مجموعة NEWTEK: بحث حول-تعديل نظام استخلاص الأرجون عالي الكفاءة ومخطط تحسين نظام الغاز عالي النقاء-

 

ومع التقدم المتعمق في أهداف "الكربون المزدوج"{{0}، أصبح تحول الصناعات التقليدية نحو التنمية الخضراء والفعالة اتجاهًا لا مفر منه. باعتبارها صناعة داعمة أساسية، تواجه صناعة الغاز متطلبات مزدوجة للاستخدام الفعال للموارد وتحسين جودة المنتج. تقترح السياسات ذات الصلة الصادرة عن إدارة الطاقة الوطنية بوضوح تعزيز التطوير المنسق لصناعة الطاقة الجديدة والصناعات التقليدية، مع استمرار ارتفاع الطلب على الغازات المتخصصة مثل الأرجون عالي النقاوة-في-مجالات التصنيع المتطورة مثل الخلايا الكهروضوئية وأشباه الموصلات.

وفي الوقت نفسه، تعاني أنظمة الغاز الصناعية الحالية بشكل عام من نقاط ضعف: فمعظم وحدات فصل الهواء التي تدعم مشاريع الفحم الكيميائية في شمال غرب الصين تفشل في تحقيق استخلاص الأرجون، مع تفريغ الأرجون الخام مباشرة؛ تعاني بعض معدات إنتاج الغاز عالية النقاء-من انخفاض الكفاءة وضعف الاستمرارية؛ تخزين الغاز السائل عرضة لعدم الاستقرار بسبب تأثيرات درجات الحرارة. قامت مجموعة Newtek، المنخرطة بعمق في مجال فصل الغاز وتجديد المعدات، بتطوير حلول تحسين متكاملة مستهدفة بناءً على احتياجات السوق والتراكم الفني، مما يساعد الشركات على حل المشكلات مثل هدر الموارد والكفاءة المنخفضة والتخزين غير المستقر.

 

 

 

أفكار التحسين الأساسية

 

أساس تجديد استخراج الأرجون

بالإشارة إلى الوضع الحالي لوحدات فصل الهواء في مؤسسات الفحم الكيميائية في شنشي ومنغوليا الداخلية ومناطق أخرى، فإن معظم أبراج تخصيب الأرجون المكونة يمكنها فقط إنتاج الأرجون الخام بمحتوى الأرجون بنسبة 96% تقريبًا، مع وجود الأكسجين والنيتروجين كشوائب رئيسية، مما يفشل في تلبية متطلبات GB/T 4842-2017. يكمن جوهر التحسين في تحقيق الإزالة العميقة لمكونات الأكسجين والنيتروجين من الأرجون الخام من خلال ترقية البرج وإعادة بناء العملية، وبالتالي تحسين قدرة إنتاج الأرجون السائل ونقائه.
 

التمكين التآزري المتعدد للتقنيات

دمج مزايا ثلاث تقنيات رئيسية حاصلة على براءة اختراع: اعتماد نظام صمام كروماتوغرافيا الغاز الكاشف -صمام واحد مزدوج- لتحقيق اكتشاف دقيق للمكونات المتعددة-بحقنة واحدة؛ تطبيق جهاز تنقية قسم الامتزاز المزدوج- لضمان الإنتاج المستمر للغاز عالي النقاء-؛ تجهيز نظام تخزين سائل ذكي يتم التحكم في درجة حرارته- لتحسين استقرار تخزين الغاز السائل من خلال التحكم في درجة الحرارة في الوقت الفعلي-ومراقبة الضغط، مما يشكل -حلقة تحسين مغلقة لعملية "الاسترداد-التنقية-التخزين-الكاملة.

إذا أخذنا مجموعتين من وحدات فصل الهواء بقدرة 55000 متر مكعب في الساعة تابعة لمؤسسة كيميائية كدراسة حالة، يصل انبعاث الأرجون الخام إلى 900 متر مكعب في الساعة، وتفتقر معدات التخزين الحالية الداعمة إلى وظائف التحكم الذكي في درجة الحرارة، كما أن كفاءة -كشف الغاز عالي النقاء منخفضة. وعلى هذا الأساس يتم تنفيذ تصميم المخطط.

 

حلول التحسين المتكاملة

نوع الترقية الأساسي

 

● التكوين الأساسي

تجديد استخراج الأرجون: إضافة برج الأرجون الخام I، واستخدام برج تخصيب الأرجون الأصلي كبرج الأرجون الخام II، وتجهيزه ببرج الأرجون النقي لإزالة مكونات النيتروجين، والاحتفاظ بخزان التخزين الأصلي، وإضافة وحدة أساسية للتحكم في درجة الحرارة.

