تحويل الفحم إلى غاز في الصين

أنواع محولات الغاز من الفحم في الصين

يُعد محول الغاز من الفحم الصيني جهازًا يُحوّل المواد الكربونية الصلبة إلى غاز من خلال عملية تُسمى التغازُر. قد تكون المواد الخام المُدخلة إلى المحوّل نفايات زراعية أو فحم أو خشب، على سبيل المثال لا الحصر. يُمكن استخدام الغاز المُنتج من محوّل الغاز من الفحم لتوليد الكهرباء أو كمواد أولية صناعية.

يوجد العديد من أنواع محولات الغاز من الفحم، ولكن يمكن تصنيفها بشكل عام إلى محولات ذات سرير ثابت، ومُحولات ذات سرير متدفق، ومحولات ذات تدفق مُنساب، ومحولات ذات تدفق عرضي.

• محولات ذات سرير ثابت

  في محول الغاز ذو السرير الثابت، تبقى مادة الفحم مُثبتة بينما ينتقل عامل التغازُر لأسفل. لذلك، يُعرف أيضًا باسم محول الغاز ذو السحب السفلي/السحب العلوي. يتميز محول الغاز ذو السحب السفلي بسقوط التغذية الجديدة فوق مناطق التفاعل، والتي تشمل مناطق الاحتراق والاختزال. يُمكن لهذا الترتيب إنتاج غاز ذي محتوى قليل من القطران. ومع ذلك، قد يكون محول الغاز كبيرًا الحجم، ولا يُناسب سوى التغازُر على نطاق صغير. من أهم مزايا محول الغاز ذو السحب السفلي هو أن بخار الماء يتفاعل مع الكربون في منطقة الاحتراق لتحسين كفاءة محول الغاز.

• محولات ذات سرير متدفق

  تُستخدم محولات الغاز ذات السرير المتدفق عامل تغازُر مثل الهواء أو البخار لتحويل المواد الخام الصلبة إلى غاز. ينتقل عامل التغازُر لأعلى لجعل المادة تطفو أو تُعلق في المفاعل. تُعد هذه المحولات مناسبة للتغازُر واسع النطاق من الفحم. علاوة على ذلك، يمكنها معالجة المواد الخام غير المتجانسة وإنتاج منتج مُتجانس.

• محولات ذات تدفق مُنساب

  تُعتمد محولات الغاز ذات التدفق المُنساب على مبدأ تعليق المواد الخام الصلبة في تيارات غازية عالية الحرارة. أبعاد المفاعل صغيرة نسبيًا نظرًا لسرعة تحويل الفحم. لذلك، قد يحتوي الغاز المُنتج من محول الغاز ذو التدفق المُنساب على هيدروجين وميثان وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون.

• محولات ذات تدفق عرضي

  في محول الغاز ذو التدفق العرضي، تتحرك المواد الخام عموديا على تدفق الهواء. يُعد هذا النوع من محولات الغاز مثاليًا للتطبيقات واسعة النطاق، ويمكنه معالجة مجموعة واسعة من مواد المواد الخام.

مواصفات وصيانة محولات الغاز من الفحم في الصين

مواصفات

• مرونة المواد الخام:

  تُشير إلى قدرة نظام محول الغاز على استخدام أنواع مختلفة من الفحم، مثل الليجنيت والبيتومين والأنثراسيت، أو حتى مزيج من الفحم والكتلة الحيوية.

• درجة حرارة التغازُر:

  نطاق درجة حرارة أنظمة محولات الغاز الصينية. تعمل محولات الغاز عالية الحرارة النموذجية عند درجة حرارة 700–850 °C، بينما تعمل محولات الغاز منخفضة الحرارة عند درجة حرارة 280–350 °C.

• ضغط التغازُر:

  يؤثر الضغط على تركيبة الغاز المُصنع وكفاءة التغازُر. تعمل بعض محولات الغاز عند الضغط الجوي، بينما تُرفع بعضها الآخر إلى ضغط مُرتفع، عادةً ما يكون في حدود 0.1–10 ميجا باسكال.

• تصميم المفاعل:

  سوف يُؤثر الهيكل والشكل المحددان لمفاعل محول الغاز، مثل التدفق المُنساب، أو التعدين، أو السرير الثابت، أو محول الغاز ذو السرير المُتدفق المُدور، على أداء وخصائص تشغيل نظام محول الغاز.

• كفاءة التحويل:

  تُشير كفاءة محول الغاز إلى مدى تحويل نظام محول الغاز للطاقة المُخزنة في الفحم إلى غاز مُصنع. عادةً ما تكون كفاءة التحويل 80%–95%.

• قدرة الإنتاج المُشترك:

  تتمتع بعض أنظمة محولات الغاز بقدرة على إنتاج منتجات متعددة في وقت واحد. على سبيل المثال، آلة تغازُر الفحم التي تُنتج غاز الفحم بالإضافة إلى الأمونيا أو الميثانول.

