קבוצת NEWTEK: מחקר על-שינוי מערכת מיצוי ארגון ביעילות גבוהה ותוכנית אופטימיזציה של מערכת גז טוהר-גבוהה

 

עם הקידום-המעמיק של יעדי "פחמן כפול", השינוי של תעשיות מסורתיות לפיתוח ירוק ויעיל הפך למגמה בלתי נמנעת. כתעשייה תומכת בסיסית, תעשיית הגז מתמודדת עם דרישות כפולות לניצול יעיל של משאבים ושדרוג איכות המוצר. מדיניות רלוונטית שהונפקה על ידי מינהל האנרגיה הלאומי מציעה בבירור לקדם את הפיתוח המתואם של תעשיית האנרגיה החדשה והתעשיות המסורתיות, כאשר הביקוש לגזים מיוחדים כגון ארגון -טוהר גבוה ממשיך לעלות בתחומי ייצור מתקדמים- כמו פוטו-וולטאים ומוליכים למחצה.

יחד עם זאת, למערכות גז תעשייתיות קיימות יש בדרך כלל נקודות כאב: רוב יחידות הפרדת האוויר התומכות בפרויקטים כימיים של פחם בצפון מערב סין לא מצליחות לממש התאוששות ארגון, עם ארגון גולמי שנפלט ישירות; חלק מציוד הפקת גז-טוהר סובל מיעילות נמוכה והמשכיות לקויה; אחסון גז נוזלי נוטה לחוסר יציבות עקב השפעות הטמפרטורה. Newtek Group, העוסקת עמוק בתחום של הפרדת גז ושיפוץ ציוד, פיתחה פתרונות ייעול משולבים ממוקדים המבוססים על צרכי שוק וצבירה טכנית, ומסייעת לארגונים לפתור בעיות כגון בזבוז משאבים, יעילות נמוכה ואחסון לא יציב.

 

 

 

רעיונות ליבת אופטימיזציה

 

קרן שיפוץ שאיבת ארגון

בהתייחס למצב הנוכחי של יחידות הפרדת אוויר במפעלי פחם כימיקלים בשאנשי, מונגוליה הפנימית ואזורים אחרים, רוב מגדלי העשרת הארגון יכולים לייצר רק ארגון גולמי עם תכולת ארגון של כ-96%, עם חמצן וחנקן כזיהומים העיקריים, ולא עומדים בדרישות GB/T 40172-40172. ליבת האופטימיזציה טמונה בהשגת הסרה עמוקה של רכיבי חמצן וחנקן מארגון גולמי באמצעות שדרוג מגדלים ושחזור תהליכים, ובכך לשפר את יכולת הייצור והטוהר של ארגון נוזלי.
 

העצמה סינרגטית מרובת-טכנולוגיה

שלב את היתרונות של שלוש טכנולוגיות פטנט מרכזיות: אימוץ מערכת שסתום כרומטוגרפיית גז-יחידה של -שסתום כפול-גלאי אחד כדי להשיג זיהוי מרובה- רכיבים מדויק עם הזרקה אחת; להחיל מכשיר לטיהור מקטע ספיחה כפול- כדי להבטיח ייצור מתמשך של גז בטוהר- גבוה; הצטיידו במערכת אחסון נוזלים-ת חכמה כדי לשפר את היציבות של אחסון גז נוזלי באמצעות-בקרת טמפרטורה וניטור לחץ בזמן אמת, תוך יצירת אופטימיזציה-סגורה בלולאה של תהליך מלא של "התאוששות-טיהור-זיהוי-אחסון.

אם לוקחים שני סטים של יחידות הפרדת אוויר של 55,000 מ"ק לשעה של מפעל כימי, פליטת הארגון הגולמית שלהן מגיעה ל-900 מ"ר לשעה, ציוד האחסון הקיים חסר פונקציות בקרת טמפרטורה חכמות, והיעילות של זיהוי גז בטוהר גבוה- נמוכה. בהתבסס על זה, עיצוב התוכנית מתבצע.

 

פתרונות אופטימיזציה משולבים

סוג שדרוג בסיסי

 

● תצורת ליבה

שיפוץ מיצוי ארגון: הוסף מגדל ארגון גולמי I, השתמש במגדל העשרת הארגון המקורי כמגדל ארגון גולמי II, הצטיידו במגדל ארגון טהור להסרת רכיבי חנקן, שמירה על מיכל האחסון המקורי והוסף מודול בקרת טמפרטורה בסיסי.