النظام المساعد: تجهيز -صمام مزدوج-نظام صمام كروماتوغرافيا الغاز للكاشف مع حلقتين كميتين وعمودين كروماتوغرافيين لتحقيق الكشف -الوقتي الحقيقي عن نقاء الأرجون؛ اعتماد جهاز تنقية تقليدي لتلبية متطلبات النقاء الأساسية.

● عناصر المراجعة الرئيسية

القدرة على التكيف مع القطر وكمية التعبئة ونسبة الارتداد لبرج تخصيب الأرجون الأصلي.

مساحة التركيب لصندوق التبريد البرجي الجديد وقدرة التحمل لأساس الوبر.

توافق نظام التحكم مع واجهات أجهزة الكشف.

● التأثيرات المتوقعة

قدرة إنتاج الأرجون السائل تبلغ حوالي 350 متر مكعب/ساعة، محتوى O₂ أقل من أو يساوي 1×10⁻⁶، محتوى N₂ أقل من أو يساوي 2×10⁻⁶؛ الغاز عالي النقاء - يفي بمعايير النقاء، ويتم التحكم في تقلب درجة حرارة تخزين السائل في حدود ±2 درجة؛ يتم تقصير وقت الكشف الفردي بنسبة 30%، ويتم توفير تكلفة شراء الأداة بنسبة 40%.

 

-نوع التآزر عالي الكفاءة

● التكوين الأساسي

تجديد استخراج الأرجون: استخدم برج تخصيب الأرجون الأصلي كبرج الأرجون الخام I، وقم بإزالة المكثف القديم، وأضف برج الأرجون الخام II ومكثف كبير الحجم- لتحسين كفاءة إزالة مكونات الأكسجين.

النظام المساعد: يدمج -جهاز تنقية الغاز بقسم الامتزاز المزدوج عالي النقاء- لتحقيق التنقية المستمرة من خلال التشغيل البديل للمواد الممتزة؛ تجهيز نظام تخزين ذكي يتم التحكم في درجة حرارته-مع وحدة تبريد ومراقبة للوقت الحقيقي-ووحدات تحكم تلقائية؛ استمر في استخدام نظام الكشف عن الكاشف-الصمام المزدوج-المفرد.

● عناصر المراجعة الرئيسية

قدرة المكثف الجديد على التكيف مع خط الأنابيب الأصلي وعبء أعمال التجديد.

الربط بين منطق تبديل المادة المازة لجهاز التنقية ونظام التحكم.

مساحة التركيب ومطابقة استهلاك الطاقة لآلية التبريد لخزان التخزين.

● التأثيرات المتوقعة

تبلغ الطاقة الإنتاجية للأرجون السائل حوالي 750 متر مكعب/ساعة، ويتوافق النقاء مع معايير النقاء العالية للأرجون-؛ التشغيل المستمر لإنتاج الغاز عالي النقاء-دون انقطاع، وزيادة كفاءة التنقية بنسبة 50%؛ تحسين استقرار تخزين الغاز السائل، وانخفاض معدل الخسارة إلى أقل من 3%؛ فترة استرداد استثمار أقصر وفوائد شاملة كبيرة.

 

نوع الترقية الشاملة

 

● التكوين الأساسي

تجديد استخلاص الأرجون: استبدل برج إثراء الأرجون الأصلي ببرج أرجون خام متكامل جديد لزيادة قدرة استخلاص الأرجون إلى الحد الأقصى، وهو مجهز بنظام برج الأرجون النقي عالي الكفاءة-.

النظام المساعد: استخدم جهازًا محدثًا لتنقية الغاز عالي النقاء- لتحسين كفاءة الامتزاز والامتصاص؛ تجهيز خزان تخزين ذكي كبير بوظائف مراقبة الوقت الحقيقي-المعلمات المتعددة، والإنذار التلقائي، ووظائف التحكم عن بعد؛ ترقية نظام الكشف اللوني للغاز لتحسين دقة البيانات وسرعة الاستجابة.

● عناصر المراجعة الرئيسية

التنسيق بين إنشاء الأساس لصندوق التبريد الجديد لبرج الأرجون الخام وتخطيط المعدات الحالية.

المطابقة بين ذروة استهلاك الطاقة للنظام بأكمله وإمدادات الطاقة وإمدادات الطاقة الخاصة بالمؤسسة.

