Çin: Oksijen arıtmadaki yenilikler? 

“Çin'den oksijen saflaştırmada yenilikler” denildiğinde akla gelen ilk şey yine pazarlama oluyor, yine altın dağları vaat ediyorlar. Çoğu zaman, güzel sözlerin altında ya eski teknolojilerin tamamen yeniden paketlendiği ya da endüstriyel uygulamaya bile yaklaşamayacak kadar kaba bir şeyin gizlendiği projelerle karşılaştım. Ancak son beş ila yedi yılda, açıkçası tablo değişmeye başladı. Ve bu yüksek sesle yapılan açıklamalarla ilgili değil, sahada çalışan meslektaşlarımdan gördüğüm veya duyduğum belirli projelerle ilgili. Bu, temel keşiflerle ilgili değil, daha ziyade sistemlerle, uygulamalı mühendislikle - bilinen ilkelerin güvenilir, verimli ve kritik olarak ekonomik açıdan uygulanabilir ekipman düzeyine nasıl getirileceğiyle ilgilidir. Bu özellikle sektörde fark ediliyor.oksijen arıtmametalurji, kimya endüstrisi ve tıp için.

Bu ilgi nereden geliyor?

Her şey ölçeğe bağlı. Çin endüstrisi, endüstriyel gazların devasa bir tüketicisidir. Hava ayırma işleminin veya ürün saflaştırmanın verimliliğindeki küçük bir artış bile ulusal ölçekte çok büyük tasarruflar sağlar. Dolayısıyla burada Ar-Ge yatırımları oldukça pragmatik. Ancak sıklıkla göz ardı edilen başka bir faktör daha var: çevre düzenlemeleri. Hızla kasılıyorlar ve sadece ?oksijen üretiyorlar? yeterli değil. Enerji tüketimini (ve dolayısıyla enerji santrallerinden kaynaklanan emisyonları) en aza indirmek ve çıktı ürününün saflığını garanti etmek gerekir; böylece örneğin elektronik endüstrisinde silikon plakaların kirlenme riski yoktur.

Bir zamanlar tıbbi oksijen üretimi için kısa döngülü, ısısız adsorpsiyon (PSA) tesisinin denetiminde çalıştım. Müşteri, yüksek zeolit ​​tüketiminden ve verimlilikteki düşüşten şikayetçiydi. Standart cevap adsorbanı değiştirmektir. Ancak geliştirme şirketindeki Çinli mühendisler öyle görünüyor kiChengdu Yizhi Teknoloji A.Ş., daha derine kazdım. Yalnızca farklı bir zeolit ​​türü sunmakla kalmadılar, aynı zamanda sütunlardaki tüm hidrodinamiği revize ettiler ve akış direncini ve noktasal su birikintisini azaltmak için dağıtım tepsilerinin konfigürasyonunu değiştirdiler. Sonuç olarak adsorbanın ömrünü %30 uzatmakla kalmadılar, aynı zamanda kompresörün enerji tüketimini de azalttılar. Bu onların yaklaşımlarının tipik bir örneğidir: tekerleği yeniden icat etmek değil, içindeki her vitesi sonuna kadar optimize etmek.

Bu arada, yaklaşıkChengdu Yizhi Teknoloji A.Ş. (https://www.yzkjhx.ru). Bu sadece bir üretici değil, aynı zamanda kendilerini nasıl konumlandırdıklarıdır - bir kimya teknolojisi şirketi temelinde oluşturulan bir tasarım enstitüsü. 120 milyon yuan'lık kayıtlı sermaye ciddi bir teklif. Bana göre onların gücü, (şu anda Çin'de çok sayıda olan) temel araştırmalar ile gerçek fabrika ortamı arasında bir bağlantı olarak çalışmalarıdır. Bir laboratuvar geliştirmesi alıyorlar, bunu pilot tesislerde test ediyorlar ve ardından müşteriye hazır, anahtar teslimi bir teknolojik çözüm sunuyorlar. Oksidasyon işlemleri için oksijenin hidrokarbonlardan derinlemesine arıtılmasına ilişkin projelerini gördüm - orada katalitik ve adsorpsiyon yöntemlerinin kombinasyonu çok yetkin bir şekilde inşa edildi.

Atılımları tam olarak nerede arıyorlar?