מערכת עזר: צייד מערכת שסתומי גז כרומטוגרפית גז-יחידה עם -גלאי כפול- עם שתי לולאות כמותיות ושתי עמודות כרומטוגרפיות כדי לממש-זיהוי בזמן אמת של טוהר הארגון; לאמץ מכשיר טיהור קונבנציונלי כדי לעמוד בדרישות הטוהר הבסיסיות.

● פריטי סקירה עיקריים

יכולת הסתגלות של הקוטר, כמות האריזה ויחס הריפלוקס של מגדל העשרת הארגון המקורי.

מקום התקנה לקופסת הקיר החדשה של המגדל וכושר נשיאה של תשתית הכלונס.

תאימות של מערכת הבקרה לממשקים של מכשירי זיהוי.

● אפקטים צפויים

כושר ייצור של ארגון נוזלי של כ-350 מ"ק לשעה, תכולת O₂ פחות או שווה ל-1×10⁻⁶, תכולת N₂ פחות או שווה ל-2×10⁻⁶; גז בטוהר גבוה- עומד בתקני טוהר, ותנודת טמפרטורת אחסון הנוזל נשלטת בתוך ±2 מעלות; זמן זיהוי בודד מתקצר ב-30%, ועלות רכישת המכשיר נחסכת ב-40%.

 

סוג סינרגיה-גבוהה

● תצורת ליבה

שיפוץ מיצוי ארגון: השתמש במגדל העשרת הארגון המקורי כמגדל ארגון גולמי I, הסר את הקבל הישן, הוסף מגדל ארגון גולמי II ומעבה- בנפח גדול כדי לשפר את היעילות של הסרת רכיבי חמצן.

מערכת עזר: שלב מכשיר לטיהור גז כפול -מקטע ספיחה ברמת טוהר- גבוהה כדי להשיג טיהור רציף באמצעות פעולה חלופית של סופחי ספיגה; לצייד מערכת אחסון מבוקרת-תבונה בטמפרטורה עם קריר, ניטור- בזמן אמת, ומודולי בקרה אוטומטיים; המשך להשתמש במערכת זיהוי גלאי-שסתום כפול-יחיד.

● פריטי סקירה עיקריים

התאמה של המעבה החדש לצנרת המקורית ולעומס העבודה בשיפוץ.

קישור בין לוגיקית מיתוג הסופח של מכשיר הטיהור לבין מערכת הבקרה.

התאמת מקום התקנה וצריכת אנרגיה של מנגנון הקירור של מיכל האגירה.

● אפקטים צפויים

קיבולת ייצור של ארגון נוזלי של כ-750 מ"ר לשעה, טוהר העומד בתקני ארגון -טוהר גבוהים; פעולה רציפה של הפקת גז -בטוהר גבוה ללא הפרעות, יעילות הטיהור עלתה ב-50%; יציבות אחסון גז נוזלי השתפרה, שיעור האובדן ירד מתחת ל-3%; תקופת החזר השקעה קצרה יותר והטבות מקיפות משמעותיות.

 

סוג שדרוג מקיף

 

● תצורת ליבה

שיפוץ מיצוי ארגון: החלף את מגדל העשרת הארגון המקורי במגדל ארגון גולמי משולב חדש כדי למקסם את קיבולת מיצוי הארגון, מצויד במערכת -יעילה גבוהה של Pure Argon Tower.

מערכת עזר: אמצו מכשיר לטיהור גז משודרג-בטוהר גבוה כדי לייעל את יעילות הספיחה והספיחה; לצייד מיכל אחסון אינטליגנטי גדול עם-פרמטרים רבים בניטור זמן אמת-, אזעקה אוטומטית ופונקציות שלט רחוק; שדרג את מערכת זיהוי כרומטוגרפיית הגז כדי לשפר את דיוק הנתונים ומהירות התגובה.

● פריטי סקירה עיקריים

תיאום בין בניית היסוד של קופסת הקירור החדשה של מגדל הארגון הגולמי לבין פריסת הציוד הקיימת.

התאמה בין שיא צריכת האנרגיה של המערכת כולה לבין אספקת החשמל ואספקת האנרגיה של המיזם.

