Kina: innovationer inom syrerening? 

När du hör om "innovationer inom syrerening från Kina?", är den första tanken återigen marknadsföring, återigen lovar de berg av guld. Många gånger stötte jag på projekt där det under vackra ord gömdes antingen en ren ompackning av gammal teknik, eller något så grovt att det inte ens var i närheten av industriell tillämpning. Men under de senaste fem till sju åren har bilden, ärligt talat, börjat förändras. Och det handlar inte om högljudda uttalanden, utan om specifika projekt som jag sett eller hört talas om från kollegor som arbetar på plats. Det här handlar inte om grundläggande upptäckter, utan snarare om system, tillämpad ingenjörskonst - hur man kan bringa kända principer till nivån på tillförlitlig, effektiv och, kritiskt, ekonomiskt genomförbar utrustning. Detta märks särskilt inom branschensyrereningför metallurgi, kemisk industri och medicin.

Var kommer detta intresse ifrån?

Allt kommer ner till skala. Kinesisk industri är en gigantisk konsument av industrigaser. Varje, även liten, ökning av effektiviteten i luftseparationsprocessen eller produktrening ger enorma besparingar på nationell nivå. Därför är investeringar i FoU ganska pragmatiska här. Men en annan drivkraft förbises ofta: miljöbestämmelser. De stramar åt med stormsteg och helt enkelt ?producerar syre? inte tillräckligt. Det är nödvändigt att minimera energiförbrukningen (och därmed utsläppen från kraftverk) och garantera renheten hos utgående produkt så att det till exempel inom elektronikindustrin inte finns någon risk för kontaminering av kiselskivor.

Jag arbetade en gång på en revision av en kortcykel värmelös adsorption (PSA) installation för produktion av medicinskt syre. Kunden klagade över den höga konsumtionen av zeolit ​​och minskad produktivitet. Standardsvaret är att byta adsorbent. Men det verkar kinesiska ingenjörer från utvecklingsföretagetChengdu Yizhi Technology Co., grävde djupare. De erbjöd inte bara en annan typ av zeolit, utan reviderade hela hydrodynamiken i kolumnerna och ändrade konfigurationen av distributionsbrickorna för att minska flödesmotståndet och spotvatten. Resultatet är att de inte bara förlängde adsorbentens livslängd med 30 %, utan också minskade kompressorns energiförbrukning. Detta är ett typiskt exempel på deras tillvägagångssätt: att inte uppfinna hjulet på nytt, utan att optimera varje växel i det till det yttersta.

Förresten, ungefärChengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yzkjhx.ru). Det här är inte bara en tillverkare, utan hur de positionerar sig - ett designinstitut skapat på basis av ett kemiteknikföretag. Ett registrerat kapital på 120 miljoner yuan är ett seriöst bud. Deras styrka, enligt mig, är att de fungerar som en länk mellan grundforskning (som det nu finns mycket av i Kina) och själva fabriksgolvet. De tar en laboratorieutveckling, testar den på pilotanläggningar och erbjuder sedan kunden en färdig nyckelfärdig teknisk lösning. Jag såg deras projekt om djuprening av syre från kolväten för oxidationsprocesser - där byggdes kombinationen av katalytiska och adsorptionsmetoder mycket kompetent.

Var exakt letar de efter genombrott?

Om vi ​​talar om teknologiska områden riktas uppmärksamheten mot flera tillväxtpunkter. Den första är membran. Inte de där generiska polymermembranen för grov separation, utan mycket selektiva kompositmaterial. Kinesiska laboratorier experimenterar aktivt med nanoporösa strukturer baserade på metallorganiska ramverk (MOF) eller grafenoxider. Än så länge är det huvudsakligen artiklar i vetenskapliga tidskrifter, men det finns redan pilotlinjer där sådana membran testas för att avlägsna mikroföroreningar av kväve och argon från syreflödet. Problemet är som alltid hållbarhet och skalning. En teknolog jag känner klagade över att ett MOF-baserat membran visade fantastisk selektivitet under de första tvåhundra timmarna, och sedan började dess porer bli igensatta med något som inte ens analys omedelbart kunde identifiera.

Det andra området är adsorbenter. Här går arbetet i två riktningar: skapandet av zeoliter med en given porstorlek (för en specifik föroreningsmolekyl) och utvecklingen av hybridmaterial. Till exempel zeolit ​​impregnerad med nanopartiklar av silver eller manganoxid, som inte bara adsorberar, utan katalytiskt bryter ner föroreningar som etylen eller acetylen. Det är avgörande för produktionen av syre för andning och för vissa kemiska synteser. Jag såg en experimentell sats av sådant material - det såg ut som vanliga granuler, men dess regenerering krävde inte standarduppvärmning, utan tvättning med en viss gasblandning. Ingenjörer var tvungna att göra om ventilstyrenheten.

För det tredje, är det "smart?" kontrollera. Det verkar, vad är nytt här? Men kinesiska företag, inklusive Yizhi Technology, implementerar aktivt system baserade på Industrial Internet of Things (IIoT) och maskininlärning. Sensorer övervakar inte bara tryck och temperatur i realtid, utan även den spektrala sammansättningen av utloppsflödet. Algoritmen lär sig att förutsäga ögonblicket för genombrott av föroreningar eller utarmning av adsorbenten, inte med en bestämd tid, utan genom dynamiken i förändringar i parametrar. Detta gör att du kan optimera cykler, spara energi och resurser. Det är sant att i början är sådana system en huvudvärk för underhållspersonal som är van vid knappar och tryckmätare.

