Эрчим хүч хэмнэх нүүрс түлш шатаах зуухны загварууд нь ашиглалтын зардлыг бууруулдаг

Эрчим хүч хэмнэлттэй крекинг цахилгаан зуухны технологи яаж аж үйлдвэрийн эрчим хүчний хэрэгцээг бууруулдаг вэ

Этилен үйлдвэрлэл дэх эрчим хүчний үр ашигт ажиллагааг ойлгох химийн цусны буурга зохион бүтээл

Шинэ крекинг цахилгаан зууны загварууд нь дулааны үр ашигт ажиллагааг сайжруулахын тулд катушкаар сэтгэх технологи (CRT), сайжруулан зохион бүтээсэн цацраг ялгаруулах гуурсууд зэрэг онцлог шинж чанаруудыг агуулна. 2023 оны өмнөх Эрчим хүчний яамны өгөгдлүүдийн дагуу эдгээр сайжруулалтууд хуучин системүүдтэй харьцуулахад түлшний хэрэглээг 12%-оос 18%-иар бууруулдаг. Энэ нь этилен үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны нүүрстөрөгчийн ялгаралтыг бодитоор бууруулна. Инженерүүд одоо дулааны алдагдлыг хамгийн бага байлгахын тулд халууныг хэрхэн зохицуулахыг нарийн тохируулахын тулд тооцоолон бодох урсгал динамик технологийг ашигладаг. Энэ нь маш чухал бөгөөд хуваан бодох арга юм – крекинг цахилгаан зуух нь дундаж этилен үйлдвэрийн нийт хэрэглэж буй эрчим хүчний ойролцоогоор хоёр гуравныг ашигладаг.

Эрчим хүч хэмнэлттэй крекинг цахилгаан зууны систем яаж үйл ажиллагааны эрчим хүчний хэрэгцээг 25%-иар бууруулдаг вэ

Эрчим хүчний хэмнэлттэй систем нь гурван интегрчилсэн механизм ашиглан үйл ажиллагааны эрчим хүчний хэрэгцээгээ 25%-иар бууруулдаг:

1. Шөлөн дулаан сэргээх (шинэчилсэн загваруудад 92% үр дүнтэй)
2. Стагнацион шаталт хүчилтөрөгчийн хяналтын системтэй
3. Бодит цагийн шатуурын тохируулга
   2024 оны IEA-гийн судалгаагаар эдгээр арга хэмжээ нь дунджаар 2.1–2.7 петажоуль эрчим хүчийг хүртэл хэмнэж байгаа нь нэг жилд 45,000 гэр хороолох эрчим хүчний хэмжээтэй тэнцэнэ. Энэ нь тасралтгүй шатгалтын процессыг ажиллуулах үйлдвэрүүдийн үйл ажиллагааны зардлыг 25%-иар бууруулж байна.

Туршлага: Мексиконы хөндийн этилен үйлдвэрийн эрчим хүчний үр ашгийг сайжруулалт

Этилен үйлдвэрлэлийн тэргүүн компани 2022 онд зургаан шатуурыг эрчим хүч хэмнэх деталяар сэргээж байгуулсан бөгөөд түүнд керамик ширмээр дулааныг хадгалах болон ухаалаг шаталтын хяналтын систем орж байв. 18 сарын дотор сайжруулалт нь илэрхий дээрлэлт оруулсан:

Эдгээр үр дүнгээс зориудын хэмнэлт оруулснаар үйл ажиллагааны болон эдийн засгийн давуу талыг харж болно.

Энергийг хэмнэх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглан хуучин халаагуурыг шинэчлэх стратеги

Шат дараатай шинэчлэх нь хэмнэлтийг дээшлүүлнэ:

1. Халаагуур бэлтгэх үе шат : Конвекцийн хэсэгт хялбаршуулсан гадаад гадаргын хоолойд шилжүүлэх (дулаан шилжүүлэх чадварыг 30-40% сайжруулах)
2. Хагарлын үе шат : Тохируулга хийсэн шаталтын савны загварыг ашиглах (шатахууны ашиглалтыг 15% сайжруулах)
3. Дараа нь зах зээл : 0.5 мм бохирдолын эсэргүүцэл бүхий шилжүүлэх шугамын солилтууртай ажиллуулах
   AFE-ийн 2024 оны тайлан ёсоор энэ стратегийг ашиглан цогц байгууламжууд 3.7 жилийн дотор хөрөнгө оруулалтаа бүрэн олж авч, энэд засгийн газрын цэвэр энерги дэмжих хөшүүрэг нэмэгдэхэд 2.1 жилд хүртэл байдаг.

