?Кітай: інавацыі ў PSA-тэхналогіі для экалогіі?? 

Кітай: інавацыі ў PSA-тэхналогіі для экалогіі

Калі гавораць праPSA-тэхналогіюу Кітаі, многія адразу прадстаўляюць гіганцкія ўстаноўкі на нафтахіміі. Але рэальная інавацыя зараз - у яе адаптацыі для экалагічных задач, і тут ёсць маса нюансаў, якія ў справаздачах не пішуць.

Ад класічнай сорбцыі да экалагічнай прылады

КласічныPSA(Адсорбцыя пры пераменным ціску) дзесяцігоддзямі выкарыстоўваўся для атрымання чыстага вадароду або кіслароду. Сутнасць - у цыклічным працэсе адсорбцыі і дэсорбцыі на цэалітах або вугляродных малекулярных сітах. Але гадоў 10 таму ў Кітаі пачаўся моцны трэнд на экалагізацыю прамысловасці. І тут высветлілася, што тая ж тэхналогія, але з іншым падыходам да канструкцыі адсарбераў і падбору адсарбентаў, можа вырашаць зусім іншыя задачы.

Напрыклад, улоўліванне і рэкуперацыя лятучых арганічных злучэнняў (Лос) з вытворчасцей. Не проста спальваць, а вяртаць у працэс. Або ачыстка біягазу ад CO2 з атрыманнем таварнага метану. Гэта запатрабавала перагляду шматлікіх кананічных параметраў. Хуткасць цыклу, перапад ціскаў, нават форма клапанаў - усё прыйшлося пералічваць пад брудныя і вільготныя патокі, а не пад вычышчаны прыродны газ.

Першы праект па ўлоўліванні пары бензолу з усталёўкі, з якім я сутыкнуўся, ледзь не праваліўся з-за кандэнсацыі. Класічны цэаліт забіўся за тыдзень. Рашэнне знайшлі ў камбінаваным пласце адсарбенту: спачатку больш гідрафобны матэрыял адбірае вільгаць, потым працуе спецыялізаваны сарбент па мэтавым кампанентам. Але гэта павялічыла капітальныя выдаткі, і замоўца спачатку быў у шоку. Прыйшлося доўга лічыць акупляльнасць за рахунак звароту прадукта.

Ключавыя выклікі: не тэорыя, а палявыя ўмовы

Галоўная праблема ў экалагічнымPSA- Нестабільнасць ўваходнага патоку. На той жа ўстаноўцы па рэкуперацыі растваральнікаў канцэнтрацыя можа скакаць у разы ў залежнасці ад рэжыму асноўнай лініі. А аўтаматыка, настроеная на стабільны струмень, пачынае збаіць. Частае пераключэнне клапанаў вядзе да іх зносу. Мы на адным з заводаў у правінцыі Цзянсу паставілі сістэму з рэзервовай лініяй адсорбцыі і больш гнуткай логікай кіравання, якая аналізуе трэнд, а не імгненнае значэнне. Але гэта, вядома, даражэйшае.

Яшчэ адзін момант - энергаспажыванне. Класічны PSA для паветра - энергаёмісты з-за кампрэсіі. У экалагічных ужываннях часта можна выкарыстоўваць нізканапорныя вентылятары, калі правільна спраектаваная гідраўліка. Але тут патрэбен дакладны разлік, інакш адсорбцыя будзе неэфектыўнай. Адзін наш партнёр,Chengdu Yizhi Technology Co.(іх сайт -https://www.yzkjhx.ru), як раз спецыялізуецца на такіх інжынерных рашэннях. Яны не проста прадаюць усталёўкі, а вядуць поўны цыкл ад аўдыту да пусканаладкі. Гэта важна, таму што без глыбокага аналізу зыходных дадзеных праект асуджаны.

Дарэчы, абChengdu Yizhi Technology Co.. Гэта праектны інстытут, створаны Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd. яшчэ ў 2013 годзе. З статутным капіталам у 120 мільёнаў юаняў яны могуць дазволіць сабе сур'ёзныя НДВКП. Я бачыў іх пілотную ўстаноўку па ачыстцы коксавага газу на адным сталеліцейным прадпрыемстве. Там была цікавая схема з папярэднім астуджэннем і асушкай, якая значна падоўжыла жыццё асноўнага адсарбенту. Але і яны прызнавалі, што падбор адсарбцыйнай пары для такіх агрэсіўных асяроддзяў - гэта заўсёды кампраміс паміж ёмістасцю і ўстойлівасцю.

