중국: PSA 기술의 전망은? 

중국에서 사람들이 PSA에 대해 이야기할 때 많은 사람들은 즉시 공기를 산소와 질소로 분리하는 거대한 설비를 상상합니다. 물론 이것이 기본이지만, 더 깊이 파고들면 그림은 훨씬 더 흥미롭고... 더 혼란스럽습니다. 종종 간과되는 것은 기술 자체가압력 스윙 흡착- 이것은 단일체가 아니라 전체 솔루션 세트이며 여기서의 적용 가능성은 특정 지역의 전기 비용부터 지역 흡착제의 품질, 심지어 공장 운영 인력의 사고 방식까지 천 개의 작은 뉘앙스에 따라 크게 달라집니다. 제가 직접 본 것을 토대로 정리해보도록 하겠습니다.

공기뿐만 아니라 PSA가 이미 작동하여 천장에 도달하는 곳

예, 산소 및 질소 플랜트는 많은 엔지니어링 회사의 빵과 버터입니다. 그러나 예를 들어 정유소에서 수소를 사용하는 경우 멤브레인 방법과 치열한 경쟁이 벌어지는 경우가 많습니다. PSA가 제품 순도 측면에서 승리한다는 것은 사실입니다. 그러나 나는 자본 비용을 절약하기 위해 멤브레인을 설치한 후 배출구의 가스 구성이 불안정하여 수년 동안 어려움을 겪는 프로젝트를 보았습니다. 뒷면 -PSA 설치수소의 경우 매우 높은 품질의 예비 정제, CO 또는 황 화합물의 약간의 누출이 필요하며 흡착제는 폐기될 수 있습니다. 중국은 이에 대처하는 방법을 배웠지만 이러한 사전 단계와 PSA 자체의 샌드위치 비용으로 인해 때때로 고객이 겁을 먹습니다.

내 생각에 가장 유망한 분야 중 하나는 바이오가스와 매립가스를 천연 품질(바이오메탄)로 정화하는 것입니다. 여기에 기술이 있습니다압력 스윙 흡착신뢰성과 운영 비용의 균형 측면에서 사실상 타의 추종을 불허합니다. 하지만 함정도 많습니다. 원자재의 구성은 특히 매립지에서 크게 변동될 수 있습니다. 표준 설계 솔루션은 종종 작동하지 않습니다. 현장 적응이 필요합니다. 저는 쓰촨성에서 진행된 한 프로젝트의 이야기를 기억합니다. 엔지니어들이 표준 흡착 사이클을 설정했는데, 원료의 산소 함량이 계산된 것보다 높은 것으로 나타났습니다. 결과적으로 우리는 컬럼 내부에 폭발성 혼합물이 형성되는 위험을 피하기 위해 컨트롤러를 즉석에서 다시 프로그래밍하고 밸브 순서를 변경해야 했습니다. 시시한 것? 아니요, 이것은 바로 교과서에 없는 연습입니다.

그러나 연도 가스에서 CO2를 포집하는 경우(연소 후 포집) 상황은 모호합니다. 흡착제 재생을 위한 에너지 소비는 엄청납니다. 많은 연구와 파일럿 프로젝트가 있지만 산업 규모와 경제성에 관해서는 열정이 사라지는 경우가 많습니다. 지금까지 이는 상업적으로 실행 가능한 솔루션이라기보다는 정부 명령 및 시범 프로젝트 영역에 가깝습니다. 하지만, 다음과 같은 중국 기업들은청두 Yizhi 기술 유한 회사(화시테크놀로지가 설립한 디자인 연구소입니다.)는 하이브리드 사이클과 신소재를 통해 에너지 소비를 줄이기 위해 이러한 방향으로 적극적으로 연구 개발을 진행하고 있습니다.

