نینگشیا، و پروژه «جینچنگ ۳۰۵۲» متعلق به شرکت سهامی محدود صنایع شیمیایی زغال‌سنگ شانشی. فناوری گازسازی پودری شل، ۱۵ سال تجربه صنعتی در چین دارد و یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های گازسازی در جهان محسوب می‌شود. در سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۹، شرکت‌های داخلی چین به تدریج ۲۳ دستگاه گازسازی شل را وارد کردند؛ اما به دلایلی مانند واردات برخی تجهیزات و الزامات عملیاتی بالا، تنها نیمی از این دستگاه‌ها قادر به کارکردن شدند و عملکرد آن‌ها به انتظارات رسیده نبود و با مشکلاتی روبرو شدند. برای حل اختلافات موجود در کشور درباره عملکرد نامنظم شرکت شل پس از راه‌اندازی، این شرکت همراه با کارفرمایان، تلاش‌های بی‌وقفه‌ای برای تسریع در تولید داخلی قطعات، تقویت تبادل فناوری و حفاظت از حقوق مالکیت فکری، و همچنین برای دستیابی به عملکرد پایدار انجام داده است؛ در حال حاضر نیز عملکرد صنعتی به طور پایدار انجام می‌شود. پروژه‌هایی مانند پروژه تولید الکن‌ها از زغال‌سنگ در داتانگ دولون، پروژه تولید آمونیاک سنتتیک در یوننان تیانآن، پروژه تولید متانول در هنان هه‌بی، و پروژه تولید روغن از زغال‌سنگ در شنهوا، موفق شده‌اند عملکردی با بار کاری بالا و به صورت مداوم برای بیش از ۱۲۰ روز داشته باشند و به عملکرد استاندارد ۱۰۰ روزه دست یافته‌اند ； چندین دستگاه گازسازی شل در شرکت‌هایی مانند شوانگ‌هوانگ، لیوهوا و یونگچنگ، به طور کلی بیش از ۳۲۰ روز فعال بوده‌اند؛ که بالاترین رکورد مربوط به ۳۴۱ روز است. از زمان صنعتی شدن کوره فضایی، هشت سال گذشته است؛ از طریق تجربیات مداوم و بهبودهای مستمر، تجربیات قابل توجهی در زمینه طراحی و عملکرد آن انباشته شده است. فناوری مربوط به آن نسبتاً بالغ بوده و عملکرد آن نیز خوب است. فرآیندهای دیگر گازسازی پودری مانند کوره دومرحله‌ای و کوره شرقی تاکنون تنها در ۱ تا ۲ پروژه مورد استفاده قرار گرفته‌اند؛ زمان عملیات صنعتی آن‌ها کوتاه بوده و فناوری آن‌ها نیاز به بهبود و تکمیل دارد. کوره زغال‌سنگ نینگ هنوز راه‌اندازی نشده و نیاز به بررسی دارد.