중국: 아르곤 정화기 - 신기술? 

다음은 동료들과의 대화에서 주기적으로 나오는 흥미로운 질문입니다. 중국과 "신기술"에 관해서는 언제입니까? 가스 청소에서 특히아르곤 청정기, 많은 사람들은 실험실에서 처음부터 새로 만들어진 혁신적인 것을 즉시 상상합니다. 이것은 종종 사실이 아닙니다. 훨씬 더 자주 우리는 알려진 원리를 특정하고 종종 더 까다로운 산업 프로세스에 적용하고 통합하는 심층적이고 때로는 목표화된 적용에 대해 이야기합니다. 이는 결과를 손상시키지 않지만 관점을 변경합니다. 제가 본 것과 경험한 것을 바탕으로 정리하려고 합니다.

기술의 본질: 바퀴의 발명이 아닌 맞춤화

마케팅을 제쳐두고, 아르곤 정제 공정 자체는 오랫동안 알려진 것입니다. 흡착, 촉매 정화, 저온 정류 - 기본은 수십 년 동안 변하지 않았습니다. 그러나 소위 "신기술" 분야가 시작되는 곳은 바로 여기입니다. 중국에서 - 엔지니어링 솔루션에 있습니다. 이러한 프로세스를 특정 고객 공장(예: 야금 또는 반도체 생산)의 조건에서 안정적으로 작동하고, 두 번째로 출력 순도와 에너지 소비의 최적 균형을 유지하면서 이를 수행하는 공장으로 패키지하는 방법은 무엇입니까?

많은 분들이 놓치고 있는 포인트가 바로 '샤프닝' 입니다. 과정 중. 보편적인 솔루션은 거의 없습니다. 중요한 구조물을 용접하기 위해 고순도 아르곤(예: 99.9999%)을 얻는 것과 실리콘 결정을 성장시키는 과정에서 반환 아르곤을 정화하는 것은 두 가지 큰 차이점입니다. 첫 번째 경우에는 흡착제와 제올라이트, 그리고 산소 및 수소 잔류물의 촉매 재연소를 결합하는 것만으로도 충분합니다. 두 번째로 전체 배치를 죽일 수 있는 탄화수소나 질소산화물과 같은 불순물을 미세하게 차단하는 다단계 시스템이 필요합니다. 중국 엔지니어링 회사는 이러한 작업을 모듈로 나누는 방법을 방금 배웠습니다.

떠오르는 한 가지 예는 철강 주조 공장에서 반환 아르곤을 사용하여 작업하는 것입니다. 그곳의 가스는 CO, CO2, H2 및 먼지의 미세 불순물로 인해 "더러운" 가스입니다. 표준 계획은 특히 일산화탄소에 대처하지 못할 수 있습니다. 저는 중국 엔지니어들이 CO를 CO2로 예비 촉매 산화한 후 흡착하는 추가 단계를 구축한 프로젝트를 보았습니다. 촉매는 특이적이고 중독에 강한 것으로 선택되었습니다. 이것은 새로운 화학이 아니라 특정 "고통"에 대한 새롭고 매우 실용적인 기술 배열입니다. 고객.

장비 및 하드웨어: 발전은 어디에 있습니까?

사람들이 신기술에 대해 이야기할 때 흔히 새 장비를 의미합니다. 여기서 추세는 분명합니다: 소형화, 자동화, 원격 모니터링입니다. 현대 중국어아르곤 청정기- 원칙적으로 턴키 방식의 블록 모듈식 설치입니다. 제조 공장에서 이미 조립 및 조정된 현장으로 운송됩니다. 이로 인해 시운전 시간이 크게 단축됩니다.

하지만?철? - 몸만 그런 게 아니다. 관리 및 분석 시스템이 크게 발전하는 모습을 볼 수 있습니다. 이전에는 배출구의 순도 제어가 개별적인 경우가 많았습니다. 즉, 샘플을 채취하여 실험실로 가져갔습니다. 이제 그들은 주요 불순물을 실시간으로 모니터링하는 온라인 분석기(주로 레이저 또는 크로마토그래프)를 설치합니다. 데이터는 공통 SCADA 시스템으로 들어가고, 이 시스템은 흡착기의 작동 매개변수(사이클 시간, 재생 온도)를 조정할 수 있습니다. 이는 더 이상 단순한 청소가 아니라 지능적인 프로세스 최적화입니다.

