China: ¿nuevas tecnologías para la utilización del gas de cola? 

Cuando la gente habla de la utilización del gas de cola en China, mucha gente inmediatamente imagina instalaciones gigantescas en gigantes petroquímicos como Sinopec. Pero la realidad, en mi opinión, a menudo resulta mucho más interesante y... más sucia en el sentido literal de la palabra. La principal lucha e innovación ahora tiene lugar no tanto en el campo de la captura global de CO2, sino en el campo de trabajar con los más difíciles e “inconvenientes”. flujos: gas de hornos de coque, gases residuales de la producción de carburo de calcio, emisiones de pequeñas plantas químicas. Es allí donde la composición es inestable y los volúmenes no siempre justifican colosales inversiones de capital, donde nacen esas “nuevas tecnologías” de las que todo el mundo habla, pero que pocos han visto en acción. Y aquí a menudo reside el problema principal: una tecnología puede ser excelente sobre el papel, pero absolutamente inviable en las condiciones de una planta en particular con su flota de equipos obsoletos y una eterna falta de fondos para la modernización.

De la teoría a la práctica: ¿dónde tropiezan los “nuevos”? soluciones

Tomemos, por ejemplo, la tendencia de moda de la oxidación catalítica a bajas temperaturas para neutralizar los compuestos orgánicos volátiles (COV) en los gases de cola. En el laboratorio o en una mesa de trabajo con una mezcla de gases idealmente preparada, la eficiencia es del 99%. Llegas a una planta de producción de pesticidas en la provincia de Sichuan y, además de los COV objetivo, también hay polvo, vapores ácidos, una humedad inferior al 90% y la temperatura en la entrada fluctúa. El catalizador, que debería funcionar durante dos años, se sinteriza en seis meses. Y todo el cálculo económico basado en su durabilidad se va al carajo. Esto no es un defecto de la tecnología per se: es un problema de adaptación. A menudo, las empresas de ingeniería chinas, especialmente aquellas que han surgido de prácticas como, por ejemplo,Chengdu Yizhi Technology Co.(su sitio web esyzkjhx.ru), no están pasando por la creación de un “cartucho plateado” universal, sino que están desarrollando soluciones híbridas. En primer lugar, una absorción o adsorción fiable y económica para estabilizar el flujo y eliminar la "basura", y sólo entonces, una fina etapa catalítica o térmica. Esto aumenta los costes de capital, pero aumenta significativamente la fiabilidad de todo el sistema. Su enfoque, como instituto de diseño con un capital registrado de 120 millones de yuanes, establecido sobre la base deTecnología Huaxi, a menudo se basa en un análisis tan profundo de las materias primas y no en la venta de cajas terminadas.

Otro obstáculo es el equilibrio energético. Muchas tecnologías de reciclaje, especialmente las térmicas, consumen más energía (por ejemplo, para calefacción) de la que generan o ahorran. En China, donde las tarifas eléctricas para la industria son un gran tema aparte, este factor se vuelve decisivo. Por lo tanto, la tendencia ahora está cambiando hacia la recuperación de calor y la integración del sistema de recuperación de gases de cola en el esquema energético general de la empresa. No se limite a quemar el gas, sino que utilice su calor para calentar materias primas o generar vapor para sus propias necesidades. Pero aquí hay muchos matices: corrosión debido a la composición del gas, dificultades con la automatización para un flujo inestable. Vi un proyecto donde, debido a las fluctuaciones de presión en el gas de cola, el sistema de recuperación se apagaba constantemente, al final simplemente se abandonó, volviendo a una antorcha primitiva.

Y por supuesto, no debemos olvidarnos de la economía. La introducción de cualquier tecnología de reciclaje, incluso la más avanzada, es costosa. Y la pregunta clave para el propietario de la planta es: "¿Cuándo dará sus frutos?" Si no hablamos de multas por inspecciones ambientales (que, por cierto, en China son cada año más estrictas), sino de beneficios económicos reales, entonces no hay muchas opciones. O se trata de la recuperación de componentes valiosos (por ejemplo, hidrógeno de los gases de cola de las refinerías de petróleo) o de la generación de energía para uso interno, lo que reduce la dependencia de la red. Todo lo demás suele ser proyectos de imagen o medidas forzadas bajo la presión del regulador. Y especialistas deTecnología Chengdu YizhiNo lo ocultan en sus presentaciones, mostrando honestamente al cliente los cronogramas de recuperación de la inversión en diferentes escenarios, lo que, por cierto, inspira más confianza.

