Chiny: Instalacje PSA O2 – rynek i ekologia? 

Kiedy ludzie mówią o PSA O2 w Chinach, wiele osób od razu myśli o gigantycznych liczbach i gwałtownym wzroście. Ale w rzeczywistości kryje się za tym wiele niuansów, których nie zobaczysz w raportach. Często pomija się fakt, że sam rozwój rynku nie jest wskaźnikiem dojrzałości technologii ani, co ważniejsze, jej prawdziwego wpływu na środowisko. Wokół „zielonego” było dużo hałasu. wodór i odnawialne źródła energii, natomiast tlenowe systemy PSA pozostały w cieniu, choć ich rola w dekarbonizacji przemysłu nie jest sprawą drugorzędną.

Rynek: nie tylko liczby, ale struktura popytu

Jeśli spojrzeć na wolumeny, Chiny są oczywiście liderem w produkcji i wdrażaniuInstalacje PSA O2. Kluczową kwestią jest jednak to, kto je kupuje i dlaczego. Wcześniej głównym motorem napędowym była metalurgia i chemia, gdzie tlen był potrzebny po prostu jako odczynnik w ogromnych ilościach. Teraz obraz się zmienia. Coraz więcej zamówień napływa od średnich przedsiębiorstw, a nie gigantów, ale tych, które unowocześniają lokalną produkcję. Na przykład małe warsztaty zajmujące się obróbką szkła lub oczyszczaniem ścieków. Ważna jest dla nich nie tyle absolutna czystość O2 (aż 99,5%), co niezawodność i łatwość obsługi. I tu zaczynają się pierwsze pułapki.

Wielu lokalnych producentów, zwłaszcza na prowincji, nadal oferuje systemy kopiowane ze starych modeli radzieckich lub wczesnych niemieckich. Tak, są tańsze. Jednak ich efektywność energetyczna pozostawia wiele do życzenia, a zdolność adaptacji do wahań obciążenia jest słaba. Kiedyś też nas to sparzyło, próbując zainstalować taki system w jednym z przedsiębiorstw produkujących elektronikę. Obiecali czystość na poziomie 93% przy stabilnym zużyciu, ale w praktyce, gdy w sieci występowały skoki ciśnienia, wydajność tlenu spadała do 88%, a proces wariował. Musieliśmy pilnie usprawnić system sterowania, co oznaczało dodatkowe koszty i przestoje.

Trendem są obecnie rozwiązania hybrydowe. Nie tylko adsorpcja zmiennociśnieniowa, ale połączenie z krótkocyklową regeneracją bezcieplną lub nawet elementami technologii membranowych na etapie obróbki wstępnej. Pozwala to na zmniejszenie zużycia energii o 15-20%, co już jest poważnym argumentem dla klienta, który liczy każdą kilowatogodzinę. Jednak jak dotąd tylko nieliczni to wdrażają. Dlaczego? Konieczne jest lepsze dostrojenie i zrozumienie technologii nie jako „czarnej skrzynki”, ale jako procesu. Dużym problemem jest brak kadr w regionach.

Efekt ekologiczny: trzeba liczyć inaczej

Oto największa rozbieżność między deklaracjami a praktyką. Często w prezentacjach piszą: „Instalacja PSA O2 – rozwiązanie przyjazne środowisku?”. Formalnie tak, w porównaniu z instalacjami kriogenicznymi, które wymagają ogromnego zużycia energii. Jednak ślad ekologiczny należy obliczyć od wydobycia surowców do utylizacji. A to w Chinach jest nadal trudne.

