Çin adsorbanları: nerede kullanılırlar? 

İnsanlar Çin adsorbanlarından bahsettiğinde, çoğu kişinin aklına hemen ayakkabı poşetlerindeki ucuz silika jelleri geliyor. Bu elbette bir uygulama ama buzdağının görünen kısmı. Aslında spektrum, endüstriyel emisyonların saflaştırılmasından farmasötiklerdeki izomerlerin en iyi şekilde ayrılmasına kadar uzanır. Ve buradaki Çinli üreticiler uzun süredir sadece yetişmekle kalmıyor, aynı zamanda bazı nişlerde, özellikle de verimlilik ve maliyet arasındaki denge söz konusu olduğunda tempoyu belirliyor. Adil olmak gerekirse, on yıl önce durum farklıydı; çok fazla gürültü vardı ve oyunların kalitesi her zaman istikrarlı değildi. Şimdi, kiminle çalışacağınızı biliyorsanız, Avrupa analoglarından daha düşük olmayan malzemeler elde edebilirsiniz ve kilogram başına veya birim adsorpsiyon kapasitesi başına bir fiyatla bunlar birkaç kat daha yüksek olacaktır. Ancak anahtar ifade şu: “Kiminle çalışacağını biliyorsan?”. Bu konuda daha sonra daha fazla bilgi vereceğiz.

Yalnızca silika jel değil: ana malzeme yelpazesi

Hemen i'leri noktalayalım. "Çin adsorbanları?" altında genellikle üç büyük grup anlamına gelir: zeolitler (moleküler elekler), aktif karbonlar ve aynı oksit sorbentler (silika jel, alüminyum oksit). Zeolitler belki de en ilginç bölümdür. Çinli üreticiler bunları çok özel gözenek boyutlarıyla sentezlemeyi öğrendiler - 3'ten? 10'a kadar? Bu çok kritik. Örneğin zeolit ​​4A veya 13X kompresör istasyonlarında doğal gazın veya havanın kurutulmasında kullanılır. Daha önce UOP veya CECA'dan satın alıyorlardı, ancak artık giderek daha fazla Çin'e yöneliyorlar. Ancak bir nüans var: Her fabrika kristal yapının partiden partiye stabilitesini sağlayamaz. Bu nedenle dinamik kapasitenin %15-20 oranında düştüğü durumlar gördüm.

Aktif karbonlar farklı bir hikaye. Burada Çin küresel bir dev. Ama bu o kadar basit değil. Kömür ve kömür farklıdır. Atık su arıtımı için toz haline getirilmiş (PAC) bir şeydir, ancak organik buharların adsorpsiyonu için yüksek mekanik mukavemete sahip granüler (GAC) tamamen başka bir şeydir. Çinli tedarikçiler ilkinde güçlü, ancak ikincisinde sorunlar var; özellikle hareketli adsorberlerde aşınma yüksek. Ama ilerleme var. Şimdi zaten Hindistan cevizi kabuğundan %35-40 seviyesinde benzen adsorbsiyonu ile GAC yapan üretim tesisleri var ki bu çok değerli.

Ve oksitler. Silika jel sadece torbalardaki toplardan ibaret değildir. Ayarlanabilir gözenek büyüklüğü 30-100 olan mezogözenekli silika jel? örneğin vitamin üretiminde büyük organik molekülleri ayırmak için güçlü bir araçtır. Çin burada oldukça rekabetçi seçenekler sunuyor. Bitkisel yağın saflaştırılmasına yönelik, değiştirilmiş yüzeye sahip Çin silika jelinin kullanıldığı bir projeyi hatırlıyorum; pigment ve sabun kalıntılarını pahalı Alman muadilinden daha etkili bir şekilde giderdi. Ancak üç farklı fabrikadan numune seçip test etmek uzun zaman aldı.

Anahtar endüstriler: petrokimyadan gıda işlemeye

Sanayi bazında ele alırsak petrol ve gaz sektörü bir numaralı tüketicidir. Boru hatlarıyla taşınmadan önce gazın dehidrasyonu bir klasiktir. Adsorpsiyon tandemleri burada çalışır: önce ayırıcılarda yoğun nem giderilir, ardından zeolitler kullanılarak ince kurutma yapılır. Çin moleküler elekleri 4A ve 13X burada, özellikle Asya ve Afrika'daki tarlalarda giderek daha fazla kullanılıyor. CAPEX'teki tasarruflar önemlidir. Ancak mühendisler her zaman "zehirlenmeye" karşı dirence bakarlar. — Gaz hidrojen sülfür veya ağır hidrokarbonlar içeriyorsa zeolit ​​hızla kapasitesini kaybedebilir. Bazı Çinli üreticiler H2S'ye daha dayanıklı olan iyon değiştirme modifikasyonlu zeolitler sunmaktadır. Laboratuvarda test ettiler - işe yarıyor gibi görünüyor, ancak 5 yıllık çalışma için hala çok az saha verisi var.