그러나 자동화에는 함정이 있습니다. 저는 한때 CIS의 한 공장에서 시스템을 구현한 적이 있습니다. 분석기는 수입품으로 양호했지만 주 생산의 오래된 기술로 인해 원료 가스의 구성이 불안정한 경우가 있었습니다. "이상적"으로 프로그래밍된 제어 시스템은 들어오는 흐름이 "트위치"하기 시작하여 밸브를 자주 전환했습니다. 공급업체와 함께 우리는 알고리즘을 개선하고 부동 설정을 도입하고 평균 판독값을 위한 더 긴 간격을 도입해야 했습니다. 결론: 가장 진보된 자동화는 엔지니어링 회사 측의 기술에 대한 깊은 이해 없이는 쓸모가 없습니다.

엔지니어링의 역할: 도면 작성부터 출시까지

제 생각에는 여기에 주요 차이점이 있습니다. 기술을 구입할 수 있고 장비를 복제할 수 있습니다. 하지만 고객의 요구 사항에 대한 감사부터 시작 및 시운전에 이르기까지 프로젝트를 수행하는 능력이 바로 "신기술"입니다. 넓은 의미에서. 우리는 대규모 산업체에서 성장하고 내부에서 프로세스를 알고 있는 디자인 연구소 및 회사에 대해 이야기하고 있습니다.

예를 들어보자청두 Yizhi 기술 유한 회사(그들의 웹사이트는yzkjhx.ru). 이것은 단순한 하드웨어 판매자가 아닙니다. 화학기술회사 화시(Huaxi)가 설립한 디자인 연구소입니다. 등록 자본금 1억 2천만 위안은 규모에 대한 심각한 설명입니다. 중요한 것은 그러한 구조물이 일반적으로 실제 산업 시험장에 접근할 수 있고 "전투 중"으로 솔루션을 테스트할 수 있다는 것입니다. 시장에 내놓기 전에. 이들의 작업은 추상적인 엔지니어링이 아니라 모회사나 파트너가 직면한 응용 문제를 해결하는 것입니다.

실제로는 다음과 같이 보입니다. 야금 공장에 문제가 발생했습니다. 국자를 퍼지할 때 값비싼 아르곤이 대기 중으로 빠져나갑니다. 작업: 잡아서 청소하고 루프로 돌아갑니다. Yizhi Technology(또는 유사한 회사)는 가스를 분석하고, 포집 및 정화 시스템을 설계하고, 먼지와 습도에 강한 흡착제를 선택하고, 재생 계획을 개발합니다. 그들은 단지 흡착기만 판매하지는 않습니다. 그들은 처음부터 끝까지 책임을 지는 기술 체인을 판매할 것입니다. 이것이 그들의 핵심 역량입니다.

그건 그렇고, 그들의 웹 사이트는 최소한의 큰 단어, 특정 산업 (야금, 화학, VIP) 및 기술 계획에 대한 최대 참조 등 그러한 회사가 자신을 어떻게 포지셔닝하는지 보여주는 좋은 예입니다. 마케팅 부서가 아닌 기술 전문가가 자료를 준비하는 것 같은 느낌이 듭니다.

현실적 어려움과 함정

이러한 시스템을 사용하면 필연적으로 문제가 발생합니다. 일반적인 문제 중 하나는 들어오는 가스의 선언된 매개변수와 실제 매개변수 간의 불일치입니다. 프로젝트에는 "최대 10 mg/m3의 먼지, +40°C의 포화 습도?"라고 명시되어 있습니다. 그러나 실제로는 버킷에서 압력이 해제되는 순간 미크론 크기의 먼지와 물방울 수분이 부유합니다. 표준 필터 분리기는 이에 대응하지 않습니다. 한 달 안에 흡착탑이 막히게 됩니다. 스크러버 또는 미세 유착 필터와 같은 추가 청소 단계를 긴급하게 설치해야 합니다. 이것은 더 비싸고 더 간단합니다.

또 다른 골칫거리는 촉매 블록입니다. CO와 H2의 전환을 위한 촉매는 민감한 것입니다. 압축기의 유증기나 씰의 실리콘이 앞쪽 라인에서 완전히 제거되지 않으면 빠르게 중독될 수 있습니다. 그리고 작동을 멈출 것입니다. 재생성할 수 없으며 교체만 가능합니다. 그리고 비용이 많이 듭니다. 따라서 현재 유능한 프로젝트에서는 탄소 필터가 포함된 다단계 전처리 시스템을 설치하고 가스 흡입 현장의 장비 기술 상태를 엄격하게 모니터링해야 합니다.