Weźmy na przykład zeolitowe sita molekularne, serce każdego systemu PSA. Większość producentów kupuje je w kraju. Jakość jest różna, ale najważniejsze są zasoby. Tanie sita tracą swoją skuteczność już po 1,5-2 latach intensywnej pracy i wymagają wymiany. A co z recyklingiem? Najczęściej po prostu trafia na wysypisko, gdyż recykling specjalnych adsorbentów jest nieopłacalny ekonomicznie. Okazuje się, że oszczędzamy przy tym energię, ale stwarzamy problem z odpadami stałymi. Na jednym z projektów próbowaliśmy wdrożyć system regeneracji sit na miejscu wspólnie z inżynierami z Chengdu Yizhi Technology Co. Posiadają oni kompetencje w zakresie projektowania chemicznych układów technologicznych. Pomysł polegał nie tylko na zmianie, ale na przywróceniu części wydajności. Jednak stanęliśmy przed faktem, że wymaga to osobnej linii z odczynnikami, co komplikuje obsługę personelu zakładu. Projekt został zamrożony, choć technicznie był wykonalny.

Kolejnym aspektem jest wpływ pośredni.PSAO2często stosowany do wzbogacania powietrza w procesach utleniania, takich jak oczyszczanie ścieków lub spalanie odpadów. Wyższe stężenie tlenu zwiększa efektywność spalania i zmniejsza emisję niespalonych węglowodorów i dioksyn. To prawdziwy plus. Jeśli jednak instalacja jest niestabilna i dostarcza tlen impulsami, temperatura w piecu ulega wahaniom i odwrotnie, mogą powstawać bardziej szkodliwe produkty uboczne. Widziałem taką sytuację w spalarni śmieci w prowincji Syczuan. Musieliśmy całkowicie przekonfigurować algorytm kontroli dostaw O2, aby zsynchronizować go z załadunkiem odpadów.

Subtelności technologiczne: gdzie leżą prawdziwe problemy

Teoretycznie wszystko jest sprawne: powietrze -> sprężarka -> osuszacz -> adsorbery -> tlen produkcyjny. W praktyce każda strzałka to potencjalny ból głowy. Kompresory np. Chińscy producenci często oszczędzają na nich, instalując jednostki o niskiej łatwości konserwacji. Wibracje, przegrzanie - a teraz pył i olej dostają się do adsorberów, zabijając sita. Teraz zawsze zalecamy klientom zainstalowanie dodatkowego systemu filtracji, nawet jeśli nie jest on zawarty w podstawowej konfiguracji. Na początku droższe, ale znacznie wydłużające żywotność.

Same adsorbery. Projekt wydaje się prosty: cylinder wypełniony sitkiem. Ale wiele zależy od jakości spawów i wewnętrznych dystrybutorów. Zdarzały się przypadki, gdy z powodu mikropęknięć podczas spawania doszło do „zwarcia”. przepływów, a czystość tlenu nie wzrosła powyżej 90%. Szukanie takiej usterki to piekielna praca. Musimy po kolei wyłączać kolumny i przeprowadzać próby ciśnieniowe.

System sterowania. Postęp jest tutaj zauważalny. Wcześniej istniały proste sterowniki PLC z podstawową logiką. Obecnie coraz częściej instaluje się systemy, które potrafią dostosować się do zmian wilgotności i temperatury napływającego powietrza oraz przewidzieć obciążenie. Ale znowu dotyczy to instalacji z wyższego segmentu cenowego. Dla rynku masowego zarządzanie często pozostaje słabym ogniwem. Personel nie jest przeszkolony, interfejs jest niezrozumiały, w efekcie system nie działa w trybie optymalnym, ale w takim, który został „jakoś skonfigurowany i nietknięty?”.

Rola instytutów projektowych i integratorów

Sytuacja tutaj jest interesująca. Rynek dzieli się na tych, którzy sprzedają „żelazo”? (gotowe instalacje) i tych, którzy sprzedają rozwiązania „pod klucz”. Ci drudzy z reguły wygrywają w dłuższej perspektywie, ponieważ potrafią zoptymalizować system pod konkretny proces klienta. Do takich firm zaliczają się np.Chengdu Yizhi Technology Co.(strona internetowa:https://www.yskjhx.ru). To nie tylko sprzedawca sprzętu, ale instytut projektowy stworzony na bazie firmy zajmującej się technologią chemiczną. Ich podejście jest często odmienne: najpierw dogłębnie analizują cykl procesowy klienta, a następnie proponują konfigurację PSA. Czasami nawet odradzają nadmiar mocy lub odwrotnie, zalecają redundancję.