흡착제: 시스템과 전장의 심장

모든 것이 그들에게 달려 있습니다. 이전에는 특히 특정 등급의 제올라이트를 수입에 크게 의존했습니다. 이제 상황이 바뀌고 있습니다. 중국 제조업체들은 상당히 경쟁력 있는 제올라이트와 활성탄 생산을 시작했습니다. 그러나 문제는 다릅니다. 당사자의 안정성입니다. 하나의 배치를 구입했는데 완벽하게 작동합니다. 6개월 후, 동일한 공급업체로부터 더 많은 제품을 구매하게 되었는데, 문제는 수분 용량이나 과립의 강도에서 시작됩니다. 이는 엔지니어링 회사에게는 악몽입니다. 수용을 한계까지 강화하거나 프로젝트에 더 큰 생산성 마진을 적용해야 하며 이는 경제에 타격을 줍니다.

MOF(금속유기골격체)와 같은 신소재의 등장도 흥미롭다. 실험실에서는 선택성 측면에서 환상적인 결과를 보여줍니다. 그러나 킬로그램당 가격과 실제 공정 흐름 조건(수증기, 불순물 포함)에서의 안정성에 관해서는 모든 환상이 어딘가에서 증발합니다. 틈새 애플리케이션을 제외하고 상업용 설치에서 볼 수 있으려면 5~7년이 더 걸릴 것으로 생각됩니다. 현재로서는 전통적인 제올라이트를 개선하는 데 초점을 맞추는 것이 보다 실용적인 길입니다.

여기서 접근방식의 차이가 확연히 드러납니다. 대규모 정부 기관은 저널에서 획기적인 기사를 쫓고 있습니다. 그리고 언급된 것과 같은 회사의 실무자들청두 Yizhi 기술, 종종 사용 가능한 흡착제를 정확하게 최적화하기 위해 노력합니다. 때로는 온도, 퍼지 압력 등 재생 과정의 작은 변화로 인해 효율성이 몇 퍼센트 증가할 수 있습니다. 이는 큰 문제처럼 들리지 않을 수도 있지만 설치가 연중무휴 24시간 운영되는 고객의 경우 1년 동안의 에너지 자원 절약은 막대한 금액으로 해석됩니다.

제어 및 자동화: 진정한 효율성이 있는 곳

가장 비싼 강철로 기둥을 조립하고 최고의 흡착제로 채울 수 있지만 제어 시스템이 어리석으면 모든 효율성이 저하됩니다. 전형적인 문제는 설계 외 부하에서 작동하는 것입니다. 공장이 1000 nm3/h용으로 설계되었지만 생산에는 800 또는 1200이 필요하다고 가정해 보겠습니다. 경직되고 비적응적인 PSA 사이클은 에너지를 과도하게 사용하거나 제품을 과소생산하게 됩니다. 예측 제어 알고리즘과 소프트 사이클 조절 기능을 갖춘 최신 시스템은 필수입니다. 그러나 그에 따른 비용이 듭니다.

중국에서는 이제 디지털화와 스마트 팩토리에 대한 강력한 추세가 있습니다. 이는 이 특정 부문의 개발을 촉진합니다. 현지 컨트롤러 및 소프트웨어 제조업체가 등장하여 Siemens나 Rockwell보다 저렴하면서도 완전히 적절한 수준의 솔루션을 제공하고 있습니다. 물론 위험은 신뢰성에 있습니다. 현지 공급업체의 실험적 제어 시스템이 산동의 한 현장에 설치되었습니다. 네트워크에 전력 급증이 발생할 때까지 모든 것이 순조롭게 진행되었습니다. 컨트롤러가 정지되어 밸브 시퀀스를 다시 시작할 수 없습니다. 거의 하루 동안의 가동 중지 시간을 수동 제어로 전환해야 했습니다. 이후 고객은 검증된 수입 충전재의 반품을 요구했습니다. 혁신과 신뢰성 사이의 균형은 항상 미묘합니다.

