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중국: 환경을 위한 PSA 기술의 혁신

그들이 이야기할 때PSA 기술중국에서는 많은 사람들이 즉시 거대한 석유화학 시설을 상상합니다. 그러나 이제 진정한 혁신은 환경 문제에 대한 적응에 있으며 여기에는 보고서에 기록되지 않은 많은 뉘앙스가 있습니다.

고전적인 수착에서 환경 도구로

클래식추신.(압력 변동 흡착)은 순수한 수소나 산소를 생산하기 위해 수십 년 동안 사용되어 왔습니다. 본질은 제올라이트나 탄소분자체에서 흡착과 탈착의 순환과정이다. 그러나 약 10년 전부터 중국에서는 녹색산업에 대한 강력한 흐름이 시작되었습니다. 그리고 동일한 기술이지만 흡착제 설계 및 흡착제 선택에 대한 다른 접근 방식을 사용하면 완전히 다른 문제를 해결할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

예를 들어, 생산 시설에서 휘발성 유기 화합물(VOC)을 포집하고 회수합니다. 그냥 태우지 말고 공정으로 되돌려 보내세요. 또는 CO2에서 바이오가스를 정화하여 시장성 있는 메탄을 생산합니다. 이를 위해서는 많은 표준 매개변수의 개정이 필요했습니다. 사이클 속도, 압력 강하, 심지어 밸브 모양까지 모든 것이 정제된 천연 가스가 아닌 더럽고 습한 흐름에 대해 다시 계산되어야 했습니다.

공장에서 처음 접한 벤젠 증기 회수 프로젝트는 응축으로 인해 거의 실패할 뻔했습니다. 일주일 이내에 클래식 제올라이트가 막혔습니다. 해결책은 결합된 흡착제 층에서 발견되었습니다. 먼저 소수성이 더 높은 물질이 수분을 제거한 다음 특수 흡착제가 대상 구성 요소에 작용합니다. 그러나 이로 인해 자본 비용이 증가했고 고객은 처음에 충격을 받았습니다. 제품 반품으로 인한 페이백 계산에 오랜 시간이 걸렸습니다.

주요 과제: 이론이 아닌 현장 조건

환경의 주요 문제추신.- 입력 흐름의 불안정성. 동일한 용매 회수 플랜트에서는 메인 라인의 모드에 따라 농도가 크게 높아질 수 있습니다. 그리고 안정적인 흐름을 위해 구성된 자동화가 실패하기 시작합니다. 밸브를 자주 전환하면 마모가 발생합니다. 장쑤성에 있는 한 공장에 백업 흡착 라인과 순시 값보다는 추세를 분석하는 보다 유연한 제어 로직을 갖춘 시스템을 설치했습니다. 그러나 이것은 물론 더 비쌉니다.

또 다른 요점은 에너지 소비입니다. 공기용 클래식 PSA는 압축으로 인해 에너지 집약적입니다. 환경 응용 분야에서는 유압 장치가 적절하게 설계된 경우 저압 팬을 자주 사용할 수 있습니다. 그러나 여기서는 정확한 계산이 필요합니다. 그렇지 않으면 흡착이 효과적이지 않습니다. 우리의 파트너 중 하나청두 Yizhi 기술 유한 회사(그들의 웹사이트는https://www.yzkjhx.ru)는 이러한 엔지니어링 솔루션을 전문으로 합니다. 단순히 설치물을 판매하는 것이 아니라 감사부터 시운전까지 전체 주기를 수행합니다. 소스 데이터를 심층적으로 분석하지 않으면 프로젝트가 실패할 수 있기 때문에 이는 중요합니다.

그건 그렇고, 약청두 Yizhi 기술 유한 회사. Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd.가 2013년에 설립한 디자인 연구소입니다. 등록 자본금 1억 2천만 위안으로 진지한 R&D를 감당할 수 있습니다. 나는 제철소에서 코크스로 가스를 정화하기 위한 파일럿 플랜트를 보았습니다. 사전 냉각 및 건조와 관련된 흥미로운 계획이 있었는데, 이는 주 흡착제의 수명을 크게 연장시켰습니다. 그러나 그들은 또한 그러한 공격적인 환경에 대한 흡착 쌍의 선택은 항상 용량과 내구성 사이의 절충안이라는 것을 인식했습니다.