Хагарлын зуухны үйл ажиллагаанд үр ашигтай байдлыг нэмэгдүүлэхэд чиглэсэн үндсэн инновациуд

Тосны утаа болон шатаж буй агаарыг урьдчилан халаах: Дулааны сэргээлтийг сайжруулах, зуухны үр ашигтай байдлыг дээшлүүлэх

Хийн шаталтаар алдагдсан дулааны энерги 85 хувийг нь цуглуулж болох бөгөөд энэ нь регенератор эсвэл хавтан дулаан солих төхөөрөмж ашиглан орж ирэх агаарыг 250-400 градус Целсийн хооронд халаахыг хангана. Үр дүн нь шатахууны хэрэгцээг 15-20 хувиар бууруулах боломжтой бөгөөд шаталтын үр ашигт чанарыг бууруулахгүй. Этилен үйлдвэрлэх шиг 1000 градус Целсийн температураас дээш температур шаарддаг том масштабын үйл ажиллагааны үед ч бага сайн сайжруулалт чухал байдаг. Үйлдвэрийн мэдээллээр урьдчилан халаасан агаарын температурыг 50 градусаар нэмэх бүрт шприлэх шатахууны хэмжээ 3-4 хувиар багасдаг байна. Эдгээр хэмнэлтүүд цаг хугацааны туршид хуримтлагдана. Иймд дулаан хэмнэх зорилготой, зардлыг бууруулах, тэгш бус байдлыг сайжруулахыг хүсэж буй олон үйлдвэрлэлийн төвүүд дулаан хуримтлуулах системд хөрөнгө оруулж байна.

Хооллох шүүгдсэн шингэний шилжүүлэх шугамын дулаан солих төхөөрөмжийн (TLE) дулаан сэргээх ажиллагааг хамгийн их байлгах

Дэвшилтэт TLE систем нь гаралтын температурыг 400–450°C хүртэл бууруулах замаар пиролизийн хийн дулааныг 50–60% нөхөн авдаг бөгөөд энэ нь хуучин загваруудын 35–40%-иас дээш байна (өмнөх 550–600°C-иас). Энэ нь 1MTA этилен үйлдвэрт цагт 25–30 тонн байх шаардлагатай цацрагийн экспортод шаардагдах хэмжээг бууруулдаг бөгөөд энерги зарцуулалтын зардлыг этиленийн нэг тонны хувьд 2.8–3.5 ам.долларыг бууруулдаг.

Бага ялгаруулалт бүхий этилен хэлхээний зуухны загварчлал дахь дэвшилтэт материалыг ашиглах болон шаталтыг хянах

25Cr-35Ni-Nb шиг өндөр температурын хайлш болон тусгай эмчилгээ өгсөн шидэг хэсгүүд нь 1150 хэмийн орчим температур даах халууныг тэсэн зовох чадвартай. Энэ чадвар нь цацрагийн ажиллах хугацааг 18-24 сарын хооронд уртасгах боломжийг олгодог. Цаашид оптик датчикаар дөлийг бодит цагт хянах ба шаардлагатайгаар агаарын болон түлшний холимогийг тохируулдаг шатахуун шатгагч системтэй хослуулбал эдгээр материалын шаталтын үр ашиг нь 99.8 хувьд хүрдэг. Түүнчлэн, эдгээр материалын нөлөөгөөр азотын оксидын хор хөнөөлт бодисийн ялгаралт нь куб метр тутамд 80 мг-аас багассан байна. Энэ нь стандарт горелкоор үүсэх бохирдлын 1/3 хэсгийг багасгадог.