توافق نظام التحكم الذكي مع منصة إدارة الإنتاج الحالية للمؤسسة.

● التأثيرات المتوقعة

قدرة إنتاج الأرجون السائل تبلغ 900 متر مكعب في الساعة، ومؤشرات النقاء تتجاوز المعايير الوطنية؛ -زيادة كفاءة إنتاج الغاز بنسبة 60%، واستقرار نقاء المنتج؛ يحقق التخزين السائل-إدارة وتحكمًا ذكيًا للعملية الكاملة، مع تحسين السلامة والتطبيق العملي بشكل ملحوظ؛ قيادة فنية قوية، تتكيف مع الاحتياجات-طويلة الأمد للتصنيع-المتطور.

 

مقارنة المخطط والتحسين

استنادًا إلى نظام تقييم التكلفة الإجمالية للملكية، جنبًا إلى جنب مع الشروط القياسية مثل 8330 ساعة تشغيل سنويًا والضريبة-المتضمنة لسعر السوق للأرجون السائل البالغ 1016 يوان/طن، تم إجراء مقارنة شاملة للمخططات الثلاثة.
 

مخطط	المزايا الأساسية	الاستثمار الأولي	تكلفة التشغيل	فترة استرداد الاستثمار	سيناريوهات التطبيق
المخطط 1	أقل استثمار، وصعوبة تجديد منخفضة	المعيار	المعيار	حوالي 12 سنة	المؤسسات الصغيرة والمتوسطة- ذات الميزانية المحدودة والاحتياجات الأساسية
المخطط 2	القدرة الإنتاجية المتوازنة والفوائد، بأقل تكلفة إجمالية	أعلى بحوالي 7%	انخفاض بنسبة 118% تقريبًا	حوالي 5.2 سنة	تسعى المؤسسات إلى تحقيق الفعالية من حيث التكلفة-وتتطلب إنتاجًا مستمرًا ومستقرًا
المخطط 3	أعلى قدرة إنتاجية، والتكنولوجيا الأكثر تقدما	أعلى بحوالي 26%	انخفاض بنسبة 169% تقريبًا	حوالي 4.9 سنة	المؤسسات التي تدعم التصنيع-المتطور والموجهة نحو التطوير-على المدى الطويل

يُظهر التحليل الشامل أن المخطط 2، الذي يركز على "إعادة استخدام المعدات + ترقيات المفاتيح"، يوازن بين تحسين القدرة الإنتاجية والتحكم في التكاليف والاستقرار الفني، وتحقيق تآزر فعال لاستعادة استخراج الأرجون، والإنتاج عالي النقاء -، والتخزين الذكي. يمكن التحكم في زيادة الاستثمار الأولي، وتقليل تكاليف التشغيل بشكل كبير، وفترة استرداد الاستثمار قصيرة، والتكلفة الإجمالية للمعدات هي الأدنى، مما يجعلها الحل الأمثل اقتصاديًا المناسب لاحتياجات معظم المؤسسات الصناعية.

 

خاتمة

يجب أن يعتمد تحسين أنظمة الغاز الصناعية وترقيتها على الاحتياجات الفعلية للمؤسسات لتحقيق -تآزر كامل لسلسلة استرداد الموارد، وتنقية المنتج، والكشف والمراقبة، والتخزين الآمن. يدمج الحل المتكامل الذي اقترحته مجموعة Newtek التقنيات الأساسية لتجديد استخراج الأرجون ومزايا المعدات الحاصلة على براءة اختراع، مما يحل بشكل فعال نقاط الألم في الأنظمة التقليدية مثل هدر الموارد، والكفاءة المنخفضة، والتخزين غير المستقر.

بعد تجديد مجموعتي وحدات فصل الهواء لمؤسسة الحالة بالمخطط 2، تبلغ فترة استرداد الاستثمار المتوقعة حوالي 5 سنوات، ويصل معدل العائد الداخلي إلى 20%. فهو لا يمكنه فقط تلبية الطلب على الأرجون عالي النقاء-في الصناعات الكهروضوئية وأشباه الموصلات وغيرها من الصناعات في المنطقة، ولكنه أيضًا يقلل من استهلاك الطاقة وإهدار الموارد، مما يحقق وضعًا مربحًا للجانبين-من الفوائد الاقتصادية والاجتماعية. في المستقبل، ستواصل مجموعة Newtek تكرار الحلول التقنية، وتقديم خدمات مخصصة لسيناريوهات الصناعة المختلفة، والمساعدة في التطوير الأخضر والفعال لحقل الغاز الصناعي.