사례: 바이오가스와 경제학의 복잡성

매우 시사적인 방향은 바이오가스 충전소의 현대화입니다. 표준 계획은 열병합 발전소에서의 연소입니다. 그러나 40%의 CO2와 황 화합물에서 바이오가스를 정화하면 네트워크로 펌핑되거나 자동차 연료로 사용될 수 있는 바이오메탄이 생성됩니다. 경제가 극적으로 변화하고 있습니다.

우리는 산동에서 프로젝트를 진행했습니다. 목표는 가스의 발열량을 높이는 것입니다. 중고PSA 기술변형된 탄소 분자체를 기반으로 합니다. 가장 큰 어려움은 기술이 아니라 원료에 있었습니다. 분뇨의 구성은 계절에 따라 변하여 황화수소 농도에 영향을 미쳤습니다. PSA 이전에 화학흡착을 기반으로 한 추가 정제 단계를 통합해야 했습니다. 이는 운영 비용을 추가했지만 값비싼 흡착제를 보호했습니다.

가장 흥미로운 일은 시작 단계에서 시작되었습니다. 산소 센서에 환상 피크가 표시되어 시스템이 충돌했습니다. 문제는 재생 중에 일부 공기를 포획하는 새로운 흡착제의 미세 기공에 있는 것으로 밝혀졌습니다. 우리는 퍼지 절차를 변경하기로 결정했습니다. 설치 여권에는 그런 작은 것들을 쓸 수 없습니다. 그들은 직장에서만 배웁니다.

재료의 중요성: 제올라이트뿐만 아니라

출판물은 종종 제올라이트에 초점을 맞춥니다. 그러나 실제 환경 프로젝트에서는 하이브리드 흡착제와 금속-유기 프레임 구조(MOF)의 사용이 점점 더 늘어나고 있습니다. 메르캅탄과 같은 일부 특정 오염물질에 대한 수용력은 몇 배 더 높습니다.

그러나 비용과 안정성이라는 뉘앙스가 있습니다. MOF는 수증기의 존재에 민감할 수 있습니다. 세미나 중 하나에서 한 학술 기관의 대표가 그래핀 매트릭스를 기반으로 한 새로운 복합 재료에 대해 이야기했습니다. 인상적으로 들렸지만 실제 조건(먼지 및 에어로졸 포함)에서 테스트할 샘플을 요청했을 때 반복 하중 하에서의 수명은 아직 연구되지 않은 것으로 나타났습니다. 실험실에서의 혁신과 작업 현장에서의 혁신은 매우 다른 것입니다.

따라서 언급된 Yizhi Technology를 포함한 많은 엔지니어링 회사는 자체 특허 흡착제 조성물을 개발하고 있습니다. 항상 혁신적인 것은 아니지만 장기적인 안정성 테스트를 거쳤습니다. 그런데 그들의 웹사이트는 애플리케이션의 현재 동향을 이해하는 데 좋은 소스입니다.추신.아시아에서.

미래를 바라보다: 통합과 디지털

내가 보는 다음 단계는 PSA 설치를 기업의 전체 디지털 윤곽에 통합하는 것입니다. 단순한 자율 장치가 아니라 주요 생산의 계획된 중단에 대한 데이터를 수신하고 원자재 구성을 예측하며 사전에 주기를 최적화하는 시스템입니다.

예를 들어, 내일 불순물 함량이 다른 원자재가 라인에 공급될 것으로 알려진 경우 설비에서는 흡착 사이클 시간을 미리 조정할 수 있습니다. 이는 흡착제의 효율성과 사용 수명을 모두 증가시킵니다. 이미 이런 종류의 파일럿 프로젝트가 있지만, 많은 오래된 공장의 인프라가 준비되지 않아 대량 구현이 방해를 받고 있습니다.

또 다른 유망한 방향은 분산된 오염원의 소형화입니다. 거대한 공장은 아니지만 작은 작업장이 많이 있습니다. 여기에는 거의 모듈식인 소형 PSA 솔루션이 필요합니다. 이에 대한 작업이 진행 중이지만 밸브 블록 등 소규모 고정밀 장비를 제조하는 데 드는 비용이 가장 큰 장벽이다.

전반적으로 혁신은PSA 기술중국의 생태학에 있어서 이는 획기적인 발견이 아니라, 힘든 적응, 공학적 독창성 및 각각의 구체적이고 종종 불완전한 흐름에 대한 비표준 솔루션을 찾으려는 의지에 관한 것입니다. 그리고 환경에 대한 실제적인 영향이 탄생하는 것은 바로 이 평범한 작업에서 탄생합니다.