Cnooc (Циндао) Хүнд тос боловсруулах инженерчлэлийн технологийн судалгааны төв ХХК
Тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээний технологи, 2021 оны 32 дугаар
Хураангуй: Хятадын шинжлэх ухаан, технологийн тасралтгүй хөгжил нь нийгмийн янз бүрийн салбарын хөгжлийг дэмжиж байна. Үүний зэрэгцээ энэ нь манай эдийн засгийн хүч чадал болон үндэсний нийт хүчийг үр дүнтэйгээр нэмэгдүүлсэн. Хэлхээний ган үйлдвэрлэх үйл явцын чухал хэсэг болох зүү коксыг голчлон бал чулуун электрод үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ нь литийн батерейны бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх, түүнчлэн цөмийн эрчим хүчний үйлдвэрлэл, нисэхийн салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Шинжлэх ухаан, технологийн хөгжлийн үндэс суурийг хөгжүүлэхийн хэрээр цахилгаан зуухны ган үйлдвэрлэх технологийг тасралтгүй оновчтой болгох, сайжруулах ажлыг дэмжиж, нийгмийн үйлдвэрлэлийн хөгжлийн шаардлагыг хангахын тулд судалгаа, хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэлийн процесст зүү коксын харгалзах стандарт, шаардлагыг байнга шинэчилж байна. Үйлдвэрлэлийн процесст ашигладаг түүхий эдээс шалтгаалан зүү коксыг газрын тосны цуврал болон нүүрсний цуврал гэж хуваадаг. Тодорхой хэрэглээний үр дүнгээс харахад газрын тосны цуврал зүү кокс нь нүүрсний цувралаас илүү хүчтэй химийн идэвхжилтэй байдаг. Энэхүү өгүүлэлд бид газрын тосны зүү фокусын зах зээлийн өнөөгийн байдал, холбогдох технологийн судалгаа, үйлдвэрлэлийн процессын асуудлуудыг судалж, газрын тосны зүү фокусын үйлдвэрлэлийн хөгжилд тулгарч буй бэрхшээлүүд болон холбогдох техникийн бэрхшээлүүдийг шинжилсэн.
I. Оршил
Зүүтэй кокс нь бал чулуун электрод үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Одоогийн хөгжлийн нөхцөл байдлаас харахад АНУ, Япон зэрэг гадаадын хөгжингүй орнууд зүүтэй коксыг судлах, хөгжүүлэх, үйлдвэрлэх ажлыг эрт эхлүүлсэн бөгөөд холбогдох технологийг ашиглах нь боловсорч гүйцсэн хандлагатай байгаа бөгөөд тэд газрын тосны зүүтэй кокс үйлдвэрлэх гол технологийг эзэмшсэн байна. Үүнтэй харьцуулахад газрын тосны салбарт зүүг бие даан судлах, үйлдвэрлэх ажил хожуу эхэлсэн. Гэхдээ зах зээлийн эдийн засгийн тасралтгүй хөгжил, үйлдвэрлэлийн янз бүрийн салбарыг цогцоор нь өргөжүүлэхийг дэмжихийн хэрээр газрын тосны салбарт зүүг судлах, хөгжүүлэх нь сүүлийн жилүүдэд үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийг бий болгож, нээлт хийсэн. Гэсэн хэдий ч импортын бүтээгдэхүүнтэй харьцуулахад чанар, хэрэглээний үр нөлөөний хувьд зарим зөрүү байсаар байна. Тиймээс газрын тосны системийн өнөөгийн зах зээлийн хөгжлийн байдал, техникийн бэрхшээлийг тодорхой болгох шаардлагатай байна.
