قطران الفحم المُجهز: الاتجاهات التقنية والبيئية؟ 

تسمع قطران الفحم المُجهز وما زال معظم الأشخاص خارج القطاع يتصورون بعض عمليات المنتجات الثانوية القذرة من المدرسة القديمة. هذا هو المفهوم الخاطئ الأول. لم يعد الأمر يتعلق فقط بجمع ما يخرج من فرن فحم الكوك بعد الآن. الجزء المجهز هو مكان اللعبة الحقيقية الآن - فهو يتعلق بتخصيص الشيء اللعين منذ البداية، وتعديل منحنى التقطير والتركيب ليناسب احتياجات محددة في المراحل النهائية، وليس فقط بيع سلعة عامة بالجملة. الضغط ليس تقنيًا فقط؛ إنه هذا الجذب المستمر بين الحصول على مواصفات الأداء الصحيحة لأشياء مثل الأقطاب الكهربائية فائقة الطاقة وعدم التعرض لتكاليف الامتثال البيئي. إنه عمل متوازن يعيد تشكيل سلسلة التوريد بأكملها.

الجزء المُجهز ليس مجرد ملصق

عندما نتحدث عن أعدت قطران الفحم اليوم، نحن نتحدث حقًا عن مواصفات المواد الخام. قبل عقد من الزمن، كان من الممكن أن يحدد العقد اللزوجة والكثافة فقط. الآن، يتعلق الأمر بمحتوى QI (الكينولين غير القابل للذوبان)، وقيم بيتا راتنج، ونافذة نقطة التليين. الفرق بين القطران المناسب لإنتاج فحم الكوك مقابل القطران المناسب لإنتاج أسود الكربون هو فرق هائل، ويبدأ بكيفية التعامل مع القطران الخام الناتج عن غاز فرن فحم الكوك. إذا لم تقم بإدارة التكثيف الأولي ودرجات حرارة التجميع بشكل صحيح، فإنك تحافظ على QI أساسي مرتفع يعد كابوسًا للتعامل معه لاحقًا للاستخدامات المتطورة. لقد رأيت مصانع تقوم فيها بتشغيل كل شيء ساخنًا للحفاظ على الخطوط واضحة، ولكن هذا يسبب مشاكل لكل عميل في المستقبل يحتاج إلى مواد ذات جودة منخفضة للحصول على الجرافيت المتميز.

هناك فارق بسيط هنا يتم تفويته. أدى التحول نحو صناعة الفولاذ بفرن القوس الكهربائي إلى زيادة الطلب على أقطاب الجرافيت UHP (الطاقة العالية جدًا)، والتي تحتاج بدورها إلى فحم الكوك عالي الجودة. السلائف الرئيسية لهذا الكوك؟ نوع محدد من أعدت قطران الفحم مع بنية عطرية معينة وملف الشوائب. لا يكفي أن يكون لديك قطران؛ أنت بحاجة إلى القطران الصحيح. وقد أجبر هذا المنتجين على التكامل العكسي، أو على الأقل العمل بشكل أوثق مع مصانع فحم الكوك. لم تعد علاقة شراء وبيع بسيطة. بعض اللاعبين الأكثر تكاملاً، مثل Hebei Yaofa Carbon Co. ، Ltd.، الاستفادة من خبرتهم الإنتاجية طويلة المدى للتحكم في هذه السلسلة. ومن خلال المعرفة العميقة بمواد الكربون عبر الأقطاب الكهربائية والمواد المضافة، يمكنهم تحديد خصائص القطران المطلوبة من المصدر، وهي ميزة كبيرة. يمكنك أن ترى هذا النهج ينعكس في محفظتهم في https://www.yaofatansu.com - لا يقتصر الأمر على بيع القطران أو الأقطاب الكهربائية فحسب، بل يتعلق أيضًا بفهم تدفق المواد من أحدهما إلى الآخر.