Ich doświadczenie, podobnie jak nasze, pokazuje, że powodzenie projektu zależy w 40% od kompetentnej ankiety przedprojektowej. Jednym z ich przypadków jest integracjaInstalacja PSA O2w zakładzie produkującym tlenek etylenu. Krytyczna była tam nie tylko czystość, ale także stabilność ciśnienia zasilania z dokładnością do 0,1 bara. Standardowa instalacja tego nie zapewniała. Wspólnie musieliśmy opracować niestandardowy system zbiorników buforowych i precyzyjnej regulacji, praktycznie „zaszywając” to. go do istniejącego reaktora. Pracowaliśmy kilka miesięcy, ale efekt był tego wart - wzrosła wydajność produktu i zmniejszyła się ilość odpadów.

Firmy takie jak Yizhi często działają jako pomost pomiędzy osiągnięciami akademickimi (takimi jak nowe formuły zeolitów z uniwersytetów) a przemysłem. Dysponują zasobami umożliwiającymi testowanie nowych rozwiązań w projektach pilotażowych. Ale spotykają się także z konserwatyzmem ze strony klientów. Wielu menedżerów przedsiębiorstw woli rozwiązanie sprawdzone od dziesięcioleci, choć mniej skuteczne, niż podejmować ryzyko związane z innowacją, nawet jeśli obiecuje oszczędności.

Spojrzenie w przyszłość: co dalej poruszy rynek?

Myślę, że najbliższe pięć lat będzie zdeterminowane dwoma czynnikami. Pierwsza to zaostrzenie standardów środowiskowych, nie na poziomie emisji, ale na poziomie zużycia zasobów (energia, woda, surowce). Zmusi nas to do ponownego rozważenia cyklu życia instalacji. Po drugie, cyfryzacja. Nie tylko na pokaz, ale w prawdziwym monitorowaniu online za pomocą analiz predykcyjnych. Wyobraźmy sobie, że system sam ostrzega, że ​​po 200 godzinach pracy skuteczność adsorpcji w kolumnie A spadnie o 5% i sugeruje plan konserwacji.

Już pojawiają się rozwiązania, w których dane z czujników instalacyjnych gromadzone są w chmurze i analizowane za pomocą algorytmów uczenia maszynowego. Pozwala to wykryć anomalie, których operator po prostu by nie zauważył. Jest to jednak wdrażane powoli, ponownie ze względu na koszty i brak zaufania do takich technologii.

I ostatnia rzecz. Nie zapomnij o alternatywach.Technologia PSA- nie jest panaceum. W przypadku bardzo dużych objętości i wysokiej czystości destylacja kriogeniczna jest nadal korzystna. W przypadku małych objętości i średnich czystości zaczynają być stosowane systemy membranowe. Przyszłość najprawdopodobniej leży w hybrydach, gdzie PSA będzie jednym z etapów, a nie jedynym procesem. Zadaniem inżynierów i firm integratorskich nie jest tylko sprzedaż instalacji, ale dobór optymalnej trasy technologicznej dla każdego konkretnego zadania. I tutaj coraz bardziej cenione będzie doświadczenie takie jak to zgromadzone w Chengdu Yizhi Technology Co., gdzie kapitał zakładowy wynoszący 120 milionów juanów pozwala na podejmowanie się skomplikowanych, złożonych projektów. Przecież w końcu nie mówimy o rynku sprzętu, ale o rynku wydajnych i przyjaznych środowisku rozwiązań przemysłowych.