Цахилгаажуулалт ба сэргээгдэх эрчим хүчийг орчин үеийн крекинг печьд нэвтрүүлэх

Уурын крекинг печьд цахилгааныг ашиглах нь (е-печь) газрын тосон түлшнийг ашиглах шаардлагыг багасгадаг

Цахилгаан топлуурын ажил нь уламжлалт хийн шатаагуурыг шатаах оронд цахилгаан эрчим хүч ашиглан ажилладаг халаагуурын элементүүдийг солих замаар явагдана. 2016 онд Лехтенбёхмер нарын хамт судалгаагаар эдгээр цахилгаан топлуурууд нь сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэр ашиглан ажиллавал уурын крекинг процессын уламжлалт түлшний хэрэглээг 90 хувь бууруулж чадна. Энэ шилжилт нь химийн үйлдвэрүүдэд этилен үйлдвэрлэлийг хувьсах байгалийн хийн үнийн сүүлчийн гарцаар авчирч, шууд урсгалын цацраг идэвхит бодисыг бууруулах боломжийг олгодог. Гаралтыг нь бууруулахгүйгээр үйл ажиллагаагаа цэвэр байлгахыг хүсч буй компаниудад энэ технологи нь орчин үеийн болон эдийн засгийн хувьд бодит давуу талыг санал болгодог.

Сэргээгдэх эрчим хүчийг цахилгаан топлуур ажиллагаанд нэвтрүүлэх нь

Цахилгаан таглаас нь цахилгаан халаалтын хурдыг 5 минутын дотор ±15%-иар өөрчлөх замаар сүлжээний тогтвортой байдлыг дэмждэг гибрид ачаалал болгон ажилладаг. Энэ нь салхины болон нарны гаралтын хэлбэлзлийг тооцоолон европын сүлжээ тэнцвэржүүлэх туршлаганд нотлогдсон.

Тасралттай сэргээгдэх эрчим хүчний нийлүүлэлтийг крекингийн таглаасны ачаалалтай тааруулах

Гурван гол стратеги нь сэргээгдэх эрчим хүчийг нэвтрүүлэхэд тусалдаг:

• Хугацааг шилжүүлсэн крекинг : Сэргээгдэх эрчим хүчний хүртээмж бага үед боловсруулалтыг хойшлуулахын тулд урьдчилан халаасан эх материалуудыг агуулах
• Гибрид дулааны буфер : Цахилгаан халаалт болон хайлуулсан давсны дулааны агуулахтай хослуулсан (8–12 цагийн багтаамж)
• Эрчим хүчний эрчимтэй хариу үйлдэлд оролцох : Сүлжээний хүчингүйжилтийн үед автоматаар цахилгаан хэрэглээг бууруулж, таглаасны аюулгүй температурыг хадгалж байх

Туршилтын жишээ: Скандинавид цахилгаан таглаасны туршилтын төсөл нь CO₂ ялгаралтыг 90% бууруулж байгаа

Нордик улсын химийн үйлдвэр нь далайн эолийн энергиэр ажилладаг 48 МВт-ын цахилгаан халаагууртой нафта крекерийг шинэчилж суурилуулсан. Систем нь дараах үр дүнг гаргасан:

Салхины оролтын өөрчлөлт үргэлжилсэн ч систем нь этилен үйлдвэрлэхдээ 98% бат бөх байдалд хүрсэн бөгөөд сэргээгдэх эрчим хүчний хүчилтөрөгчийн крекингийн техникийн боломжийг харуулж байна.

Үйлдвэрлэлийн халаалтын хувьд чухал бөгөөд нүүрс төрөгчийг бууруулахын тулд цэвэр тэгш хэмжээнд хүрэх, мөн үйлдвэрлэлийн найдвартай байдлыг хангахын тулд ийм шин innovations тэргүүлэх шаардлагатай байна.

