Поскольку поставщики технологических решений и проектировщики для таких компонентов проекта владельцев, как блоки газификации, преобразования, очистки, синтеза и т. д., могут быть разными, очень важно правильно выбрать главный проектировочный институт. У меня такое впечатление, что некоторые главные проектные институты (а иногда и сами заказчики) не обладают достаточной способностью к комплексному управлению всем процессом и координации деятельности отдельных технических подразделений. Например, общий уровень компетентности и возможности главных проектных институтов, а также их опыт в проектировании и эксплуатации проектов уступают способностям отдельных технических проектных бюро. Институт технического проектирования блоков, учитывая свою ответственность за риски, связанные с эксплуатацией конкретного блока, часто предъявляет довольно строгие требования к условиям, вводимым в данный блок (то есть к результатам работы предыдущего блока). Я также просматривал технические описания некоторых устройств для газификации и преобразования газа. В этих описаниях указано, что к качеству входящего газа в преобразовательный блок (то есть к газу, выходящему из блока очистки газа) предъявляются следующие требования: содержание пыли в сухом состоянии должно быть менее 3 мг/Нм³, а количество капель жидкости — не более 1 мг/Нм³. Причина заключается в том, чтобы предотвратить накопление пыли в очищенном газе, образуемом в блоке газификации, у входа в реактор предварительной трансформации, что могло бы помешать нормальной работе этого блока. Вспоминая прошлые годы и проекты по производству синтетического аммиака и метанола из угля (300 тыс. тонн в год, 500 тыс. тонн в год, 800 тыс. тонн в год, 1,2 млн тонн в год), мне кажется, что таких строгих требований не выдвигалось. При этом с точки зрения стоимости строительства и эксплуатационных расходов, блок преобразования не может сравниться с блоком газификации. Зачем же заставлять блок газификации работать в условиях строгих требований, если это в конечном итоге приводит к увеличению общих эксплуатационных расходов проекта? К тому же, в входном сегменте газовой части реактора предварительной трансформации разве не имеются инертные керамические шары разного размера и высоты? В сегменте каталитической реакции также используются различные комбинации активных элементов. Разве нельзя использовать смешанную схему работы для реакторов предварительной и основной трансформации? С точки зрения экономической эффективности будущей эксплуатации проекта в целом, я считаю, что путем конкурентной оптимизации и инноваций в дизайне комбинаций технологических процессов можно снизить строгие требования к подаче газа на предыдущие этапы процесса газификации. Даже если идти на крайний случай, я не владелец — я просто поставщик технологических пакетов для модулей и проектный институт. Следовательно, поставщики технологического комплекса для газификации и проектные институты должны добросовестно соблюдать строгие требования к поставке газа. Таким образом, как в процессе резкого охлаждения, так и в процессе без резкого охлаждения, а также при выведении твердых отходов в жидком состоянии, необходимо соблюдать условие «чрезвычайно низкое содержание газообразной пыли и капель на сухой основе». Сточные башни, фильтры с высокотемпературными элементами фильтрации, электростатические устройства для удаления пыли и нафталена представляют собой последние этапы обработки газов, образующихся в процессе газификации. Однако очевидно, что одних лишь последних этапов обработки недостаточно для достижения эффекта «один человек может контролировать процесс, а тысячи людей не смогут его нарушить». Ведь сточные башни, керамические фильтры и электростатические устройства предназначены для выполнения более тонких задач – для точной очистки воздуха, содержащего незначительное количество пыли. Если использовать их для решения всех задач, связанных с очисткой воздуха, это будет слишком дорого. Как же выполнять эту «тяжелую работу»? Принцип заключается в том, что если можно решить проблему с помощью двух факторов, то ни в коем случае не следует использовать третий фактор. Потому что для удаления пыли при высоких температурах и во влажных условиях требуется большое количество деионизированной воды; кроме того, для восстановления тепла также нужна деионизированная вода, а последующая обработка представляет собой сложную процедуру. Для сухой обработки, при которой удаляется подавляющее большинство пыли и капель, нельзя использовать устройства, основанные на препятствовании