II. Газрын тосны зүү коксын технологийн хэрэглээний танилцуулга ба шинжилгээ
(1) Газрын тосны зүү коксын үйлдвэрлэлийн өнөөгийн хөгжлийн төлөв байдлын дотоод болон гадаадын шинжилгээ
Газрын тосны зүү коксын технологи нь 1950-иад онд АНУ-д үүссэн. Гэхдээ манай улс албан ёсоор нээлттэй болсон
Газрын тосны зүүгээр коксжуулах технологи, үйлдвэрлэлийн судалгаа 1980-аад оны эхээр эхэлсэн. Технологийн судалгаа, хөгжлийн үндэсний бодлогын дэмжлэгтэйгээр Хятадын судалгааны хүрээлэнгүүд газрын тосны зүүгээр коксжуулах янз бүрийн туршилт хийж, янз бүрийн туршилтын аргыг байнга судалж, судалж эхэлсэн. Үүнээс гадна, 1990-ээд онд манай улс зүүгээр төвлөрсөн газрын тосны системийг бэлтгэх чиглэлээр олон туршилтын судалгаа хийж, холбогдох патентын технологийг өргөдөл гаргасан. Сүүлийн жилүүдэд холбогдох үндэсний бодлогын дэмжлэгтэйгээр дотоодын олон Шинжлэх Ухааны Академи болон холбогдох аж ахуйн нэгжүүд судалгаа, хөгжүүлэлтэд хөрөнгө оруулалт хийж, салбарын үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэлийн хөгжлийг дэмжиж байна. Газрын тосны зүүгээр коксжуулах технологийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн түвшин мөн тасралтгүй сайжирч байна. Энэ үзэгдлийн гол шалтгаан нь газрын тосны зүүгээр коксжуулах дотоодын эрэлт хэрэгцээ их байгаа явдал юм. Гэсэн хэдий ч дотоодын судалгаа, хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэл зах зээлийн эрэлтийг хангаж чадахгүй байгаа тул дотоодын зах зээлийн ихэнх хэсгийг импортын бүтээгдэхүүн эзэлж байна. Өнөөгийн хөгжлийн нөхцөл байдлыг харгалзан үзвэл, газрын тосны зүү түлхэх технологийн судалгаа, хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэлд анхаарал хандуулж байгаа нь нэмэгдэж байгаа ч технологийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн түвшний хувьд холбогдох технологийн судалгаа, хөгжүүлэлтэд саад учруулж буй зарим бэрхшээлүүд байгаа нь манай улс болон хөгжингүй орнуудын хооронд том ялгаа бий болгож байна.
(2) Дотоодын газрын тосны зүү коксын үйлдвэрүүдийн техникийн хэрэглээний шинжилгээ
Дотоодын болон гадаадын бүтээгдэхүүний чанар, хэрэглээний үр нөлөөний шинжилгээнд үндэслэн газрын тосны зүү коксын чанарын ялгаа нь голчлон дулааны тэлэлтийн коэффициент болон бөөмийн хэмжээний тархалтын хоёр индексийн зөрүүтэй холбоотой болохыг харж болно [1]. Энэхүү чанарын зөрүү нь голчлон үйлдвэрлэлийн процессын үйлдвэрлэлийн бэрхшээлээс үүдэлтэй юм. Газрын тосны зүү коксын үйлдвэрлэлийн тодорхой процесс болон аргын агууламжтай хослуулан түүний гол үйлдвэрлэлийн технологи нь голчлон түүхий эдийг урьдчилан боловсруулах түвшинд зориулагдсан байдаг. Одоогийн байдлаар зөвхөн Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) болон Jinzhou Petrochemical компаниуд л олноор үйлдвэрлэл явуулсан. Үүний эсрэгээр, Jinzhou Petrochemical компанийн газрын тосны зүү коксын үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэлийн систем харьцангуй боловсорч гүйцсэн, төхөөрөмжийн боловсруулах хүчин чадал тасралтгүй сайжирч байгаа бөгөөд үйлдвэрлэсэн холбогдох бүтээгдэхүүнүүд нь зах зээл дээр дунд болон өндөр түвшинд хүрч, өндөр хүчин чадалтай эсвэл хэт өндөр хүчин чадалтай ган үйлдвэрлэх электродуудад ашиглаж болно.
