중국: PSA 수소 정제 전망은? 

“중국 수소정화 PSA?” 하면 가장 먼저 떠오르는 것은 거대한 규모와 끝없는 건설 프로젝트, 값싼 장비다. 그러나 이것은 피상적이다. 실제로 지난 5~7년 동안 프로세스를 이해하는 데 조용한 혁명이 있었습니다. 그들은 더 이상 오래된 UOP 또는 Linde 계획을 단순히 복사하는 것이 아니라, 때로는 고유한 원자재 흐름 및 순도 요구 사항에 맞게 적극적으로 적용합니다. 이제 주요 과제는 설치를 수행하는 것이 아니라 실제 "더러운" 조건에서 안정적이고 경제적으로 작동하는지 확인하는 것입니다. Aspen의 모든 모델이 울 정도로 구성이 너무 뛰어날 수있는 중국 수소 가스. 많은 프로젝트에서 이 문제가 발생했습니다.

이론에서 실제까지: 함정은 어디에 있습니까?

정유소 개질기에서 나오는 일반적인 가스를 예로 들어 보겠습니다. PSA 클래식처럼 보입니다. 그러나 중국 정유소는 종종 중질유와 신맛이 나는 원유를 사용하며, 고농도 메르캅탄이나 방향족 화합물의 흔적이 전처리를 통해 빠져나갈 수 있습니다. 흡착제의 경우 이것은 죽음입니다. 저는 산동에서 진행된 한 프로젝트를 기억합니다. 시작 후 6개월이 지나면 퍼지 압력을 매주 거의 수동으로 변경해야 했습니다. 기술 사양에서 고려되지 않은 불순물로 인해 흡착제가 조기에 용량을 잃기 시작했습니다. 입구에 추가 흡착 단계를 설치해야 했고, 이로 인해 수익의 일부가 소모되었습니다. 원자재 공급업체가 개질기에서 촉매 배치를 변경했으며 구성이 약간 변경되었지만 결정적으로 변경된 것으로 나타났습니다.

또는 또 다른 측면 - 에너지 효율성. 더 낮은 자본 비용을 추구하기 위해 일부 현지 제조업체는 밸브 설계 및 제어를 단순화했습니다. 그 결과 퍼지 및 재압축에 따른 수소 손실이 경쟁사 대비 10~15% 더 높았다. 고객은 설치 비용을 적게 지불하지만 수십 년 동안 전기 요금을 초과 지불합니다. 이는 기술만의 문제가 아닌 디자인 문화의 문제입니다.

여기서는 이 문제에 체계적으로 접근한 회사를 언급할 가치가 있습니다. 예를 들어,청두 Yizhi 기술 유한 회사(그들의 웹사이트는yzkjhx.ru)는 화학 기술 회사인 Huaxi에서 성장한 디자인 연구소로서 심층적인 맞춤화에 의존하는 경우가 많습니다. 단순히 "PSA"라고 적힌 상자를 판매하는 것이 아니라 먼저 자체 파일럿 플랜트에서 원자재에 대한 오랜 분석을 수행합니다. FEED 단계에서는 더 비싸지만 그 이후에는 놀라움이 줄어듭니다. 그들의 접근 방식은 변덕스러운 중국 원자재를 다루면서 축적된 경험의 결과입니다.

시장 및 동인: 정유소 외에 수요를 촉진하는 요인은 무엇입니까?

예, 전통적으로 엔진은 정유 및 암모니아 생산이었습니다. 그러나 이제 새로운 강력한 동인이 등장하고 있습니다. 첫째, 석탄으로부터 합성가스(CTO, coal-to-olefins)입니다. 그곳에서는 엄청난 양의 수소가 필요하며, 이는 종종 CO가 풍부한 흐름에서 회수됩니다. 여기서 PSA 장치는 선택성의 한계에서 작동합니다. H2의 순도를 높이고 폐가스로 인한 손실을 줄이기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 설치 규모는 200~300,000 Nm3/h 이상으로 엄청납니다.

둘째, 가장 흥미로운 것은 수소 에너지입니다. 지금까지 우리는 대부분 "파란색?"에 대해 이야기하고 있었습니다. CO2 또는 관련 가스를 포집한 천연가스에서 수소를 추출합니다. 재생 가능 에너지원이 풍부한 지역에서는 전기분해와 PSA를 결합하여 산소와 수분으로부터 수소를 정화하는 파일럿 프로젝트가 나타나기 시작했습니다. 여기서 순도 요구 사항은 99.999% 이상으로 엄청나지만 양은 여전히 ​​적습니다. 기술의 시험장에 가깝습니다.

셋째, 야금. 환원제로 수소가 대세입니다. 그러나 코크스 오븐이나 변환기에서 나오는 가스는 엄청난 혼합물입니다. 개발이 진행 중이지만 중국에서는 아직 이러한 조건에 대한 상용 PSA 프로젝트를 본 적이 없습니다. 더 많은 이야기와 R&D.

기술 동향: 엔지니어링은 어디로 향하고 있나요?

