Kina: innovationer inom syreanvändning? 

När du hör om "syreanvändning" tänker många omedelbart på stora metallurgiska eller kemiska anläggningar eller gigantiska luftseparationsenheter (ASU). Men verkligheten, åtminstone vad jag har observerat under de senaste tio åren i Kina, är mycket mer intressant och, låt oss säga, "mer jordnära". Vi pratar inte så mycket om global insamling och bearbetning, utan om lokal, nästan punktvis optimering av processer, där detta "syre" finns. - ofta en biprodukt, överskott eller omvänt knapp resurs - blir en poäng för innovation. Och här visar kinesiska ingenjörer, särskilt i privata designinstitut, fantastisk flexibilitet. Ibland verkar deras tillvägagångssätt icke-standardiserade, till och med riskfyllda, för sina västerländska kollegor, men de gör det möjligt att lösa problem som skulle anses vara olönsamma inom ramen för klassiska system.

Var kommer "extra" ifrån? syre?

Den första och mest uppenbara källan är samma inställningarluftseparering. Kryogen eller adsorption. De producerar huvudsakligen kväve, där syre ofta är en biprodukt. Tidigare släpptes det helt enkelt... ut i atmosfären. Numera anses detta vara slöseri. Den andra källan är tekniska processer, till exempel inom den kemiska industrin, där gas med högt O2-innehåll frigörs. Den tredje, mindre uppenbara, är syreberikade flöden i industrier där parametrar är finjusterade. Uppgiften är att inte låta denna gas försvinna.

Men här är en nyckelpunkt som ofta missas i teoretiska artiklar: gasen i sig är inte en resurs. Det måste bringas till erforderlig renhet och tryck, säkerställa en stabil försörjning och, viktigast av allt, hitta en konsument inom gångavstånd. Logistik av flytande eller komprimerat syre är en separat huvudvärk och kostnadsdrivare. Därför är de mest framgångsrika återvinningsprojekten som jag har sett alltid knutna till symbiosen mellan företag på en plats eller i en industripark.

Det fanns till exempel ett projekt för en produktionsanläggning för polykisel. Där producerade processen en biprodukt syrehaltig gas. Å ena sidan kunde den renas och användas för att berika blästringen i ugnarna på den angränsande metallurgiska platsen. Å andra sidan uppstod frågor om kompositionens stabilitet och säkerhet. Lösningen visade sig inte ligga i superteknik, utan i ett flexibelt system för övervakning och blandning av flöden. Ingenjörer frånChengdu Yizhi Technology Co.De är bara specialiserade på sådana "icke-standardiserade" sådana. integrationer. De säljer inte bara installationen, utan designar systemet för ett specifikt tekniskt pussel.

Misslyckanden och lärdomar: när är ?innovation? beror på ekonomin

Jag ska berätta om en händelse som lärde mig mycket. För ungefär fyra år sedan gjordes ett försök att införa ett system för syreåtervinning med en liten ASU vid en cementfabrik. Idén var vacker: använd överflödigt syre för att berika luften i ugnen, öka förbränningstemperaturen, minska bränsleförbrukningen och utsläppen. Tekniskt sett fungerade allt i pilotanläggningen.

Men i full skala uppstod oväntade komplikationer. För det första accelererade korrosion i gaskanaler på grund av det ökade innehållet av syre och vattenånga. Vi var tvungna att omedelbart ändra materialet i vissa områden - detta åt upp lejonparten av besparingarna. För det andra kunde den automatisering som ansvarade för blandningen inte klara tryckfluktuationer i huvudsyreflödet från ASU. Som ett resultat blev processen instabil. Projektet frystes. Det viktigaste är att återvinning inte kan ses isolerat. Vi behöver en systemrevision av all tillhörande utrustning och en inbyggd säkerhetsmarginal i form av pengar och tid för sådana "överraskningar".

Det var efter sådana fall som företag som Yizhi Technology började ägna mer uppmärksamhet åt riskanalys före projekt, särskilt för icke-standardiserade applikationer. Deras hemsidayzkjhx.runu, förresten, återspeglar detta tillvägagångssätt: det finns många fall om integrering av gasflöden i komplexa tekniska kedjor, och inte bara en katalog över utrustning.

Vart tar det återvunna syret egentligen vägen?