III. Дотоодын газрын тосны зүү коксын зах зээлийн шинжилгээ
(1) Аж үйлдвэржилт хурдацтай явагдаж байгаатай холбогдуулан зүү коксын эрэлт өдөр бүр нэмэгдэж байна.
Манай улс бол дэлхийн томоохон аж үйлдвэрийн орон бөгөөд энэ нь голчлон аж үйлдвэрийн бүтцийн хэлбэрээс хамаардаг.
Төмөр, гангийн үйлдвэрлэл нь манай эдийн засгийн хөгжлийг дэмжих чухал салбаруудын нэг юм. Энэ нөхцөлд зүүний эрэлт хэрэгцээ өдөр бүр нэмэгдэж байна. Гэвч одоогоор манай техникийн судалгаа, хөгжлийн түвшин, үйлдвэрлэлийн хүчин чадал зах зээлийн эрэлт хэрэгцээнд нийцэхгүй байна. Гол шалтгаан нь чанарын стандартыг үнэхээр үйлдвэрлэж чадах газрын тосны зүүгээр ажилладаг цөөн тооны аж ахуйн нэгжүүд байгаа бөгөөд үйлдвэрлэлийн хүчин чадал тогтворгүй байна. Холбогдох технологийн судалгаа, хөгжлийн ажил одоогоор урагшилж байгаа ч өндөр хүчин чадалтай эсвэл хэт өндөр хүчин чадалтай графит электродыг хангахыг хүсч байгаа бөгөөд их хэмжээний зөрүү байгаа нь газрын тосны зүүгээр ажилладаг бүтээгдэхүүний чанарын хяналтад саад учруулж байна. Одоогийн байдлаар зүүгээр ажилладаг коксын зах зээлийг газрын тосны зүүгээр хийдэг кокс, нүүрсний зүүгээр хийдэг кокс гэж хувааж байна. Үүний эсрэгээр газрын тосны зүүгээр хийдэг кокс нь төслийн хөгжлийн тоо хэмжээ эсвэл хөгжлийн түвшинд нүүрсний зүүгээр хийдэг коксынхоос арай бага байгаа нь Хятадын газрын тосны зүүгээр хийдэг коксын үр дүнтэй өргөжилтийг саатуулж буй гол шалтгаануудын нэг юм. Гэхдээ гангийн үйлдвэрлэлийн технологийн түвшинг тасралтгүй сайжруулахын зэрэгцээ хэт өндөр хүчин чадалтай графит электродын гангийн үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэлийн эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байна. Энэ нь манай аж үйлдвэрийн хөгжлийн түвшин тасралтгүй сайжирч, аж үйлдвэржилтийн үйл явц хурдасахын хэрээр зүү коксын эрэлт хэрэгцээ улам бүр нэмэгдэхийг онцолж байна.
(2) Зүүтэй кокаины хөвөгч үнийн зах зээлийн шинжилгээ
Манай улсын аж үйлдвэрийн хөгжлийн өнөөгийн түвшин болон аж үйлдвэрийн бүтэц, үйлдвэрлэлийн агуулгын тохируулгаас харахад манай улсад зүүгээр коксжих газрын тосны цуврал нь нүүрсээр коксжих цувралаас илүү тохиромжтой бөгөөд энэ нь зүүгээр коксжих бүтээгдэхүүний нийлүүлэлт ба эрэлтийн тэнцвэргүй байдлын дотоодын нөхцөл байдлыг улам дордуулж, газрын тосны системийн нийлүүлэлт ба эрэлтийн тэнцвэргүй байдлын нөхцөл байдлыг шийдвэрлэхийн тулд бид зөвхөн импортод найдаж болно. Сүүлийн жилүүдэд импортын бүтээгдэхүүний үнийн хэлбэлзлийн шинж чанарыг шинжилснээс харахад импортын газрын тосны зүүгээр коксжих бүтээгдэхүүний үнэ 2014 оноос хойш өсч байгааг харж болно. Тиймээс дотоодын үйлдвэрлэлийн хувьд нийлүүлэлтийн зөрүү нэмэгдэж, импортын үнэ өсөхийн хэрээр газрын тосны зүүгээр коксжих бүтээгдэхүүн нь Хятадын зүүгээр коксжих үйлдвэрлэлийн шинэ хөрөнгө оруулалтын цэг болох болно [2].
