Tiongkok: inovasi dalam pemanfaatan oksigen? 

Ketika Anda mendengar tentang “pemanfaatan oksigen”, banyak orang langsung berpikir tentang pabrik metalurgi atau kimia besar, atau unit pemisahan udara raksasa (ASU). Namun kenyataannya, setidaknya apa yang saya amati selama sepuluh tahun terakhir di Tiongkok, jauh lebih menarik dan, katakanlah, “lebih membumi”. Kita tidak berbicara banyak tentang pengumpulan dan pemrosesan global, namun tentang optimalisasi proses lokal, hampir titik demi titik, di mana “oksigen” ini berada. - seringkali merupakan produk sampingan, kelebihan atau, sebaliknya, sumber daya yang langka - menjadi titik inovasi. Dan di sini para insinyur Tiongkok, terutama di lembaga desain swasta, menunjukkan fleksibilitas yang luar biasa. Kadang-kadang pendekatan mereka tampak tidak standar, bahkan berisiko bagi rekan-rekan Barat mereka, namun mereka memungkinkan penyelesaian masalah yang dianggap tidak menguntungkan dalam kerangka skema klasik.

Dari manakah “ekstra” itu berasal? oksigen?

Sumber pertama dan paling jelas adalah pengaturan yang samapemisahan udara. Kriogenik atau adsorpsi. Mereka terutama menghasilkan nitrogen, dan oksigen sering kali menjadi produk sampingannya. Sebelumnya, ia hanya... dilepaskan ke atmosfer. Saat ini hal tersebut dianggap boros. Sumber kedua adalah proses teknologi, misalnya pada industri kimia yang melepaskan gas dengan kandungan O2 yang tinggi. Yang ketiga, yang kurang jelas adalah aliran yang diperkaya oksigen di industri yang parameternya telah disesuaikan. Tugasnya adalah tidak membiarkan gas ini hilang.

Namun ada poin penting yang sering diabaikan dalam artikel teoretis: gas itu sendiri bukanlah sumber daya. Itu perlu dibawa ke kemurnian dan tekanan yang diperlukan, memastikan pasokan yang stabil dan, yang paling penting, menemukan konsumen dalam jarak berjalan kaki. Logistik oksigen cair atau terkompresi merupakan masalah tersendiri dan pemicu biaya. Oleh karena itu, proyek daur ulang paling sukses yang pernah saya lihat selalu terkait dengan simbiosis perusahaan di satu lokasi atau di kawasan industri yang sama.

Misalnya, ada proyek pabrik produksi polisilikon. Di sana, proses tersebut menghasilkan produk sampingan berupa gas yang mengandung oksigen. Di satu sisi, bahan ini dapat dimurnikan dan digunakan untuk memperkaya ledakan di tungku di lokasi metalurgi tetangga. Di sisi lain, muncul pertanyaan mengenai stabilitas komposisi dan keamanan. Solusinya ternyata bukan pada teknologi super, tetapi pada sistem yang fleksibel untuk memantau dan mencampurkan aliran. Insinyur dariChengdu Yizhi Technology Co.Mereka hanya mengkhususkan diri pada hal-hal yang “non-standar”. integrasi. Mereka tidak hanya menjual instalasinya, namun merancang sistem untuk teka-teki teknologi tertentu.

Kegagalan dan pelajaran: kapan?inovasi? tergantung pada perekonomian

Saya akan bercerita tentang sebuah kejadian yang mengajari saya banyak hal. Sekitar empat tahun lalu ada upaya untuk memperkenalkan sistem pemulihan oksigen dengan ASU kecil di pabrik semen. Idenya indah: menggunakan oksigen berlebih untuk memperkaya udara di tungku, meningkatkan suhu pembakaran, mengurangi konsumsi bahan bakar dan emisi. Secara teknis, semuanya berjalan di pabrik percontohan.

Namun dalam skala penuh, komplikasi yang tidak terduga pun muncul. Pertama, korosi pada saluran gas dipercepat karena meningkatnya kandungan oksigen dan uap air. Kami harus segera mengganti material di area tertentu - hal ini menghabiskan sebagian besar penghematan. Kedua, otomatisasi yang bertanggung jawab atas pencampuran tidak dapat mengatasi fluktuasi tekanan aliran oksigen utama dari ASU. Akibatnya, proses menjadi tidak stabil. Proyek ini dibekukan. Kesimpulan utamanya adalah bahwa daur ulang tidak dapat dilihat secara terpisah. Kita memerlukan audit sistem terhadap semua peralatan terkait dan margin keamanan bawaan dalam bentuk uang dan waktu untuk “kejutan” semacam itu.

Setelah kasus-kasus seperti itulah perusahaan seperti Yizhi Technology mulai lebih memperhatikan analisis risiko pra-proyek, terutama untuk aplikasi non-standar. Situs web merekayzkjhx.rusekarang, mencerminkan pendekatan ini: ada banyak kasus tentang integrasi aliran gas ke dalam rantai teknologi yang kompleks, dan bukan hanya katalog peralatan.

Ke mana sebenarnya oksigen daur ulang pergi?