Dippar och fallgropar

Du kan inte prata om innovation utan att prata om misslyckande. Det finns tillräckligt med dem. En vanlig historia är när laboratorieframgång prövas för snabbt och grovt för att överföras till industrin. Det fanns ett fall vid ett stålverk: de införde ett nytt systemsyrereningmed användning av lågtemperaturkatalys för att avlägsna väte. I laboratoriet, med hjälp av ren syntesgas, fungerade allt perfekt. Vid anläggningen innehöll flödet spår av siloxaner från kompressorsmörjmedel, vilket inte beaktades. Har katalysatorn förgiftats? inom en vecka frystes projektet och de återgick till det gamla, mindre effektiva, men beprövade systemet. Detta är ett klassiskt misstag - att underskatta det verkliga, "smutsiga"? sammansättning av råvaror.

Ett annat problem är ekonomin. Den mest avancerade adsorbenten eller membranet kan helt enkelt vara för dyrt. Kinesiska företag tar sig ur detta genom att lokalisera produktionen av råvaror och skala. Men även detta sparar inte alltid. Jag minns att en försäljare erbjöd superzeolit ​​med rekordhög fuktkapacitet. Men dess regenerering krävde en temperatur som var 50 grader högre än standarden. Vi skulle behöva göra om ugnen och öka bränsleförbrukningen. Som ett resultat blev projektets livscykel negativ. Ingen behöver innovation för innovationens skull.

Och, naturligtvis, den mänskliga faktorn. Ny teknik kräver ny kompetens. Det räcker inte att installera installationen, du måste utbilda människor att använda den, för att förstå dess "beteende". Jag stötte på en situation där operatörer av vana slog på regenereringsläget enligt den gamla timern, efter att ha uppgraderat rengöringsenheten, vilket förnekade alla fördelarna med det adaptiva systemet. Jag var tvungen att genomföra en hel rad praktiska utbildningar direkt på plats.

Vad betyder detta för marknaden?

Så vad har vi i slutändan? Kina uppfinner inte så mycket helt nya principersyrerening, hur många blir världsledande inom sin utveckling, integration och kommersialisering. Deras tillvägagångssätt är systematiskt: från grundläggande vetenskap (som generöst finansieras av staten) via tillämpade institut (som det tidigare nämnda Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd.) till massproduktion av utrustning. Detta skapar en kraftfull synergistisk effekt.

För globala aktörer är detta både en utmaning och en möjlighet. Utmaningen beror på att kinesisk utrustning blir mer och mer konkurrenskraftig, inte bara i pris, utan också i tekniska egenskaper, särskilt i segmentet med medelkraft. Möjlighet – eftersom en ny källa till tekniska lösningar och komponenter håller på att växa fram. Det är inte längre ovanligt att europeisk ingenjörskonst köper centrala delar av installationer från Kina, till exempel styrenheter eller specialiserade adsorberare, och integrerar dem i sina komplex.

Personligen tycker jag att den mest intressanta trenden är hybridisering. Framtiden tillhör inte bara en "segerrik". teknik, men bakom deras smarta kombination. Till exempel en membranenhet för primär anrikning, följt av kortcykeladsorption på "smarta" sådana. zeoliter för finrengöring, och allt detta under kontroll av ett självlärande system. Det är i skapandet av sådana flexibla, effektiva och pålitliga komplex, och inte i högljudda slogans, som verkliga kinesiska innovationer på detta område manifesteras idag. Och att döma av takten och djupet i utvecklingen kommer denna trend bara att få styrka.

Istället för en slutsats: en blick framåt

Om du försöker se bortom horisonten, kommer huvudinsatserna, enligt min mening, att skifta mot resursbesparing och anpassning. Branschens krav blir mer och mer specifika. En anläggning behöver syre med 99,8% renhet, men med en garanterad frånvaro av jämna spår av CO2, en annan - 99,5%, men med lägsta möjliga kostnad under instabil belastning. Det blir färre universella lösningar.

Digitala tvillingar kommer att börja spela en stor roll - virtuella modeller av installationer på vilka nya driftlägen kan testas, förutses slitage och personal utbildas utan risk för verklig produktion. Kinesiska företag investerar redan aktivt i detta område.

Och en sista sak. Framgång beror inte bara på teknik, utan också på ekosystemet. Det beror på hur snabbt och smidigt data från installationens sensorer kan integreras i anläggningens övergripande energiledningssystem eller teknisk gaslogistik. Det är här innovation inom syrerening upphör att vara en isolerad uppgift och blir en del av den stora bilden av "smart". produktion. Och i den här stora bilden verkar kinesiska spelare ha alla möjligheter att ta en mycket framträdande plats. Inte för att de skriker högt, utan för att de har lärt sig att göra komplexa saker på ett tillförlitligt sätt och med ett öga på den slutliga ekonomin i projektet. Och detta är i slutändan det mest kraftfulla argumentet på marknaden.