Teknolojik alanlardan bahsedersek dikkatler birkaç büyüme noktasına odaklanıyor. Birincisi membranlardır. Kaba ayırma için kullanılan genel polimer membranlar değil, oldukça seçici kompozit malzemeler. Çin laboratuvarları, metal-organik çerçevelere (MOF'ler) veya grafen oksitlere dayanan nano gözenekli yapılar üzerinde aktif olarak deneyler yapıyor. Şu ana kadar bunlar çoğunlukla bilimsel dergilerde yayınlanan makalelerdir, ancak bu tür membranların oksijen akışından nitrojen ve argonun mikro safsızlıklarını gidermek için test edildiği pilot hatlar zaten mevcuttur. Sorun her zaman olduğu gibi dayanıklılık ve ölçeklendirmedir. Tanıdığım bir teknoloji uzmanı, MOF bazlı bir zarın ilk iki yüz saat boyunca olağanüstü seçicilik gösterdiğinden ve ardından gözeneklerinin, analizin bile hemen tanımlayamayacağı bir şeyle tıkanmaya başladığından şikayet etti.

İkinci alan adsorbanlardır. Burada çalışma iki yönde ilerliyor: belirli bir gözenek boyutuna sahip (belirli bir kirletici molekül için) zeolitlerin oluşturulması ve hibrit malzemelerin geliştirilmesi. Örneğin, gümüş veya manganez oksit nanopartikülleri ile emprenye edilmiş zeolit, etilen veya asetilen gibi yabancı maddeleri yalnızca adsorbe etmekle kalmaz, aynı zamanda katalitik olarak ayrıştırır. Solunum için oksijen üretimi ve bazı kimyasal sentezler için kritik öneme sahiptir. Bu tür bir malzemenin deneysel bir grubunu gördüm - sıradan granüllere benziyordu, ancak yenilenmesi standart ısıtmayı değil, belirli bir gaz karışımıyla yıkamayı gerektiriyordu. Mühendisler valf kontrol ünitesini yeniden yapmak zorunda kaldı.

Üçüncüsü, “akıllı mı?” kontrol. Görünüşe göre burada yeni olan ne? Ancak Yizhi Technology de dahil olmak üzere Çinli şirketler, Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT) ve makine öğrenimine dayalı sistemleri aktif olarak uyguluyor. Sensörler yalnızca basıncı ve sıcaklığı gerçek zamanlı olarak izlemekle kalmaz, aynı zamanda çıkış akışının spektral bileşimini de izler. Algoritma, safsızlıkların ortaya çıkma anını veya adsorbanın tükenme anını sabit bir süreye göre değil, parametrelerdeki değişikliklerin dinamiğine göre tahmin etmeyi öğrenir. Bu, döngüleri optimize etmenize, enerji ve kaynaklardan tasarruf etmenize olanak tanır. Doğru, başlangıçta bu tür sistemler, düğmelere ve basınç göstergelerine alışkın olan bakım personeli için baş ağrısıdır.

Düşüşler ve tuzaklar

Başarısızlıktan bahsetmeden inovasyondan bahsedemezsiniz. Yeterince var. Yaygın bir hikaye, laboratuvar başarısının endüstriye aktarılamayacak kadar hızlı ve kaba bir şekilde denenmesidir. Bir çelik fabrikasında bir olay yaşandı: Yeni bir plan başlattılaroksijen arıtmaHidrojeni çıkarmak için düşük sıcaklıkta kataliz kullanmak. Laboratuvarda saf sentez gazı kullanıldığında her şey mükemmel çalıştı. Tesisteki akışta, dikkate alınmayan kompresör yağlarından kaynaklanan siloksan izleri bulunuyordu. Katalizör zehirlendi mi? bir hafta içinde proje donduruldu ve eski, daha az etkili ancak kanıtlanmış şemaya geri döndüler. Bu klasik bir hatadır - gerçek, "kirli" olanı hafife almak mı? Hammaddelerin bileşimi.

Bir diğer sorun ise ekonomi. En gelişmiş adsorban veya membran çok pahalı olabilir. Çinli şirketler hammadde ve ölçek üretimini yerelleştirerek bu durumdan çıkıyor. Ancak bu bile her zaman tasarruf sağlamaz. Bir satıcının rekor nem kapasitesine sahip süperzeolit ​​teklif ettiğini hatırlıyorum. Ancak yenilenmesi standart olandan 50 derece daha yüksek bir sıcaklık gerektiriyordu. Fırını yeniden yapmamız ve yakıt tüketimini artırmamız gerekecekti. Sonuç olarak proje yaşam döngüsü olumsuz hale geldi. Kimsenin yenilik uğruna yeniliğe ihtiyacı yok.