Kimya ve ilaç endüstrisi, hassas saflaştırma ve ayırmanın alanıdır. Burada hem zeolitler hem de özel polimer sorbentler kullanılıyor. Örneğin para ve metaksilenin ayrılması. Daha önce bu neredeyse özel bir UOP teknolojisiydi. Artık bu işlem için zeolitlerin Çin analogları (örneğin, BaX veya K-BaX gibi) aktif olarak test ediliyor. Tamamen aynı olduklarını söylemeyeceğim ancak ürün saflık gereksinimlerinin biraz daha düşük olduğu bazı kurulumlar için idealdirler. Farmasötiklerde kromatografi için yüksek saflıkta silika jel kullanılır. Çinli şirketler bu pazara giriyor ancak yol uzun; GMP uyumluluğuna ve dağlarca belgeye ihtiyaçları var.

Çevre koruma çok büyük bir pazardır. Karbon adsorberler üzerindeki uçucu organik bileşiklerin (VOC'ler) yakalanması, zeolitler kullanılarak kükürt dioksitten emisyonların arındırılması, atık suyun fenollerden, boyalardan ve ağır metallerden arındırılması. Burada Çin malzemeleri fiyat açısından rakipsizdir. Ancak yine buhar rejenerasyonlu sabit sistemler için yüksek mukavemetli kömür aramak daha iyidir, aksi takdirde altı aylık rejenerasyondan sonra cihazda kömür tozu olacaktır. Bir mobilya fabrikasındaki bir solvent geri kazanım ünitesiyle hoş olmayan bir deneyim yaşadım - karbon memesini planlanandan önce değiştirmek zorunda kaldım.

Yiyecek ve içecek endüstrisi. Paketleme hatlarında havayla kurutma, kahvenin kafeinsizleştirilmesi, bira ve meyve suyu berraklaştırılması, koku giderme. Burada malzeme güvenliği gereksinimleri en katıdır. FDA sertifikalı veya eşdeğeri olmalıdır. Her Çin fabrikası bunları sağlayamaz. Ancak, örneğin bazı gıda sınıfı silika jel üreticileri veya hindistancevizi kabuklarından aktif karbon üretebilenler, bu alanı sıkı bir şekilde işgal etmişlerdir. Ürünleri dünyanın her yerindeki maden suyu şişeleme hatlarında bulunabilir.

Tedarikçi seçmenin ve onlarla çalışmanın pratik yönleri

Bu muhtemelen en önemli kısımdır. Seçimi nasıl kaçırmazsınız? İlk kural asla “Çin adsorbanı” satın almamaktır. Alibaba'daki en düşük fiyata. Bu baş ağrısı için bir reçetedir. Özellikle sorbentler konusunda uzmanlaşmış, kalite kontrolü için kendi laboratuvarına sahip olan ve reklam verileri değil, gerçek verileri içeren ayrıntılı teknik veri sayfaları (TDS) sağlayabilen güvenilir bir tedarikçiye ihtiyacınız var: yalnızca "belirli yüzey alanı > 1000 m2/g" değil, aynı zamanda gözenek boyutu dağılım eğrileri, belirli maddeler (azot, benzen, su) için adsorpsiyon izotermleri, aşınma ve ezilme için mekanik mukavemet verileri.

İkinci olarak, numune talep ettiğinizden ve test ettiğinizden emin olun. Üstelik teknolojik koşullarınıza mümkün olduğunca yakın koşullarda test yapın. Aseton buharını yakalamak için karbona ihtiyacınız varsa, kendinizi belirli yüzey alanını ölçmekle sınırlamayın. Dinamik modda adsorpsiyon testini gerçekleştirin, çıkış eğrisini çizin ve gerçek dinamik kapasitansı hesaplayın. Mükemmel BET parametrelerine sahip kömürün, uygunsuz mikro gözenek dağılımı nedeniyle beyan edilenden %30 daha düşük kapasite gösterdiği bir durumla karşılaştık.

Üçüncüsü, paketleme ve lojistiğe dikkat edin. Adsorbanlar, özellikle zeolitler ve aktif karbonlar higroskopiktir. Polietilen astarlı, mühürlü torbalarda tedarik edilmelidir. Bir grup zeolitin sıradan kağıt torbalara nasıl ulaştığını ve deniz taşımacılığı sırasında nemi emdiğini gördüm - adsorpsiyon kapasitesi felaket derecede düştü, adsorberlere yüklenmeden önce bile yenilenmesi gerekiyordu.