Jika kita mengabaikan hal-hal tingkat tinggi seperti obat-obatan (yang persyaratan kebersihannya sangat tinggi), penerapan utamanya tentu saja adalah industri. Namun ada evolusi di sini juga. Sebelumnya, konsumen utama adalah metalurgi. Sekarang saya melihat pertumbuhan dalam dua arah.

Yang pertama adalah pengolahan air limbah (aerasi). Tampaknya sepele. Namun teknologi membran dan adsorpsi baru memungkinkan memperoleh oksigen pada konsentrasi yang dibutuhkan (85-93%) di lokasi dengan lebih murah dan lebih andal dibandingkan mengimpor silinder. Untuk instalasi pengolahan air limbah besar di taman ramah lingkungan baru di Tiongkok, hal ini hampir menjadi standar. Arah kedua adalah kimia skala kecil dan produksi bahan baru, misalnya graphene atau oksida dengan kemurnian tinggi, di mana pengendalian atmosfer di dalam reaktor sangat penting. Yang dibutuhkan di sini bukanlah ribuan meter kubik per jam, tetapi stabil 10-50 meter kubik dengan stabilitas parameter tertinggi.

Dan inilah yang menarik: instalasi kriogenik berukuran besar tidak efektif untuk kebutuhan tersebut. PSA kompak (adsorpsi) atau unit membran, yang dapat diintegrasikan langsung ke dalam jalur proses, semakin mengemuka. Mereka dirancang dan dikonfigurasi oleh lembaga seperti Yizhi Technology. Tujuan utama mereka bukanlah kapasitas gigawatt, namun penyesuaian proses yang tepat.

Peran lembaga desain: mengapa mereka menjadi pendorong?

Model Tiongkok, dengan lembaga desain yang kuat dengan modal terdaftar 120 juta yuan (sepertiChengdu Yizhi Technology Co, Ltd.) bekerja sama dengan perusahaan teknologi (Huaxi Technology), dan telah menunjukkan efektivitasnya di bidang khusus tersebut. Raksasa negara cocok untuk proyek standar berskala besar. Dan ketika pemikiran rekayasa non-standar, adaptasi cepat, dan kemauan untuk mengambil risiko teknologi diperlukan, pemain-pemain seperti itu ikut berperan.

Mereka bekerja berdasarkan prinsip “dari masalah ke solusi”. Seorang klien datang kepada mereka bukan dengan permintaan “belikan kami unit pemulihan oksigen?”, tetapi dengan tugas: “kami memiliki aliran gas dengan parameter ini dan itu, kami perlu mengurangi biaya proses ini, atau memanfaatkan emisi ini?”. Dan institut tersebut mulai membuat model dan menawarkan opsi: di beberapa tempat dimungkinkan untuk bertahan dengan penyetelan tambahan pada peralatan yang ada, di tempat lain diperlukan modul baru, dan di tempat lain lebih menguntungkan secara ekonomi untuk sepenuhnya mengubah bagian dari proses teknis dasar.

Inikah “inovasi dalam daur ulang”? dalam praktek. Hal ini tidak selalu dikaitkan dengan terobosan teknologi untuk produksi atau pemurnian oksigen. Seringkali ini merupakan inovasi dalam pemikiran sistem dan integrasi teknik. Di situs web mereka jelas bahwa mereka memposisikan diri mereka secara khusus sebagai integrator proyek, yang sepenuhnya konsisten dengan pengamatan saya terhadap pasar.

Apa selanjutnya? Tren dan keterbatasan

Jika kita melihat 5-10 tahun ke depan, trennya akan menuju ke arah desentralisasi dan integrasi yang “cerdas”. Sistem berbasis IoT yang menyeimbangkan aliran beberapa gas (oksigen, nitrogen, argon) antara bengkel yang berbeda atau bahkan pabrik yang berdekatan secara real time. Sesuatu seperti jaringan energi, tetapi untuk gas proses. Hal ini akan meningkatkan efisiensi penggunaan sumber daya secara keseluruhan di lokasi industri ke tingkat yang baru.

Namun ada juga batasan yang serius. Yang pertama adalah keamanan. Oksigen adalah zat pengoksidasi yang berbahaya. Sistem pembuangan apa pun, terutama yang menggunakan kompresor dan alat kelengkapan yang rumit, memerlukan desain yang sempurna dalam hal keselamatan ledakan. Yang kedua adalah volatilitas ekonomi. Saat ini menguntungkan untuk memasok oksigen ke pabrik tetangga, dan besok akan ditutup atau beralih ke teknologi lain. Oleh karena itu, proyek modern mencakup kemungkinan untuk mengalihkan aliran atau bahkan mengubah produk akhir (misalnya, dari gas menjadi cair untuk logistik jarak jauh).

Alhasil, menjawab pertanyaan dari judul: ya, ada inovasi. Namun hal tersebut bukan tentang menciptakan sesuatu yang secara fundamental baru dari awal, melainkan tentang penerapan teknologi yang dikenal secara fleksibel, pragmatis dan sistematis untuk memecahkan masalah industri tertentu. Dan para pengemudi di sini adalah tim-tim yang sangat mendalami proses teknologi klien mereka, siap untuk melakukan iterasi dan tidak takut dengan solusi non-standar. Seperti yang disebutkan di atas. Menurut pendapat saya, inilah keahlian utama Tiongkok dalam bidang yang tampaknya sempit ini.