• السيطرة البيئية والمعالجة:

  قد تتضمن أنظمة محولات الغاز تقنيات معالجة غاز المداخن وامتصاص الكربون، مثل تقنية امتصاص الكربون وتخزينه، CCS، للحد من انبعاثات غازات الدفيئة وتأثيرها البيئي.

صيانة

• التفتيش المُنتظم:

  يُحتاج إلى إجراء فحوصات مُنتظمة على معدات محول الغاز. يجب على مشغلي محولات الغاز وضع خطط فحص والتفتيش على المكونات الرئيسية بشكل مُنتظم، بما في ذلك خطوط الأنابيب والصمامات والمفاعلات وغيرها. مراقبة معلمات تشغيل محول الغاز، مثل الضغط ودرجة الحرارة والتدفق، للتأكد من بقائها ضمن النطاقات المُحددة. يجب على مشغلي محولات الغاز أيضًا الانتباه إلى العلامات غير الطبيعية، مثل التسرب أو الضوضاء أو ارتفاع درجة الحرارة، والتعامل معها على الفور.

• تنظيف المعدات:

  نظرًا لخصوصية بيئة العمل لمحول الغاز، قد يكون هناك تراكم بقايا أو أوساخ تحتاج إلى التنظيف بشكل مُنتظم. يمكن أن يُساعد تنفيذ جدول تنظيف مُحدد على منع انسداد أو تعطل المعدات والحفاظ على التشغيل المستقر.

• استبدال الأجزاء:

  في عملية تشغيل محول الغاز، قد تخضع بعض الأجزاء للتآكل الطبيعي، مثل أختام الصمامات والمضخات، والمحامل، وما إلى ذلك. لذلك، يجب استبدالها بشكل مُنتظم لتجنب فشل المعدات أو انخفاض الكفاءة التشغيلية.

• ضبط ومعايرة:

  مع مرور الوقت، قد تنحرف بعض معلمات تشغيل محول الغاز عن القيم المُحددة، مما يتطلب إجراء ضبط ومعايرة دورية. يُمكن ضمان عقلانية ودقة محولات الغاز عن طريق ضبط معلمات التشغيل مثل الضغط ودرجة الحرارة والتدفق، مما يُحسّن كفاءتها واستقرارها.

• إدارة السلامة:

  يجب على مشغلي محولات الغاز إيلاء اهتمام خاص لإدارة السلامة. فحص وصيانة أجهزة السلامة بشكل مُنتظم، مثل صمامات تخفيف الضغط وأجهزة اكتشاف التسرب. ضمان التشغيل السليم لخطط الاستجابة للطوارئ وإجراء تدريبات على مكافحة الحرائق والسلامة للموظفين.

سيناريوهات محولات الغاز من الفحم في الصين

تُستخدم عملية تغازُر الفحم في الصين في العديد من سيناريوهات الاستخدام عبر مختلف الصناعات.

• إنتاج الغاز الطبيعي المُصنع (SNG)

  تُنتج عملية تغازُر الفحم غازًا طبيعيًا مُصنعًا، وهو بديل أنظف من الغاز الطبيعي الأحفوري. في المناطق التي تفتقر إلى موارد الغاز الطبيعي، يمكن أن يُحل SNG محله. تُعدل عملية التغازُر جودة الغاز لتلبية معايير خطوط الأنابيب لضمان التوزيع والاستخدام الآمنين.

• الوقود

  تُنتج عملية تغازُر الفحم هيدروكربونات سائلة تُعد اللبنات الأساسية للوقود مثل البنزين المُصنع ووقود الطائرات. يُساعد وقود التغازُر المُصنع على تقليل الاعتماد على الوقود المشتق من البترول.

• المواد الخام الكيميائية

  تُعد نواتج عملية تغازُر الفحم الثانوية، بما في ذلك الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، مواد أولية مفيدة لصنع مواد كيميائية مثل الميثانول والأمونيا والهيدروجين. تُستخدم هذه المواد الكيميائية على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية.

• توليد الطاقة

  في بعض المناطق، تُقدم عملية تغازُر الفحم توليد طاقة محولات الغاز كبديل للطاقة التي تُنتجها الفحم. تُحوّل محطات الطاقة المُتكاملة من الدورة المُدمجة (IGCC) الفحم المُغازر إلى كهرباء مع التقاط تخزين انبعاثات الكربون. تتمتع هذه التقنية بإمكانية تقليل التأثير البيئي مقارنة بمحطات الطاقة المُتقليدية التي تُستخدم فيها الفحم.

• إنتاج هيدروجين غاز الفحم

  يُعد الهيدروجين ناقل طاقة هام، ويتم إنتاجه من خلال عملية تغازُر الفحم. يُمكن استخدام الهيدروجين لتخزين الطاقة، أو في خلايا الوقود، أو كوقود للنقل. علاوة على ذلك، يُعد الهيدروجين مادة أولية أساسية في الصناعة الكيميائية.