תאימות של מערכת הבקרה החכמה לפלטפורמת ניהול הייצור הקיימת של הארגון.

● אפקטים צפויים

כושר ייצור של ארגון נוזלי של 900 מ"ק לשעה, מדדי טוהר חורגים מהסטנדרטים הלאומיים; יעילות הפקת גז -טוהר גבוהה עלתה ב-60%, טוהר המוצר יציב; אחסון נוזלי מיישם ניהול ובקרה חכמים של תהליך-מלא, עם בטיחות ומעשיות משופרים משמעותית; מנהיגות טכנית חזקה, התאמה לצרכים-ארוכי הטווח של ייצור-מתקדם.

 

השוואה ואופטימיזציה של תכנית

בהתבסס על מערכת הערכת עלות הבעלות הכוללת, בשילוב עם תנאי אמת מידה כגון 8,330 שעות פעילות בשנה ומחיר שוק של ארגון נוזלי כולל-מס של 1,016 יואן/טון, נערכת השוואה מקיפה של שלוש התכניות.
 

תָכְנִית	יתרונות ליבה	השקעה ראשונית	עלות תפעול	תקופת החזר השקעה	תרחישי יישום
תכנית 1	ההשקעה הנמוכה ביותר, קושי שיפוץ נמוך	Benchmark	Benchmark	12 שנים בערך	ארגונים קטנים ובינוניים-עם תקציב מוגבל וצרכים בסיסיים
תכנית 2	כושר ייצור מאוזן ויתרונות, העלות הכוללת הנמוכה ביותר	גבוה ב-7% בערך	נמוך בכ-118%.	5.2 שנים בערך	ארגונים השואפים לעלות-יעילות ודורשים ייצור רציף ויציב
תכנית 3	כושר הייצור הגבוה ביותר, הטכנולוגיה המתקדמת ביותר	גבוה ב-26% בערך	נמוך ב-169% בערך	4.9 שנים בערך	ארגונים התומכים ב-ייצור מתקדם ומכוונים לפיתוח-לטווח ארוך

ניתוח מקיף מראה שתכנית 2, המתמקדת ב"שימוש חוזר בציוד + שדרוגי מפתח", מאזנת בין שיפור כושר הייצור, בקרת עלויות ויציבות טכנית, תוך מימוש סינרגיה יעילה של שחזור מיצוי ארגון, ייצור בטוהר- גבוה ואחסון חכם. עליית ההשקעה הראשונית שלו ניתנת לשליטה, עלויות התפעול מופחתות באופן משמעותי, תקופת ההחזר על ההשקעה קצרה ועלות הציוד הכוללת היא הנמוכה ביותר, מה שהופך אותו לפתרון אופטימלי מבחינה כלכלית המתאים לצרכים של רוב מפעלי התעשייה.

 

מַסְקָנָה

האופטימיזציה והשדרוג של מערכות גז תעשייתיות צריכים להתבסס על הצרכים האמיתיים של ארגונים כדי להשיג סינרגיה מלאה-של השרשרת של שחזור משאבים, טיהור מוצרים, איתור וניטור ואחסון בטוח. הפתרון המשולב המוצע על ידי Newtek Group משלב את טכנולוגיות הליבה של שיפוץ מיצוי ארגון ואת היתרונות של ציוד פטנט, פותר ביעילות את נקודות הכאב של מערכות מסורתיות כגון בזבוז משאבים, יעילות נמוכה ואחסון לא יציב.

לאחר שיפוץ שתי קבוצות יחידות ההפרדה האוויריות של מפעל המארז עם Scheme 2, תקופת ההחזר הצפוי להשקעה היא כ-5 שנים, ושיעור התשואה הפנימי מגיע ל-20%. זה לא רק יכול לענות על הביקוש לארגון בטוהר- גבוה בתעשיות פוטו-וולטאיות, מוליכים למחצה ותעשיות אחרות באזור, אלא גם להפחית את צריכת האנרגיה ובזבוז משאבים, ולהשיג מצב win-win של יתרונות כלכליים וחברתיים. בעתיד, קבוצת Newtek תמשיך לשחזר פתרונות טכניים, לספק שירותים מותאמים לתרחישים שונים בתעשייה ולסייע לפיתוח ירוק ויעיל של שדה הגז התעשייתי.