또 다른 요점은 원격 모니터링 및 진단입니다. 이것은 더 이상 사치가 아니라 서비스의 필수품입니다. 컬럼의 압력 강하나 출구에서의 제품 구성 변화를 실시간으로 확인하면 심각한 사고를 예방할 수 있습니다. 다음을 포함한 많은 중국 엔지니어링 회사이지 기술, 이제 계약의 일부로 이러한 서비스를 제공합니다. 이는 고객의 신뢰를 크게 향상시킵니다.

경제와 정치: 불분명한 동인

모든 기술의 전망은 돈에 달려 있습니다. PSA의 상황은 흥미롭습니다. 한편으로 이는 획기적인 발전이 어렵고 자본 비용을 획기적으로 줄이는 성숙한 기술입니다. 반면, 운영 비용은 전기 가격과 밀접하게 연관되어 있습니다. 중국에서는 산업 관세가 지역마다 다릅니다. 어떤 곳에서는 질소를 얻기 위한 PSA가 액화질소를 구입하는 것보다 더 수익성이 높을 수 있지만 다른 곳에서는 그렇지 않을 수도 있습니다. 각각의 특정 사례에 대해 매우 상세한 계산이 필요합니다.

환경 정책은 강력한 원동력입니다. 특히 화학 및 야금 산업에서 배출 기준이 강화됨에 따라 우리는 폐가스를 정화하기 위한 효과적인 방법을 모색하게 되었습니다. PSA는 특히 다른 방법과 결합하여 두 번째 기회를 얻습니다. 예를 들어 휘발성 유기 화합물(VOC)의 포집과 그에 따른 회수가 있습니다. 가장 대중적인 시장은 아니지만 안정적이고 성장하고 있습니다.

수입 대체. 최근 몇 년간 강화된 이러한 추세는 현지 개발자와 장비 제조업체의 손에 달려 있습니다. 국영 기업과 대규모 민간 기업은 이제 지역 계약자를 고려하는 경우가 더 많습니다. 이는 다음과 같은 진지한 경험을 가진 회사를 제공합니다.청두 Yizhi 기술 유한 회사(승인된 자본금은 1억 2천만 위안 - 진지한 의도를 나타내는 수치), 보다 복잡하고 대규모 프로젝트를 구현하는 능력, 귀중한 실제 경험을 얻는 능력, 이를 통해 장비 공급업체와 실제 기술 파트너를 구별할 수 있습니다.

기대: 통합, 하이브리드 및 틈새시장

나는 고립된 기술로서 PSA의 미래를 보지 않습니다. 그 잠재력은 통합에 있습니다. 하이브리드 방식: PSA + 멤브레인, PSA + 극저온, PSA + 촉매 공정. 예를 들어, 멤브레인에서 예비 거친 분리를 수행한 후 PSA에서 미세 정제를 수행합니다. 이는 비용과 효율성의 최적의 균형을 제공할 수 있습니다. 현재 최첨단 엔지니어링이 이러한 솔루션을 연구하고 있습니다.

또 다른 방향은 소형화와 모듈화이다. 거대한 플랜트 설치가 아니라 분산 가스 생산을 위한 소형 스키드 모듈입니다. 전자 산업이나 소규모 식품 생산을 예로 들 수 있습니다. 여기서 신뢰성과 청결도에 대한 요구 사항은 엄청나지만 문제의 대가로 인해 고급 솔루션을 사용할 수 있습니다.

결과적으로 저는 중국에서 PSA의 전망을 혁명이 아닌 진화로 봅니다. 이 기술은 업계에 더 깊이 뿌리를 내리게 될 것입니다. 그러나 새로운 주목할만한 발견을 통해서가 아니라 흡수제, 밸브, 제어 알고리즘 등 각 구성 요소의 점진적이고 단계적인 개선과 매우 중요한 것은 깊은 적용 경험의 축적을 통해 이루어집니다. 단순히 설치물을 판매하는 것이 아니라 이를 고객의 기술 체인에 통합하여 안정적이고 경제적이며 예상치 못한 상황 없이 작동할 수 있도록 해주는 경험입니다. 이것이 바로 내일 이 시장에 남을 기업의 명성이 만들어지는 기반입니다.