Ve elbette insan faktörü. Yeni teknolojiler yeni beceriler gerektirir. Kurulumu kurmak yeterli değildir, insanları onu çalıştıracak, “davranışını” anlayacak şekilde eğitmeniz gerekir. Temizleme ünitesini yükselttikten sonra operatörlerin alışkanlıktan dolayı eski zamanlayıcıya göre rejenerasyon modunu etkinleştirdiği ve uyarlanabilir sistemin tüm avantajlarını ortadan kaldırdığı bir durumla karşılaştım. Bir dizi uygulamalı eğitimi hemen yerinde yapmak zorunda kaldım.

Bu piyasa için ne anlama geliyor?

Peki sonuçta elimizde ne var? Çin tamamen yeni ilkeler icat etmiyoroksijen arıtmaKaç tanesi geliştirme, entegrasyon ve ticarileştirmede dünya lideri oluyor? Yaklaşımları sistematiktir: temel bilimlerden (devlet tarafından cömertçe finanse edilen) uygulamalı enstitülere (yukarıda bahsedilen Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd. gibi) ve seri ekipman üretimine kadar. Bu güçlü bir sinerjik etki yaratır.

Küresel oyuncular için bu hem bir zorluk hem de bir fırsattır. Buradaki zorluk, Çin ekipmanlarının yalnızca fiyat açısından değil, aynı zamanda özellikle orta güç segmentinde teknik özellikler açısından da giderek daha rekabetçi hale gelmesidir. Fırsat – çünkü yeni bir teknoloji çözümleri ve bileşenleri kaynağı ortaya çıkıyor. Avrupa mühendisliğinin, tesislerin temel unsurlarını (örneğin, kontrol üniteleri veya özel adsorberler) Çin'den satın alması ve bunları kendi komplekslerine entegre etmesi artık alışılmadık bir durum değil.

Kişisel olarak en ilginç trendin melezleşme olduğunu düşünüyorum. Gelecek sadece tek bir “muzaffer”e ait değil. teknoloji, ancak akıllı kombinasyonlarının arkasında. Örneğin, birincil zenginleştirme için bir membran ünitesi ve ardından "akıllı" olanlarda kısa döngülü adsorpsiyon. ince temizlik için zeolitler ve tüm bunlar kendi kendine öğrenen bir sistemin kontrolü altında. Bugün bu alandaki gerçek Çin yenilikleri yüksek sesle sloganlarla değil, bu kadar esnek, verimli ve güvenilir komplekslerin yaratılmasında ortaya çıkıyor. Gelişimin hızına ve derinliğine bakılırsa, bu eğilim yalnızca güçlenecek.

Sonuç yerine: ileriye bir bakış

Ufkun ötesine bakmaya çalışırsanız, bence asıl çaba kaynak tasarrufu ve özelleştirmeye doğru kayacaktır. Endüstrinin talepleri giderek daha spesifik hale geliyor. Bir tesis %99,8 saflıkta oksijene ihtiyaç duyar, ancak eser miktarda bile CO2 bulunmaması garanti edilirken, diğeri %99,5'tir, ancak dengesiz yük altında mümkün olan en düşük maliyete sahiptir. Daha az evrensel çözüm olacak.

Dijital ikizler önemli bir rol oynamaya başlayacak; yeni çalışma modlarının test edilebileceği, aşınma tahminlerinin yapılabileceği ve personelin gerçek üretim riski olmaksızın eğitilebileceği sanal kurulum modelleri. Çinli şirketler halihazırda bu alana aktif olarak yatırım yapıyor.

Ve son bir şey. Başarı sadece teknolojiye değil aynı zamanda ekosisteme de bağlı olacaktır. Bu, tesisin sensörlerinden gelen verilerin tesisin genel enerji yönetim sistemine veya teknik gaz lojistiğine ne kadar hızlı ve sorunsuz bir şekilde entegre edilebileceğine bağlıdır. Oksijen saflaştırmasındaki inovasyonun izole bir görev olmaktan çıktığı ve “akıllı”nın büyük resminin bir parçası haline geldiği yer burasıdır. üretme. Ve bu büyük resimde Çinli oyuncuların çok önemli bir yer işgal etme şansı var gibi görünüyor. Yüksek sesle bağırdıkları için değil, karmaşık şeyleri güvenilir bir şekilde ve projenin nihai ekonomisini göz önünde bulundurarak yapmayı öğrendikleri için. Ve bu sonuçta piyasadaki en güçlü argümandır.