Vaka çalışması: bir projeye entegre bir yaklaşım

Tedarikçinin sadece toz torbaları satıcısı değil aynı zamanda bir teknoloji ortağı olması iyidir. Size bir şirket örneği vereyimChengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.(kendi web sitelerihttps://www.yzkjhx.ru). Bu rastgele bir ticaret evi değil, bir kimya şirketi tarafından oluşturulan bir tasarım enstitüsü. Böyle bir yapıyla karşı karşıya kaldığınızda iş farklı bir şekilde yapılandırılıyor. Bir zamanlar bir enerji santrali için hidrojenin CO ve CO2 izlerinden derinlemesine arıtılması sorununu çözmüştük. Çok katmanlı bir adsorbe ediciye ihtiyaç vardı.

UzmanlarChengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.sadece zeolit ve aktifleştirilmiş alümina sunmakla kalmadı. Bizimle birlikte gazın tüm bileşimini, basıncını, sıcaklığını ve gerekli kalan konsantrasyonu inceleyecek bir mühendis gönderdiler. Buna dayanarak süreci modellediler, katmanların oranını ve ilerleme hızını hesapladılar. Adsorbanları kendilerinin üretmesi ve değiştirmesi önemlidir, böylece onları “özelleştirebilirler”. bizim koşullarımızda zeolitin özellikleri - basınç düşüşünü azaltmak için kristal boyutunu biraz artırın.

Sonuç olarak sistem üç yıldır çalışıyor, rejenerasyon döngüleri normal şekilde çalışıyor. Elbette bu onların başarısızlıkları olmadığı anlamına gelmiyor. Başka bir merkaptan çıkarma projesinde, önerilen metal emdirilmiş zeolit, beklenenden daha kısa bir hizmet ömrü gösterdi; görünüşe göre sahadaki ham maddenin bileşimi biraz değişmişti. Ancak harcanan sorbenti hızlı bir şekilde analiz ettiler ve bir alternatif önerdiler. Bu değerli.

Trendler ve gelecekte nelere dikkat edilmesi gerektiği

Sektör nereye gidiyor? Öncelikle bunlar hibrit ve işlevselleştirilmiş malzemelerdir. Herhangi bir zeolit ​​değil, katalitik adsorpsiyon için yüzeyde biriken metal nanoparçacıklara sahip bir zeolit. Örneğin, hidrojen sülfürün eşzamanlı olarak uzaklaştırılması ve bunun elementel kükürte oksidasyonu için. Çin araştırma enstitüleri bu konuyla ilgili aktif olarak makaleler yayınlıyor ve bazı gelişmeler şimdiden ticari düzeye ulaşıyor.

İkincisi, CO2'yi yakalamak için adsorbanlar. Konu sıcak. Yeni malzeme sınıfları geliştirilmektedir - metal-organik çerçeve yapıları (MOF'ler), değiştirilmiş polimerler. Şimdilik pahalılar ancak kapasiteleri ve maliyetleri düşürmeye odaklanan Çinli üreticiler önümüzdeki on yılda bu alanda oyunun kurallarını değiştirebilirler.

Üçüncüsü, geliştirilmiş kinetik özelliklere sahip “akıllı” sorbentler. Adsorpsiyon hızı genellikle sınırlayıcı faktördür. Hiyerarşik gözeneklerin (mikro + mezo gözenekler) oluşturulması, moleküllerin tanenin derinliklerine daha hızlı yayılmasını sağlar. Bu, sorbent kullanımının verimliliğini arttırır. Çin'den bu tür malzemelerin deneysel partilerini gördüm - bu etkileyici.

Sonuç olarak basit.Çin adsorbanlarıdünya pratiğindeki konumlarını sağlam bir şekilde almış durumdalar. Kullanımları yalnızca ekonomik olarak değil aynı zamanda teknik olarak da haklıdır - gaz emisyonlarının ham saflaştırılmasından yüksek teknolojili ayırma işlemlerine kadar çeşitli alanlarda. Başarının anahtarı, yetkin bir tedarikçi seçimi, kapsamlı testler ve sorbentin bir ürün değil, teknolojik bir sistemin parçası olduğunun anlaşılmasıdır. Ve bazen, olduğu gibiChengdu Yizhi Technology Co., Ltd.ile, genel amaçlı bir katalogdan değil, özel göreviniz için tam olarak gerekli olan malzemenin hesaplanmasından teslimatına kadar tüm bu sistemi oluşturmaya yardımcı olacak bir ortak bulabilirsiniz.