Кейс: біягаз і тонкасці эканомікі

Вельмі паказальны напрамак - мадэрнізацыя біягазавых станцый. Стандартная схема - спальванне ў кагенерацыйнай усталёўцы. Але калі ачысціць біягаз ад 40% CO2 і сярністых злучэнняў, тое атрымліваецца биометан, які можна запампоўваць у сетку або выкарыстоўваць як маторнае паліва. Эканоміка рэзка мяняецца.

Мы працавалі над праектам у Шаньдуне. Задача - падняць цеплатворную здольнасць газу. ВыкарыстоўваліPSA-тэхналогіюна аснове мадыфікаваных вугляродных малекулярных сіт. Асноўная складанасць была нават не ў тэхналогіі, а ў сыравіне: састаў гною мяняўся сезонна, што ўплывала на канцэнтрацыю серавадароду. Прыйшлося ўбудаваць дадатковую прыступку ачысткі на аснове хемосорбціі перад PSA. Гэта дадало аперацыйных выдаткаў, але абараніла дарагі адсарбент.

Самае цікавае пачалося на этапе пуску. Датчыкі кіслароду паказвалі фантомныя пікі, сістэма аварыйна спынялася. Аказалася, праблема ў мікрапорах новага адсарбенту, якія захоплівалі крыху паветра пры рэгенерацыі. Вырашылі зменай працэдуры прадзьмуху. Такія дробязі ў пашпарце ўстаноўкі не напішаш, яны спазнаюцца толькі ў рабоце.

Матэрыялы маюць значэнне: не толькі цэаліты

У публікацыях часта робяць акцэнт на цэалітах. Але ў рэальных экалагічных праектах усё часцей выкарыстоўваюць гібрыдныя адсарбенты і метала-арганічныя каркасныя структуры (МАК). Іх ёмістасць па некаторых спецыфічных забруджвальніках, тым жа меркаптанам, у разы вышэй.

Але ёсць нюанс - кошт і стабільнасць. МАК могуць быць адчувальныя да прысутнасці пары вады. На адным з семінараў прадстаўнік акадэмічнага інстытута расказваў аб новым кампазітным матэрыяле на аснове графенавай матрыцы. Гучала ўражліва, але калі мы запыталі ўзоры для выпрабаванняў у рэальных умовах (з прымешкамі пылу і аэразоляў), высветлілася, што яго рэсурс пры цыклічнай нагрузцы пакуль не вывучаны. Інавацыі ў лабараторыі і ў цэху - гэта дзве вялікія розніцы.

Таму шматлікія інжынірынгавыя кампаніі, уключаючы згаданую Yizhi Technology, ідуць шляхам стварэння ўласных запатэнтаваных складаў адсарбентаў. Яны не заўсёды рэвалюцыйныя, але затое правераны на доўгатэрміновую стабільнасць. Іх сайт, дарэчы, добрая крыніца для разумення бягучых трэндаў у прыкладным ужыванні.PSAу Азіі.

Погляд у будучыню: інтэграцыя і лічба

Наступны крок, які я бачу, - гэта інтэграцыя PSA-усталёвак у агульны лічбавы контур прадпрыемства. Не проста аўтаномны агрэгат, а сістэма, якая атрымлівае дадзеныя аб планавых прыпынках асноўнай вытворчасці, прагноз складу сыравіны і аптымізуе свой цыкл загадзя.

Напрыклад, калі вядома, што заўтра на лінію пададуць сыравіну з іншым утрыманнем прымешак, усталёўка можа загадзя скарэктаваць час цыклу адсорбцыі. Гэта павялічвае і эфектыўнасць, і рэсурс адсарбенту. Пілотныя такія праекты ўжо ёсць, але масаваму ўкараненню перашкаджае негатоўнасць інфраструктуры на многіх старых заводах.

Яшчэ адзін перспектыўны кірунак - мініяцюрызацыя для размеркаваных крыніц забруджвання. Не вялізны завод, а мноства дробных цэхаў. Тут патрэбныя кампактныя, амаль модульныя PSA-рашэнні. Праца над гэтым вядзецца, але ключавы бар'ер - кошт выраба дробнасерыйнага высокадакладнага абсталявання, таго ж блока клапанаў.

У цэлым, інавацыі ўPSA-тэхналогіідля экалогіі ў Кітаі - гэта не пра прарыўныя адкрыцці, а пра карпатлівую адаптацыю, інжынерную кемлівасць і гатоўнасць шукаць нестандартныя рашэнні для кожнага канкрэтнага, часта неідэальнага патоку. І менавіта ў гэтай прызямлёнай рабоце і нараджаецца рэальны эфект для навакольнага асяроддзя.