Дөрөвдүгээрт, манай газрын тосны зүүний судалгаа, хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэлийн технологийн хүндрэлийн шинжилгээнд анхаарлаа хандуулдаг
(1) Түүхий эдийг урьдчилан боловсруулах хүндрэлийн шинжилгээ
Газрын тосны зүү кокс үйлдвэрлэх, үйлдвэрлэх бүх үйл явцыг шинжилснээр түүхий эдийг урьдчилан боловсруулахын тулд газрын тос нь гол түүхий эд бөгөөд газрын тосны нөөцийн онцлогоос шалтгаалан түүхий тосыг газар доороос олборлох шаардлагатай бөгөөд манай улсын газрын тосны түүхий тос нь олборлолт, боловсруулалтын явцад янз бүрийн катализатор ашигладаг тул газрын тосны бүтээгдэхүүнд тодорхой хэмжээний хольц агуулагдах болно. Энэхүү урьдчилан боловсруулах арга нь газрын тосны зүү кокс үйлдвэрлэхэд сөргөөр нөлөөлнө. Үүнээс гадна, газрын тосны найрлага нь ихэвчлэн алифатик нүүрсустөрөгч бөгөөд үнэрт нүүрсустөрөгчийн агууламж бага байдаг нь одоо байгаа газрын тосны нөөцийн онцлогоос үүдэлтэй юм. Өндөр чанартай газрын тосны зүү кокс үйлдвэрлэхэд түүхий эдэд хатуу шаардлага тавьдаг, үнэрт нүүрсустөрөгчийн агууламж өндөр байдаг бөгөөд хүхэр, хүчилтөрөгч, асфальтен болон бусад газрын тосыг түүхий эд болгон сонгодог бөгөөд хүхрийн массын фракц 0.3%-иас бага, асфальтений массын фракц 1.0%-иас бага байхыг шаарддаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Гэсэн хэдий ч анхны найрлагыг илрүүлж, шинжлэхэд үндэслэн манай улсад боловсруулсан түүхий тосны ихэнх нь хүхрийн өндөр агууламжтай түүхий тос бөгөөд өндөр үнэрт нүүрсустөрөгчийн агууламжтай зүү кокс үйлдвэрлэхэд тохиромжтой тос дутагдалтай байгааг тогтоожээ. Газрын тосноос хольцыг зайлуулах нь техникийн хувьд маш их бэрхшээлтэй байдаг. Үүний зэрэгцээ, одоогоор судалгаа, хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэлд илүү боловсорсон Жинжоу Петрохими компани нь газрын тосны зүү кокс үйлдвэрлэх, боловсруулах процесст зүү кокс үйлдвэрлэхэд тохиромжтой түүхий эдийг шаарддаг. Түүхий эдийн хомсдол, чанарын тогтворгүй байдал нь зүү кокс үйлдвэрлэх чанарын тогтвортой байдлыг хязгаарлаж буй гол хүчин зүйлсийн нэг юм [3]. Шаньдун Ида Нью Материал ХХК нь газрын тосны зүү кокс үйлдвэрлэх нэгжийн түүхий эдийг урьдчилан боловсруулах ажлыг зохион бүтээж, хэрэгжүүлсэн.