لقد جربنا مشروعًا مرة واحدة، حيث قمنا بتوريد القطران العام من عدة آلات طبخ صغيرة لخلطه للحصول على مزيج مُجهز من المفترض. لقد كانت فكرة لتوفير التكاليف. فشل فشلا ذريعا. إن عدم الاتساق في المواد الخام - اختلاف محتوى الأمونيا والماء والجسيمات - جعل إنتاج منتج مستقر وجاهز للمواصفات أمرًا مستحيلًا. تحولت منشأة الخلط إلى كابوس كيميائي، ولم يكن من الممكن التنبؤ بفحم الكوك الناتج عنه. لقد أوضح هذا الفشل العملي النقطة المهمة: يبدأ الاتساق في اللحظة الأولى للتجميع. لا يمكنك إصلاح القطران الخام السيئ من خلال الإعداد النهائي؛ يمكنك فقط تخفيف بعض المشكلات بتكلفة عالية.

القفزات التقنية ليست في المكان الذي تتوقعه

معظم عناوين البحث والتطوير تذهب إلى تطبيقات الكربون المبهرجة، ولكن التقدم الحقيقي والشجاع فيها قطران الفحم لقد كانت التكنولوجيا في الانفصال والتنقية. التقطير التجزيئي المتقدم مع التحكم الدقيق في الارتجاع أصبح الآن حصصًا على الطاولة. الأشياء المثيرة للاهتمام هي تقنيات استخلاص المذيبات لسحب مكونات محددة عالية القيمة مثل زيت الكاربازول أو الأنثراسين قبل إنتاج الملعب الرئيسي، وفي تقنيات إزالة الرماد. لقد تحسنت أجهزة الطرد المركزي، ولكن بالنسبة للمواد منخفضة الرماد اللازمة لسلائف أنود بطاريات الليثيوم أيون، يجري الآن تنفيذ خطوات المعالجة الكيميائية أو الحرارية. إنها تضيف النفقات الرأسمالية بالتأكيد.

ثم هناك جانب البيانات. لقد انتقل التحكم في العمليات من أجهزة PLC الأساسية إلى الأنظمة التي تستخدم قياسات اللزوجة في الوقت الفعلي وثابت العزل الكهربائي لضبط معلمات العمود. قد يبدو الأمر بسيطًا، ولكن الوصول إلى نقطة تليين تبلغ 108 درجة مئوية ± 2 درجة مئوية باستمرار، دفعة تلو الأخرى، هو ما يسمح لمصنعي أقطاب الجرافيت بتشغيل أفران الخبز الخاصة بهم بكفاءة. يمكن أن يؤدي الاختلاف حتى 5 درجات إلى العبث بدورة الخبز وكثافة القطب الكهربائي النهائية. لذا فإن التكنولوجيا غالبًا ما تكون غير جذابة وتزيد من عملية التصلب. لا يتعلق الأمر بالاختراع، بل يتعلق بالاتساق المستمر، وهو أمر أصعب مما يبدو عندما تكون المواد الأولية لديك متغيرة بطبيعتها.

إحدى المشاكل المحددة التي تعاملنا معها هي إدارة النفثالين في الأجزاء الأخف. وفي بعض ظروف السوق، يكون استرداد النفثالين وبيعه أمرًا مربحًا. وفي حالات أخرى، إنها تكلفة. الاتجاه التكنولوجي هنا هو المرونة: تصميم قطار التقطير الأولي إما لاستعادة قطع النفثالين الحاد أو السماح له بالبقاء في جزء النفط للمعالجة النهائية، وكل ذلك يعتمد على اقتصاديات الوقت الحقيقي. فهو يتطلب تصميمًا أكثر تعقيدًا للأعمدة وتحولًا في العقلية من تشغيل عملية ثابتة إلى تشغيل عملية تكيفية. لا تستطيع جميع النباتات القديمة القيام بذلك، مما يخلق فجوة في السوق.