주요 추세는 혼성화입니다. PSA만으로는 실패하는 경우가 많습니다. 그렇기 때문에 "흡수 + PSA?"와 같은 방식을 점점 더 많이 보게 됩니다. 또는 "멤브레인 + PSA?". 예를 들어, CO2를 심층적으로 청소하려면 PSA 앞에 아민 세척 장치가 설치됩니다. 이는 복잡성을 증가시키지만 흡착제의 신뢰성과 사용 수명을 극적으로 증가시킵니다. 이는 CO2 부분압이 높은 가스의 경우 특히 그렇습니다.

두 번째는 지능형 제어입니다. PID 컨트롤러가 아니라 실시간으로 원료 구성 변화에 적응하고 불순물 돌파 순간을 예측하고 사이클을 최적화할 수 있는 시스템입니다. 이곳의 중국 엔지니어들은 기계 학습 알고리즘을 적극적으로 실험하고 운영 설비의 과거 데이터를 바탕으로 교육하고 있습니다. 유청두 Yizhi 기술, 그런데 디자인 연구소로서의 접근 방식을 설명하면 장비 판매가 아닌 통합 디자인 및 수명주기 관리에 대한 강조를 느낄 수 있습니다.

세 번째 포인트는 소재입니다. 특정 불순물에 대한 새롭고 더 용량이 크며 선택적인 흡착제 개발. Huaxi(Yizhi의 모회사)와 같은 중국 과학 기관 및 회사에서는 변형된 제올라이트 및 탄소 분자체에 대한 많은 기사를 출판합니다. 문제는 이러한 개발이 얼마나 빨리 실험실을 떠나 상업 칼럼에 들어갈 것인가입니다.

경제와 미래: 게임은 촛불을 들 만한 가치가 있는가?

전망은 엄청나지만 위험도 큽니다. 중국은 수십 개의 새로운 정유소와 화학 단지를 건설하고 있으며 거의 모든 곳이수소세정 PSA. 엔지니어와 공급업체 시장은 그야말로 대박입니다. 그러나 경쟁은 어렵습니다. 가격이 급박하고 프로젝트 기한이 단축되고 있습니다. 낙찰받기 위해 일부 사람들은 위험한 단순화를 시도합니다.

반면, 기존 시설의 서비스, 현대화, 디지털화에 대한 수요는 증가하고 있습니다. 그림을 그리는 능력뿐만 아니라 실제 경험이 필요한 곳입니다. 작업 단위를 구축할 수 있을 뿐만 아니라 "조정"하여 수소 회수율을 몇 퍼센트까지 높일 수 있는 기업이 수요가 있을 것입니다.

녹색에 관해서는? 수소, PSA는 중요한 정화 기술로 남을 것입니다. 그러나 그녀의 역할은 바뀔 수 있습니다. 아마도 분산 에너지를 위한 더욱 작고 빠르며 유연한 모듈식 솔루션이 나타날 것입니다. 이는 거대한 고정 장치에 익숙한 기존 공급업체에게는 이미 어려운 과제입니다.

결과적으로 전망이 있으며 이는 무분별한 복제가 아니라 세부 사항에 대한 심화, 복잡한 원자재에 대한 적응 및 더 넓은 기술 체인으로의 통합과 관련이 있습니다. 이를 이해하는 사람들은 청두의 같은 팀처럼 계속해서 떠오를 것입니다. 나머지는 저렴하지만 문제가 있는 하드웨어 공급업체가 될 수 있으며, 그 평판은 운영자의 끔찍한 이야기 ​​형태로 시장 전체에 퍼질 것입니다.

개인적인 관찰: 핵심 요소인 운영 문화

결론적으로 기술 관련 기사에서는 거의 다루지 않는 내용을 말씀드리고 싶습니다. 가장 진보된 PSA 장치는 부적절한 사용으로 인해 한 달 안에 망가질 수 있습니다. 중국에서는 작업자가 다른 엔지니어보다 사이클의 뉘앙스를 더 잘 이해하는 새로운 공장에서 놀라울 정도로 조직화된 제어 센터를 보았고, 오래된 공장에서는 밸브가 새고 제어 논리가 고장나고 아무도 수리하지 않는 끔찍한 그림을 보았습니다.

따라서 여기서 기술의 미래는 설계 엔지니어뿐만 아니라 인력 교육 및 지식 이전에도 달려 있습니다. 계약에 장기간의 시운전과 교육을 포함하는 설계 기관은 장기적으로 이익을 얻습니다. 설치가 시계처럼 작동하고 클라이언트가 반환되기 때문입니다.

따라서 중국에서 PSA의 전망에 대한 질문은 “무엇을?”이 아니라 “어떻게?”에 대한 질문임이 밝혀졌습니다. 어떻게 디자인하고, 어떻게 적응하고, 어떻게 봉사할 것인가. 그 기술은 세계 최고 수준으로 입증되었습니다. 그러나 지역적 특성과 그 정교함의 깊이는 현재 실제 투쟁이 벌어지고 있는 바로 그 분야입니다. 그리고 일부 프로젝트에 따르면 중국 전문가들이 점차 이 전투에서 승리하고 있으며 자신만의 고유한 경험을 얻고 있습니다.