Casos específicos: no sólo petroquímicos

Alejémonos de las abstracciones. Uno de los proyectos más reveladores de los últimos años, que tuve la oportunidad de estudiar detalladamente, es la utilización del gas de coquería en una planta metalúrgica. Tradicionalmente se quemaba simplemente con una antorcha. La tarea no era sólo neutralizar, sino también capturar los hidrocarburos de benceno y el sulfuro de hidrógeno. Se utilizó un esquema combinado: adsorción sobre carbón activado, seguida de regeneración y liberación de bencenos concentrados, y el gas purificado se envió al sistema de calefacción del taller. Lo más difícil no fue la tecnología de limpieza, sino la organización de un suministro ininterrumpido de presión de gas inestable a los adsorbentes. Fue necesario diseñar un tanque de compensación-recipiente de gas y un complejo sistema de automatización que, según los rumores, fue finalizado por ingenieros deTecnología Huaxi. El proyecto se amortizó no mediante la venta de bencenos extraídos (su mercado es volátil), sino mediante la sustitución del costoso gas natural, que se utilizaba para calefacción.

Otro ejemplo es la pequeña producción química en parques industriales. Allí, las emisiones de una docena de talleres diferentes se recogen a menudo en una tubería común. La composición es un cóctel terrible. Instalar un único sistema de limpieza potente para todos costaría astronómicamente. La solución que he visto en acción en Zhejiang es un enfoque descentralizado. En cada fuente, cuando es posible, se instalan módulos compactos de oxidación catalítica, seleccionados para un tipo específico de emisiones. ¿Y ya en general, relativamente “limpio”? el resto se limpia de forma centralizada. Esto reduce la carga total en la etapa final y su costo. Es cierto que surgió un problema al dar servicio a muchas instalaciones pequeñas en diferentes empresas: se necesitaba un único servicio calificado, que nunca estuvo completamente organizado.

Y, por supuesto, no podemos ignorar el tema de la captura y el uso de metano de capas de carbón (MMC) de las minas. Esto, estrictamente hablando, también es gas de cola, pero con sus propias particularidades. Aquí, las tecnologías siguen el camino de purificar y llevar el gas a una calidad adecuada para su inyección en gasoductos o para generar electricidad in situ. Las principales dificultades son, nuevamente, la variabilidad de la concentración de metano y la presencia de impurezas. China está experimentando activamente aquí, incluso con la separación por membrana y la adsorción por cambio de presión (PSA). El éxito depende en gran medida de la geología de una mina en particular y es imposible replicar una solución única. Este es un campo para trabajos de investigación reales, no para ingeniería típica.

El papel de las ingenierías especializadas

Aquí es donde salen a la luz empresas como la mencionadaChengdu Yizhi Tecnología Co., Ltd.. No se trata de fabricantes de equipamiento estándar, sino de institutos de diseño. Su punto fuerte reside en su capacidad para realizar una auditoría detallada, simular el proceso y montar un sistema, como un diseñador, a partir de los mejores componentes disponibles en el mercado, adaptándolos a las necesidades del cliente. Consulte su portafolio enyzkjhx.ru— está claro que trabajan con diferentes industrias: desde la química del coque hasta la farmacéutica. Esto demuestra una amplia experiencia específicamente en el campo de la purificación de mezclas de gases complejas. Su creación en 2013 sobre la base de la empresa tecnológica Huaxi fue un paso lógico para la transición del desarrollo de procesos químicos a su plena implementación industrial, incluidas las “colas”.