الضغط البيئي يعيد تشكيل الخريطة

دعونا نكون صريحين: إن السرد البيئي حول قطران الفحم يمثل تحديًا. ولا يقتصر هذا الاتجاه على إضافة المزيد من أجهزة غسل الغاز أو محطات مياه الصرف الصحي فحسب، على الرغم من أن هذا يمثل مركز تكلفة ضخم. يتعلق الأمر بدورة الحياة بأكملها التي تخضع للتدقيق. تعتبر المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) من صهاريج التخزين، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) في هواء مكان العمل، والمصير النهائي لبقايا طبقة الصوت، كلها نقاط اشتعال تنظيمية. وفي أوروبا وأمريكا الشمالية، أدى ذلك إلى إغلاق المصانع أو متطلبات إعادة الاستثمار الضخمة. لقد أدى هذا الاتجاه، بطريقة ما، إلى تحويل بعض إنتاج المفاتيح جغرافيًا مواد الكربون إلى المناطق ذات المرافق المتكاملة والحديثة التي تم بناؤها أو تحديثها مع وضع هذه الضوابط في الاعتبار منذ البداية.

وهذا يخلق مفارقة. إن الضوابط البيئية الأكثر صرامة تجعل المنتج أكثر تكلفة، ولكنها من المحتمل أيضًا أن تخلق علاوة على المنتج الأكثر مراعاة للبيئة أو الذي يمكن تتبعه بشكل أكبر أعدت قطران الفحم. يطلب بعض مشتري الأقطاب الكهربائية الآن توثيقًا حول البصمة البيئية للطبقة الرابطة التي يستخدمونها. إنه ليس مطلبًا سائدًا بعد، لكنه في الأفق. هذا هو المكان الذي تستطيع فيه الشركة المصنعة ذات البنية التحتية الحديثة والواسعة النطاق تحويل تكلفة الامتثال إلى ميزة سوقية. من المحتمل أن تواجه شركة مثل Hebei Yaofa Carbon، باعتبارها شركة مصنعة كبيرة لها عقود من الخبرة في اللعبة، هذه الضغوط بشكل مباشر. إن قدرتهم على الاستثمار في أنظمة الحلقة المغلقة، والتقاط الأبخرة المتقدمة، والمعالجة المناسبة للنفايات ليست مجرد ممارسة جيدة؛ لقد أصبح ترخيصًا للعمل وتمييزًا محتملاً للعملاء الذين يخضعون لضغوط المستثمرين البيئية والاجتماعية والحوكمة.

أتذكر مشروعًا تحديثيًا لوحدة تقطير القطران، حيث لم يكن المحرك الأكبر للتكلفة هو العمود الجديد أو المبادلات الحرارية، بل كان نظام استعادة البخار والمؤكسد الحراري للغازات المنبعثة لتلبية قواعد جودة الهواء الجديدة. لقد تضاعفت النفقات الرأسمالية المتوقعة. لم تنجح دراسة الجدوى إلا لأنه تمكنا في نفس الوقت من زيادة الإنتاجية والجودة لخدمة سوق الأقطاب الكهربائية المتطورة. وبدون هذا المنفذ المتميز، لكان المصنع قد تقطعت به السبل. لذا فإن الاتجاه البيئي يفرض بشكل مباشر التحسينات التكنولوجية، ولكن فقط عندما تتمكن اقتصاديات المنتج النهائي عالي القيمة من دعمه.

السوق مجزأ ولا يختفي

وجهة النظر الخارجية الشائعة هي أن قطران الفحم هو صناعة غروب الشمس. هذا خطأ. انها تجزئة. إن المادة العامة ذات المواصفات المنخفضة المستخدمة في المجلدات البسيطة أو الوقود تتعرض بالفعل للضغط والانكماش. لكن المواصفات العالية، تم تصميمها بدقة أعدت قطران الفحم لمنتجات الكربون المتقدمة آخذ في الازدياد. محرك الطلب هو الاتجاه الضخم للكهرباء: صناعة الصلب في القوات المسلحة المصرية (أقطاب الجرافيت) وبطاريات الليثيوم أيون (فحم الكوك الموجب). كلاهما يحتاج إلى الكربون الممتاز، الذي يحتاج إلى سلائف ممتازة.