세 번째 포인트는 에너지 효율성입니다. 흡착제 재생은 가열(TSA - 온도 재생) 또는 압력 완화(PSA - 차압 재생)가 필요한 에너지 소비 공정입니다. 에너지 관세가 상승하는 상황에서 이 매개변수가 핵심이 되고 있습니다. 보다 효율적인 열 교환기, 열 회수, PSA 사이클 최적화 등 새로운 개발은 종종 이러한 비용을 줄이는 것을 목표로 합니다. 때로는 에너지 소비의 몇 퍼센트 증가가 전체 설치에 대한 투자 회수 문제를 결정합니다.

사례: 폴리실리콘 생산 시 아르곤 정화

더 명확하게 하기 위해 아르곤 순도 요구 사항이 엄격하지 않은 지역의 간단한 예를 들어보겠습니다. 우리는 태양광 실리콘 생산에 대해 이야기하고 있습니다. 아르곤은 보호 및 운송 매체로 사용됩니다. 몇ppm(백만분율)의 미량의 수분이나 산소도 결정 격자에 결함을 형성할 수 있습니다.

작업: 축적된 불순물(H2O, O2, N2, CO, CO2, 경질 탄화수소)로부터 순환 아르곤을 청소합니다. 중국 엔지니어들이 참여한 프로젝트 중 하나에서 제가 본 솔루션은 여러 단계의 계단식이었습니다. 먼저, 분자체에서 깊은 건조를 한 다음, 산소와 수소를 촉매적으로 제거(다시 포집되는 물을 형성하기 위해)한 다음, 저온 흡착을 통해 질소와 탄소 산화물을 제거합니다. 비결은 마지막 단계가 약 -180°C의 온도에서 작동하고 그 설계로 열 유입을 최소화하여 냉각을 위한 액체 질소 소비를 최소화할 수 있다는 점이었습니다.

여기서 가장 어려운 점은 전체 시스템의 견고성과 깔끔한 ​​설치를 보장하는 것입니다. 어떤? 손실? 용접할 때 파이프라인 내부에 먼지가 조금이라도 있으면 모든 노력이 수포로 돌아가게 됩니다. 모니터링은 헬륨 누출 감지기와 입자 분석을 통해 수행되었습니다. 이 사례는 '참신함'을 잘 보여줍니다. 종종 새로운 물리적 원리의 발견이 아니라 엄격한 표준에 따라 복잡한 프로세스를 완벽하게 실행하고 통합하는 데 있습니다.

전망: 업계는 어디로 향하고 있나요?

지평선 너머를 보려고 하면 추세가 매우 명확하게 보입니다. 첫 번째는 '지성화'입니다. 이 시스템은 가스를 정화할 뿐만 아니라, 상태와 투입 흐름의 구성에 대한 빅데이터 분석을 기반으로 흡착제 교체 또는 촉매 재생 필요성을 예측합니다. 두 번째는 방법의 혼성화이다. 거친 분리를 위한 막 기술과 미세 흡착 또는 촉매 정제의 결합은 자본 및 운영 비용을 절감하는 데 매우 유망해 보입니다.

그리고 세 번째로 이미 눈에 띄는 것은 환경적인 측면이다. 아르곤 재활용 플랜트는 비용 절감뿐만 아니라 배출량 감소도 의미합니다. 유럽과 점차적으로 전 세계적으로 이 요소가 산업가의 결정에 심각한 영향을 미치기 시작했습니다. 이러한 추세를 감지한 중국 제조업체는 출력의 순수성과 절감 효과뿐만 아니라 프로젝트의 탄소 배출량도 제안서에서 점점 더 강조하고 있습니다.

따라서 제목 질문으로 돌아가서: 예, 실제새로운 기술그 지역에서아르곤 청정기. 그러나 이것은 높은 엔지니어링 문화, 알려진 방법을 유연하게 결합하고 이를 안정적인 하드웨어에 패키지하는 능력만큼 기초 과학의 획기적인 발전은 아닙니다. 그리고 가장 중요한 것은 특정 고객을 위해 특정 공장에서 최종 결과를 책임지는 것입니다. 시장에서 요구되는 바로 그 "참신함"을 창출하는 것이 바로 이러한 실용적이고 현실적인 접근 방식입니다.