Үүний зэрэгцээ хатуу тоосонцорыг зайлуулахын тулд янз бүрийн аргыг хэрэглэсэн. Зүүтэй кокс үйлдвэрлэхэд тохиромжтой хүнд тосыг сонгохоос гадна түүхий эд дэх хортой бодисыг коксжихоос өмнө зайлуулсан.
(2) Газрын тосны зүү коксын коксжих процессын хойшлогдсон техникийн хүндрэлийн шинжилгээ
Зүүтэй кокс үйлдвэрлэх үйл ажиллагаа харьцангуй төвөгтэй бөгөөд тодорхой боловсруулалтын процесст хүрээлэн буй орчны температурын өөрчлөлт болон ажлын даралтыг хянах өндөр шаардлага тавьдаг. Зүүтэй кокс үйлдвэрлэх коксжих процессын нэг бэрхшээл бол коксжих процессын даралт, хугацаа, температурыг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй, боломжийн байдлаар хянаж, урвалын хугацаа нь стандарт шаардлагыг хангаж чадах эсэх юм. Үүний зэрэгцээ коксжих процессын параметрүүд болон тодорхой үйл ажиллагааны стандартыг илүү сайн оновчлох, тохируулах нь зүүтэй кокс үйлдвэрлэх бүхэл бүтэн үйл ажиллагааг оновчлох, чанарыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Халаалтын зуухыг температурын өөрчлөлтийн ажиллагаанд ашиглах гол зорилго нь зүү кокс үйлдвэрлэх процесст стандартын дагуу стандарт ажиллагааг явуулах явдал бөгөөд ингэснээр орчны температур шаардлагатай параметрүүдэд хүрэх боломжтой болно. Үнэндээ температурын өөрчлөлтийн процесс нь коксжих урвалыг удаан, бага температуртай орчинд явуулж, коксжих урвалыг удаашруулж, үнэрт конденсацийг бий болгох, молекулуудын эмх цэгцтэй зохион байгуулалтыг хангах, даралтын нөлөөн дор тэдгээрийг чиглүүлж, хатууруулах, төлөв байдлын тогтвортой байдлыг хангахад оршино. Халаалтын зуух нь газрын тосны зүү кокс үйлдвэрлэх бүх үйл явцад зайлшгүй шаардлагатай үйл ажиллагаа бөгөөд тодорхой температурын хязгаарын параметрүүдэд тодорхой шаардлага, стандартууд байдаг бөгөөд эдгээр нь 476°C-ийн доод хязгаараас бага, 500°C-ийн дээд хязгаараас хэтрэхгүй байж болно. Үүний зэрэгцээ, хувьсах температуртай зуух нь том тоног төхөөрөмж, байгууламж гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй бөгөөд зүү коксын цамхаг бүрийн чанарын жигд байдалд анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй: тэжээлийн процесст цамхаг бүр температур, даралт, агаарын хурд болон бусад хүчин зүйлээс шалтгаалан өөрчлөгддөг тул коксын цамхаг жигд бус, дунд болон доод чанартай байдаг. Зүү коксын чанарын жигд байдлын асуудлыг хэрхэн үр дүнтэй шийдвэрлэх вэ гэдэг нь зүү кокс үйлдвэрлэхэд анхаарах ёстой асуудлын нэг юм.