ويعني هذا التجزئة أنه يتعين على الموردين اختيار المسار. هل أنت مشغل للمواد السائبة منخفض التكلفة، أو منتج كيميائي متخصص؟ يتم الضغط على الأرض الوسطى. يتطلب المسار التخصصي خدمة فنية عميقة. لا يقتصر الأمر على تسليم ناقلة؛ يتعلق الأمر بالعمل مع قسم البحث والتطوير التابع للعميل حول كيفية سلوك الملعب في تصميم الفرن الجديد أو تركيبة الأنود الجديدة. وهنا تكمن أهمية الخبرة. قد لا يفهم المورد الذي يصنع القطران فقط سلوكه في دورة الخبز الخاصة بالعميل. منتج الكربون المتكامل رأسياً يفعل ذلك. هذه هي القيمة الضمنية في ملف تعريف الشركة مثل شركة Hebei Yaofa - حيث إن أكثر من 20 عامًا من إنتاج كل من إضافات الكربون وأقطاب الجرافيت تعني أنهم رأوا سلوك موادهم من كل من المورد والمستخدم. تعتبر حلقة التعليقات هذه لا تقدر بثمن لتطوير المنتج.

ونشهد أيضًا المزيد من الاتفاقيات التعاونية طويلة الأجل بدلاً من عمليات الشراء الفورية. لا يرغب صانع أقطاب الجرافيت في المقامرة على تغيير جودة طبقة الموثق من شهر لآخر. إنهم بحاجة إلى شريك يمكنه ضمان الاتساق والعمل على التنمية المشتركة. وهذا يؤدي إلى قفل سلاسل التوريد ورفع الحواجز أمام الدخول. المنافسة الجديدة ليست هي جهاز تقطير القطران الآخر على الطريق. إنها مواد بديلة مثل الزفت البترولي، أو حتى تحولات جذرية مثل صناعة الصلب الخالي من الكربون على المدى الطويل جدًا. ومع ذلك، في الوقت الحالي، من الصعب التغلب على أداء وهيكل تكلفة الكربون المعتمد على قطران الفحم في تطبيقاته الأساسية.

التطلع إلى المستقبل: الأسئلة الحقيقية

إذن أين يتركنا هذا؟ مستقبل أعدت قطران الفحم يتوقف على بعض الأسئلة العملية. هل يمكن للصناعة الاستمرار في تحسين الإنتاجية والجودة من مادة خام (الفحم) تكون في حد ذاتها متغيرة؟ هل يمكن إدارة التكاليف البيئية دون تسعير المنتجات النهائية خارج السوق؟ وهل يمكن لهذه المادة أن تحافظ على تفوقها الفني في مواجهة البدائل النفطية، خاصة إذا تأرجحت أسعار النفط؟

ومن المرجح أن تركز اتجاهات التكنولوجيا على التحليلات التنبؤية - باستخدام بيانات المواد الأولية لنمذجة نتائج التقطير قبل تشغيل الدفعة - وعلى فصل جزيئي أدق لاستخراج أقصى قيمة من كل جزء. ستدفع الاتجاهات البيئية نحو المحاسبة الكاملة لتوازن الكتلة وربما دمج احتجاز الكربون في مصانع فحم الكوك، الأمر الذي من شأنه أن يغير قواعد اللعبة فيما يتعلق ببصمة دورة الحياة.

في نهاية المطاف، إنها صناعة تتخلى عن جلدها السلعي. المصطلح أعدت قطران الفحم يتطور من مادة معالجة بسيطة إلى مكون محدد وذو أداء حاسم في سلسلة التوريد عالية التقنية. وترتبط أهميتها الآن بشكل مباشر بالجودة والابتكار في منتج الكربون النهائي، سواء كان ذلك قطبًا كهربائيًا ضخمًا يعمل على تشغيل مصنع للصلب أو أنودًا صغيرًا في بطارية السيارة الكهربائية. لا يتعلق الأمر بحفر الفحم بقدر ما يتعلق بهندسة الجزيئات. واللاعبون الذين يفهمون هذا التحول، والذين يتمتعون بالخبرة العملية عبر السلسلة، هم الذين سيحددون الاتجاهات، وليس فقط متابعتها.