Эрчим хүч хэмнэх крекингийн цахилгаан тийрэлт оруулахад зардлыг үр дүнтэй, тэгш барьж ашиглах

Анхны хөрөнгө оруулалт vs. Шинэ технологийн цахилгаан тийрэлт системд урт хугацааны эрчим хүч хэмнэлт

Эдгээр дэвшсэн энерги хэмнэлтийн хагалах цахилгааны анхны зардал нь зах зээл дээрх энгийн загваруудтай харьцуулахад ойролцоогоор 15-25 хувь өндөр байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг авч үзэхэд төлөвлөгөөт хэмнэлт нь их байдаг. Эдгээр систем нь жилийн түлшний болон үйлчилгээний зардлыг 20-35 хувь бууруулдаг тул компанийн ихэнх нь хөрөнгө оруулалтаа 3-7 жилийн дотор буцааж авдаг. Сүүлийн үеийн 2024 оны салбарын тайлангуудын мэдээлснээр халууныг дахин ашиглах технологийг сайжруулснаар тоног төхөөрөмжөө шинэчилсэн үйлдвэрүүд жилд дунджаар 2.8 сая ам.доллар хэмнэсэн бөгөөд үйлдвэрлэл нь ойролцоогоор 54 сарын дараа ашиг олох боломжтой болсон. Түүнчлэн бусад давуу талууд бас байдаг. Модуль загварын хандлага нь дараа нь шинэчлэлтийг хялбар болгодог бөгөөд урьдчилан таамаглах засварын программ хангамж болон дижитал хослох технологийн төрлүүд нь үйл ажиллагааг гладкоор явуулж, зарим тохиолдолд төлөвлөгөөгүй цахилгааны хураангуйг 40 хувь хүртэл бууруулдаг.

Нарийн шатаагуурын тохируулгыг сайжруулснаар шатаж буй түлш болон илүүдэл түлшний хэмнэлтийг бууруулах

Хиймэл оюун ухааны технологийн тусламжтайгаар түлшний чанар болон дулааны ажиллагааны нөхцөлд өөрчлөлт орж ирэхэд шатгалтын удирдлага нь автоматаар тохируулагдаж, галын дөл шидэх явдлыг бууруулж, түлшийн алдагдлыг орчин үеийн туршилтын өгөгдлөөр 30-50 хувь хэмнэдэг. Нэмж дурдахад энэ нь метаны алдагдлыг 18-22 хувь бууруулдэг бөгөөд шатах температурын шаардлагыг хангаж байна. Өнгөрсөн жил Далайчин эрэг дагуух туршилтаар энэ нь батлагдсан. Ижил судалгаа нь динамик шатгалтын системийг нэвтрүүлснээр цэвэрлэгээний төв бүр жилд дунджаар 12,000 метрийн тонн СО2 гаргалтыг хэмнэдэг болохыг тогтоосон. Орчин үеийн экологийн шаардлага нэмэгдэж буй нөхцөлд энэ технологийн шинэчлэл нь байгууллагыг хялбархан дагаж мөрдөх боломжийг олгодог бөгөөд хэт их нөхцөлтэй гаргалт бүрт тонн тутамд 120-180 ам.долларын хэмжээнд ногдох нийтлэг карбон мөнгөн шимтгэлээс зайлсхийх боломжийг олгодог.

Түгээмэл асуулт

Орчин үеийн энерги хэмнэлтийн технологитой шаталтын зуухны үндсэн давуу тал юу вэ?

Орчин үеийн цахилгаан хэмнэлтийн технологийг ашигласан крекинг цахилгаан түлшний хэмнэлт ба нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг эрс бууруулж, этилен үйлдвэрлэлийн үр ашигтай байдлыг нэмэгдүүлдэг.

Цахилгаан хэмнэлтийн крекинг цахилгааны технологи нөхөн сэргэх энерги эх үүсвэртэй хэрхэн интеграцлах вэ?

Цахилгаан крекинг цахилгаан нь түлш шатаах төхөөрөмжийг нөхөн сэргэх энерги эх үүсвэрээр ажилладаг цахилгаан халаагуурын элементээр солих бөгөөд шатахууны түлшний хэрэглээг эрс бууруулдаг.

Крекинг цахилгааны тоног төхөөрөмжийг шинэчлэхэд ямар эдийн засгийн давуу тал байна вэ?

Крекинг цахилгааны тоног төхөөрөмжийг шинэчлэх нь түлш, үйлчилгээний зардлыг хэмнэх боломжийг олгодог бөгөөд олон компани 3-7 жилийн дотор хөрөнгө оруулалтаа буцааж авдаг.