5. Газрын тосны зүү коксын ирээдүйн хөгжлийн чиглэлийн шинжилгээ
(a) Дотоодын газрын тосны системийн зүү коксын чанарыг тасралтгүй сайжруулахыг дэмжих
Зүү фокусын технологи, зах зээлийг АНУ, Япон улсууд ноёрхож байна. Одоогийн байдлаар Хятадад зүү кокс үйлдвэрлэхэд чанар тогтворгүй, коксын бат бэх чанар бага, нунтаг кокс их байх зэрэг зарим асуудал байсаар байна. Үйлдвэрлэсэн зүү коксыг өндөр хүчин чадалтай болон хэт өндөр хүчин чадалтай бал чулуун электрод үйлдвэрлэхэд их хэмжээгээр ашиглаж байгаа ч том диаметртэй хэт өндөр хүчин чадалтай бал чулуун электрод үйлдвэрлэхэд их хэмжээгээр ашиглах боломжгүй юм. Сүүлийн жилүүдэд зүү фокусын судалгаа, хөгжүүлэлт маань зогссонгүй бөгөөд бүтээгдэхүүний чанар сайжирсаар байх болно. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal хэмжих зүү кокс, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Газрын тосны цуврал зүү коксны төхөөрөмжүүд жилд 40,000-50,000 тонн хүртэл хүчин чадалтай бөгөөд тогтвортой ажиллаж, чанарыг нь байнга сайжруулж чадна.
(2) Газрын тосны зүү коксын дотоодын эрэлт хэрэгцээ өссөөр байна
Төмөр, гангийн үйлдвэрлэлийн хөгжилд олон тооны хэт өндөр хүчин чадалтай электрод болон өндөр хүчин чадалтай электродууд шаардлагатай байдаг. Энэ нөхцөлд хэт өндөр хүчин чадалтай электрод болон өндөр хүчин чадалтай электрод үйлдвэрлэх зүү коксын эрэлт хурдацтай өсч, жилд 250,000 орчим тонн гэж тооцоолж байна. Хятадад цахилгаан зуухны гангийн үйлдвэрлэл 10%-иас бага, дэлхийн цахилгаан зуухны гангийн дундаж үйлдвэрлэл 30%-д хүрсэн байна. Манай гангийн хаягдал 160 сая тоннд хүрсэн байна. Одоогийн нөхцөл байдлаас харахад урт хугацаанд цахилгаан зуухны гангийн хөгжил зайлшгүй бөгөөд зүү коксын хангамжийн хомсдол зайлшгүй гарах болно. Тиймээс түүхий эдийн эх үүсвэрийг нэмэгдүүлэх, үйлдвэрлэлийн хэрэгцээг хангахын тулд үйлдвэрлэлийн аргыг сайжруулах арга хэмжээ авах шаардлагатай байна.
(3) Зах зээлийн эрэлт хэрэгцээ тэлж байгаа нь дотоодын судалгаа, хөгжлийн технологийн түвшинг сайжруулахад түлхэц болж байна
Зүүний чанарын зөрүү болон эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгаа нь зүүний зөрүүг хурдасгахыг шаардаж байна. Зүүний зөрүүг хөгжүүлэх, үйлдвэрлэх явцад судлаачид зүүний зөрүүг үйлдвэрлэхэд тулгарч буй бэрхшээлийг улам бүр ойлгож, судалгааны ажлыг нэмэгдүүлж, үйлдвэрлэлийг удирдан чиглүүлэх туршилтын өгөгдлийг олж авахын тулд жижиг, туршилтын байгууламжуудыг байгуулж байна. Өсөн нэмэгдэж буй эрэлтийг хангахын тулд зүүний кокс боловсруулах технологийг байнга сайжруулж байна. Түүхий эд, үйлдвэрлэлийн аргын үүднээс авч үзвэл дэлхийн газрын тосны хомсдол, хүхрийн агууламж нэмэгдэж байгаа нь газрын тосны системийн зүүний кокс хөгжлийг хязгаарлаж байна. Шаньдун Ида Шинэ Материал ХХК-д газрын тосны цуврал зүүний кокс түүхий эдийг урьдчилан боловсруулах үйлдвэрлэлийн шинэ байгууламжийг барьж ашиглалтад оруулж, газрын тосны цуврал зүүний кокс маш сайн түүхий эдийг үйлдвэрлэсэн нь газрын тосны цуврал зүүний коксын чанар, гарцыг үр дүнтэй сайжруулах болно.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 12-р сарын 7