потоку (их поверхности легко забиваются). Вместо этого необходимо использовать динамические циклонные устройства для отделения большого количества пыли и капель из горячего газового потока. Среди устройств для газо-твердотельной (газо-жидкостной) сепарации с использованием принципа циклона, многофакторный сепаратор типа «материнский-дочерний» обладает значительными преимуществами по сравнению с традиционными циклонными сепараторами в таких аспектах, как точность сепарации, степень ее глубины, устойчивость к изменениям условий работы и размеры устройства. Исходя из многолетнего опыта работы над проектами оборудования для центробежной сепарации газа и твердых/жидких частиц как внутри страны, так и за рубежом, можно сказать, что достижение уровня сепарации частиц размером 5 микрометров на уровне 4N (то есть удаление 99,99% частиц размером 5 микрометров и более) является возможным. Однако частицы размером 3 микрометра и меньше обладают выраженными броуновскими свойствами; чем меньше диаметр частиц, тем более выражены эти свойства, что затрудняет их сепарацию с помощью динамических методов. Частицы размером 3 микрометра и менее, особенно крошечная пыль с очень низкой удельной плотностью, которая не может сливаться друг с другом под действием поверхностного натяжения. Каковы эффективные способы его разделения из газофазы? Первый способ — прямое использование оборудования с фильтрами высокой температуры, а именно: первичный предфильтр с резервным устройством + вторичный фильтр высокой точности с резервным устройством. Газ, прошедший через вторичный фильтр высокой точности, должен соответствовать следующим требованиям: содержание твердых частиц не должно превышать 3 мг/Нм³, а содержание капель — 1 мг/Нм³ (согласно технологическим требованиям). Поскольку фильтрующие элементы легко забиваются пылью, необходимо регулярно заменять их. Это требует дополнительных инвестиций в оборудование, а также постоянных расходов на запасные части для технического обслуживания. Особенно высокой стоимостью обладают фильтрующие элементы типа когерентного фильтрации – их цена значительно превышает цену обычных фильтрующих элементов. В результате суммарные расходы на эксплуатацию такого оборудования оказываются очень высокими. Второй способ — прямое использование устройств для электростатического осаждения: используется первичное устройство такого типа с резервным устройством, а также вторичное устройство с резервным устройством. Газ, прошедший через вторичное устройство, должен соответствовать следующим требованиям: содержание твердых частиц не должно превышать 3 мг/Нм³, а содержание капель жидкости — 1 мг/Нм³ (согласно технологическим требованиям). Поскольку при использовании устройств для электростатического осаждения необходимо учитывать проблемы, связанные с изоляцией при высоких температурах, герметизацией, коронным разрядом при высоких температурах, а также с тем, что электроды легко покрываются частицами, к тому же такие устройства могут эффективно функционировать только в условиях типичных аэрозолей, их применение ограничено. Необходимо регулярно заменять внутренние компоненты устройства, что требует дополнительных инвестиций. Кроме того, расходы на эксплуатацию и обслуживание таких устройств также велики. Третий способ — удаление пыли с помощью влажного метода с использованием деионизированной воды. В некоторых технологических установках с момента выхода газового потока из котла газификации используется регенерированная вода в спрей-дегазаторе для очистки от крупных частиц пыли. Я не согласен. Мокрая методика удаления пыли при высоких температурах требует большого количества деионизированной воды. В то же время там, где можно было бы обойтись без нее (например, с использованием сухих циклонных фильтров для удаления пыли), используется дорогая деионизированная вода. С экономической точки зрения это нерационально. После первичной очистки от пыли с помощью оборудования для удаления загрязнений на входе, используется ещё один уровень очистки: фиксированный Вентури-мойщик в сочетании с сепаратором с множеством факторов для разделения газа и жидкости. В Вентури-мойщике большое количество высокоскоростного деионизированной воды используется для разрушения мелких частиц пыли, что способствует их увлажнению, объединению и увеличению размеров. Затем с помощью сепаратора с множеством факторов из газовой фазы удаляются вода, капли жидкости, а также частицы пыли, которые были увлажнены и объединены ; В потоке воздуха, уходящем на долю 8–10%, остается небольшое количество