¿Qué caracteriza a una buena empresa de ingeniería en este campo? La capacidad de decirle honestamente al cliente: "Esta tecnología de moda no funcionará para su caso, veamos una solución más simple y confiable". Vi cómo los vendedores de “nanocatalizadores” vendían sus instalaciones a fábricas donde el gas estaba tan sucio que la primera etapa, el depurador, fallaba todos los meses. El enfoque de diseño implica en primer lugar un análisis exhaustivo de las materias primas, a menudo a lo largo de varios ciclos de producción, y sólo después la elección del método. A veces, la respuesta correcta no es una supertecnología, sino una cascada de dos o tres métodos probados, pero combinados de forma inteligente.

Otro punto crítico es el apoyo posterior al proyecto. Un sistema de recuperación de gases de cola, especialmente uno nuevo, es un organismo vivo. Las materias primas cambian, los equipos se desgastan y las normas se vuelven más estrictas. El contrato de mantenimiento y las opciones de actualización suelen ser más importantes que el precio del contrato original. Empresas que están profundamente inmersas en la tecnología química, como la matrizTecnología Huaxi, aquí tienen una ventaja porque entienden el proceso desde dentro, y no sólo como un conjunto de dispositivos.

Tendencias y callejones sin salida: una mirada al interior

¿A dónde va todo? La primera es una clara tendencia hacia la digitalización y la gestión inteligente. No solo sensores de salida, sino sistemas de análisis predictivo que, basándose en señales indirectas (caída de presión en el lecho del catalizador, cambio en el perfil de temperatura) pueden predecir la necesidad de mantenimiento o la falla inminente de una unidad. Esto le permite pasar del mantenimiento preventivo planificado al estado real, ahorrando recursos. Pero es difícil implementar esto: se necesitan competencias en ciencia de datos, que las fábricas tradicionales no tienen.

El segundo es trabajar con flujos muy concentrados pero de pequeño volumen. Por ejemplo, las emisiones de los reactores de productos farmacéuticos. No es necesaria una instalación gigante; Necesitamos un sistema compacto, eficiente y, lo que es más importante, rápidamente ajustable. Lo más probable es que el futuro esté en las soluciones modulares de “contenedores”. tipos que se pueden conectar rápidamente a una nueva fuente.

¿Qué es, en mi opinión, un callejón sin salida? La búsqueda de un rendimiento de limpieza absoluto “¿a cualquier precio?”. A veces, reducir las emisiones del 95% al ​​99,9% requiere duplicar el capital y los costos operativos con beneficios ambientales insignificantes. El objetivo final al diseñar sistemas de reciclaje es lograr un compromiso razonable entre los requisitos legales, la viabilidad tecnológica y la economía. Copiar ciegamente las soluciones occidentales sin tener en cuenta las características específicas locales de las materias primas, los costos de energía y las calificaciones del personal también conduce a menudo al fracaso. El equipo está instalado, pero no funciona.

En lugar de una conclusión: pensar en voz alta

Entonces, ¿cuál es el resultado final de las “nuevas tecnologías”? en China? Mi experiencia sugiere que hoy en día la verdadera novedad rara vez reside en la invención de algún método fisicoquímico fundamentalmente nuevo. Más a menudo radica en la capacidad de integrar, adaptar y hacer económicamente viable un conjunto de tecnologías existentes para tecnologías específicas, a veces muy “no ideales”. Condiciones del panorama industrial chino. Este es el trabajo de un ingeniero industrial de alto nivel más que de un científico teórico.

Un proyecto exitoso de utilización de gas de cola hoy en día es un 30% de tecnología correcta, un 50% de ingeniería e integración competentes en la producción existente y un 20% de la disposición del cliente y del contratista para una asociación a largo plazo y modificaciones "in situ". Y cuando ves cómo en alguna planta de fertilizantes se utiliza un sistema diseñado, por ejemplo, por especialistas comoTecnología Chengdu Yizhi, ha estado trabajando de manera silenciosa y eficiente durante varios años, transformando las emisiones apestosas en vapor útil, usted comprende que es en este trabajo sin ceremonias donde reside el verdadero progreso. Sin grandes palabras, pero con resultados concretos. Y la pregunta del título queda abierta para cada nuevo objeto, y esto es quizás lo más interesante de nuestro trabajo.