Om vi ​​bortser från frågor på hög nivå som medicin (där kraven på renlighet är oöverkomliga) är den huvudsakliga tillämpningen naturligtvis industrin. Men det finns evolution även här. Tidigare var den största konsumenten metallurgi. Nu ser jag tillväxt åt två håll.

Den första är rening av avloppsvatten (luftning). Det skulle verka trivialt. Men nya membran- och adsorptionsteknologier gör det möjligt att erhålla syre i den erforderliga koncentrationen (85-93%) på plats billigare och mer tillförlitligt än att importera cylindrar. För stora avloppsreningsverk i nya ekoparker i Kina har detta blivit nästan standard. Den andra riktningen är småskalig kemi och framställning av nya material, till exempel grafen eller högrena oxider, där kontroll av atmosfären i reaktorn är kritisk. Det som behövs här är inte tusentals kubikmeter per timme, utan stabila 10-50 kubikmeter med högsta stabilitet av parametrar.

Och här är det som är intressant: stora kryogena installationer är ineffektiva för sådana behov. Kompakta PSA (adsorption) eller membranenheter, som kan integreras direkt i processlinjen, kommer i förgrunden. De är designade och konfigurerade av institut som Yizhi Technology. Deras nisch är inte gigawattkapacitet, utan exakt anpassning till processen.

Designinstitutens roll: varför blev de förare?

Den kinesiska modellen, där ett starkt designinstitut med ett registrerat kapital på 120 miljoner yuan (somChengdu Yizhi Technology Co., Ltd.) arbetar i samarbete med ett teknikföretag (Huaxi Technology), och har visat sin effektivitet inom sådana nischområden. Statliga jättar är bra för storskaliga standardprojekt. Och när icke-standardiserat ingenjörstänk, snabb anpassning och en vilja att ta tekniska risker behövs, kommer sådana aktörer in i bilden.

De arbetar efter principen "från problem till lösning". En kund kommer inte till dem med begäran "köp oss en syreåtervinningsenhet?", utan med uppgiften: "vi har det här gasflödet med sådana och sådana parametrar, vi måste minska kostnaderna för den här processen, eller utnyttja dessa utsläpp?". Och institutet börjar modellera och erbjuda alternativ: på vissa ställen är det möjligt att klara sig med ytterligare justering av befintlig utrustning, på andra behövs en ny modul, och på andra är det mer ekonomiskt lönsamt att helt ändra en del av den grundläggande tekniska processen.

Detta är själva "innovationen inom återvinning"? i praktiken. Det är inte alltid förknippat med banbrytande teknologi för syreproduktion eller rening. Oftare är det en innovation inom systemtänkande och ingenjörsintegration. På deras hemsida står det tydligt att de positionerar sig specifikt som en projektintegratör, vilket helt överensstämmer med mina observationer av marknaden.

Vad händer härnäst? Trender och begränsningar

Om vi tittar på de kommande 5-10 åren kommer trenden att gå mot ytterligare decentralisering och ”smart” integration. IoT-baserade system som balanserar flödet av flera gaser (syre, kväve, argon) mellan olika verkstäder eller till och med närliggande anläggningar i realtid. Något som energinätverk, men för processgaser. Detta kommer att höja den övergripande effektiviteten av resursanvändningen på industriplatsen till en ny nivå.

Men det finns också allvarliga begränsningar. Det första är säkerheten. Syre är ett farligt oxidationsmedel. Alla system för bortskaffande, särskilt med användning av kompressorer och komplexa kopplingar, kräver oklanderlig design när det gäller explosionssäkerhet. Det andra är ekonomisk volatilitet. Idag är det lönsamt att leverera syre till en angränsande anläggning och i morgon stänger den eller går över till annan teknik. Därför inkluderar moderna projekt möjligheten att omdirigera flöden eller till och med ändra slutprodukten (till exempel från gasformig till flytande för långdistanslogistik).

Som ett resultat, svara på frågan från titeln: ja, det finns innovation. Men de handlar inte så mycket om att skapa något i grunden nytt från grunden, utan om flexibel, pragmatisk och systematisk tillämpning av kända teknologier för att lösa specifika industriella problem. Och förarna här är just de team som är djupt nedsänkta i sina kunders tekniska processer, är redo för iterationer och inte är rädda för icke-standardiserade lösningar. Som de som nämns ovan. Detta är, enligt min mening, det huvudsakliga kinesiska kunnandet i detta till synes smala område.