• امتصاص الكربون وتخزينه (CCS)

  تتمتع بعض محطات تغازُر الفحم المتطورة بقدرة CCS. هذا يعني أن ثاني أكسيد الكربون المُنتج أثناء عملية التغازُر يتم التقاطه وتخزينه تحت الأرض. يُقلل هذا من انبعاثات غازات الدفيئة، مما يجعل عملية تغازُر الفحم أكثر استدامة.

كيفية اختيار محول الغاز من الفحم في الصين

• معرفة الاستخدام:

  عند اختيار محول الغاز من الفحم، من الضروري تحديد الاستخدام المُقصد. قد تتطلب تطبيقات مختلفة أنواعًا محددة من محولات الغاز. على سبيل المثال، إذا كان الهدف الأساسي هو توليد الطاقة، فيجب اختيار محول غاز مُصمم خصيصًا لتوليد الكهرباء بكفاءة. بدلاً من ذلك، إذا كان التركيز على الإنتاج الكيميائي، فيجب اختيار محول غاز مُصمم خصيصًا لمسارات تركيب كيميائية معينة.

• فهم المواد الخام:

  طبيعة وخصائص المواد الخام عوامل مهمة تُؤثر على اختيار محول الغاز. تم تصميم محولات الغاز المختلفة لمعالجة أنواع مختلفة من الفحم ولديها مستويات تحمل مختلفة للرطوبة. على سبيل المثال، قد تكون بعض محولات الغاز أكثر ملاءمة للفحم ذي الرتبة المنخفضة ذي المحتوى العالي من الرطوبة، بينما تُحسّن بعضها الآخر لمعالجة الفحم الجاف ذي الرطوبة المنخفضة.

• معرفة التقنية:

  تتوفر العديد من تقنيات محولات الغاز من الفحم، لكل منها مزاياها وعيوبها. عند اختيار محول الغاز من الفحم، من المهم فهم التقنيات المختلفة المتاحة. يجب مراعاة عوامل مثل نطاق التشغيل، وميزانية الاستثمار، والقدرات التقنية لفريق التشغيل. اختر تقنية محول الغاز التي تتوافق مع هذه العوامل وتُلبي المتطلبات المحددة للمشروع.

• مُراعاة الامتثال البيئي:

  عند اختيار محول الغاز من الفحم، من الضروري التأكد من أن النظام المُختار يُلبي اللوائح البيئية ذات الصلة. يجب أن يتضمن محول الغاز تقنيات فعالة لإزالة الغبار وإزالة الكبريت للتحكم في الانبعاثات وتقليل التأثير البيئي.

• تقييم المورد:

  عند اختيار محول الغاز من الفحم، من المهم تقييم مورد محول الغاز. ضع في الاعتبار خبرة وكفاءة المورد في تقنية محولات الغاز، بالإضافة إلى منتجات وخدمات موثوق بها. يُضمن اختيار مورد مُوثوق به جودة وموثوقية نظام التغازُر.

أسئلة وأجوبة

س1: كيف تعمل عملية تغازُر الفحم خطوة بخطوة؟

ج1: يمكن تلخيص عملية تغازُر الفحم في خمس خطوات. أولًا، قم بإدخال المواد الخام إلى المفاعل. ثانيًا، سخّن المفاعل للوصول إلى درجة الحرارة المُستهدفة. ثالثًا، تحدث التفاعلات الكيميائية. رابعًا، قم بإزالة المنتجات الثانوية أو المنتجات من المفاعل.

س2: ما هي منتجات عملية تغازُر الفحم؟

ج2: المنتجات الرئيسية لعملية تغازُر الفحم هي الغاز المُصنع والأمونيا والميثان والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. تُستخدم محولات الغاز عادةً تقنيات مختلفة لإنتاج منتجات مختلفة.

س3: ما هو الفرق بين تغازُر الفحم والاحتراق؟

ج3: تغازُر الفحم هو عملية تُحوّل الفحم الصلب إلى طاقة غازية أو مواد أولية كيميائية باستخدام كمية محدودة من الأكسجين. بالإضافة إلى الغاز، تُنتج أيضًا مادة سائلة. بينما يظل الفحم على شكل مواد صلبة. على العكس من ذلك، يُعد احتراق الفحم عملية تُحرق الفحم بالكامل باستخدام كمية كافية من الأكسجين، مما يُنتج طاقة حرارية. يمكن أن يُحوّل احتراق الفحم أيضًا الفحم إلى رماد صلب.

س4: ما هي مزايا تغازُر الفحم؟

ج4: تتمتع عملية تغازُر الفحم بالعديد من المزايا. يمكن أن تُحوّل الفحم ذي الجودة المنخفضة إلى وقود غازي وسائل عالي الجودة. تُتيح العملية أيضًا امتصاص ثاني أكسيد الكربون. لذلك، تصبح مهمة في سياق تغير المناخ. علاوة على ذلك، يمكن أن يُمكن تغازُر الفحم من استخدام الفحم بكفاءة في توليد الطاقة والإنتاج الكيميائي. وبالتالي، يُقلل الاعتماد على النفط الخام والغاز الطبيعي.