частиц. Эти частицы проходят через вторичный регулируемый Вентури-очиститель и вторичный сепаратор с использованием множественных факторов циркуляции. Во вторичном регулируемом Вентури-очистителе происходит повторное удаление солей с помощью высокоскоростного потока воды; это способствует увлажнению и объединению крошечных частиц пыли, что позволяет им увеличиваться в размерах. Затем с помощью вторичного сепаратора с использованием множественных факторов циркуляции из газовой фазы удаляются очищающая вода, капли жидкости, а также частицы пыли, которые были увлажнены и объединены. После обработки с помощью двухступенчатого регулируемого вентури-очистителя и двухступенчатого разделяющего устройства с использованием многокомпонентных циклональных элементов, в потоке воздуха все еще остается примерно 0,05% еще более мелкой пыли. Для ее удаления необходимо использовать: 1) электростатический фильтр (не требует дополнительного оборудования) ; или 2. Точный фильтр с коагуляцией (без необходимости в резервном устройстве) ; Или 3: для улавливания крайне малых количеств тонкой пыли используется бак с процессом замачивания; на выходе газа из верхней части бака необходимо установить эффективный деэмульгатор в форме лопастей для удаления капель жидкости, находящихся в газовом потоке. Это необходимо для обеспечения уровня твердых частиц в газовом потоке ниже 3 мг/Нм³, а также чтобы количество капель жидкости не превышало 1 мг/Нм³ (согласно техническим требованиям). Следовательно, согласно вышеизложенной логике, должна существовать следующая последовательность операций: 1. Сухой способ: A1: печь для газификации + сепаратор с вихревыми элементами для разделения компонентов + первичный фильтр (с резервным устройством) + вторичный коагуляционный фильтр (с резервным устройством). Преимущества: 1. Надежное качество продукта ; 2. Требуется мало воды для деионизации. Недостатки: высокие инвестиции, большие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание. A2: Печь для газификации + сепаратор с многокомпонентным циклоном для разделения компонентов + первичный электростатический фильтр (с резервным устройством) + вторичный электростатический фильтр (с резервным устройством). Преимущества: 1. Меньшее потребление деионизированной воды. Недостатки: высокие инвестиции, большие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание. II. Влажный способ: B1: печь для газификации + распылительный дегазатор + первичный фиксированный вентури-очиститель и первичный сепаратор с использованием многокомпонентных циклональных устройств + вторичный регулируемый вентури-очиститель и вторичный сепаратор с использованием многокомпонентных циклональных устройств + очистительная башня. Преимущества: 1. Надежное качество продукта ; 2. Небольшие инвестиции, отсутствие запасных частей. Недостатки: 1. Необходимо большое количество деионизированной воды. III. Метод смешанной сухой и влажной обработки: C1: газификационная печь + первичный разделяющий устройство с множественными факторами циклона + первый фиксированный Винчури-очиститель и ещё одно разделяющее устройство с множественными факторами циклона + второй регулируемый Винчури-очиститель и ещё одно разделяющее устройство с множественными факторами циклона + очистительная башня. Преимущества: 1. Надежное качество продукта ; 2. Небольшие инвестиции, отсутствие запасных частей. Недостатки: 1. Потребление воды для деионизации велико. C2: Устройство для газификации + первичный сепаратор с множественными факторами циркуляции + первый фиксированный вентури-очиститель и ещё один сепаратор с множественными факторами циркуляции + второй регулируемый вентури-очиститель и ещё один сепаратор с множественными факторами циркуляции + устройство для электростатического улавливания (не требуется дополнительное оборудование). Преимущества: 1. Надежное качество продукта ; 2. Расходы на инвестиции и эксплуатацию умеренные. Недостатки: 1. Требуется определенное количество деионизированной воды. C3: печь для газификации + первичный сепаратор с множественными циклонами + первый фиксированный вентури-очиститель и ещё один сепаратор с множественными циклонами + второй регулируемый вентури-очиститель и ещё один сепаратор с множественными циклонами + второй высокоточный фильтр для коагуляции частиц (не требуется дополнительное оборудование). Преимущества: 1. Надежное качество продукта ; 2. Расходы на инвестиции и эксплуатацию умеренные. Недостатки: 1. Требуется определенное количество деионизированной воды. Добро пожаловать, коллеги, к подробному обсуждению.