Tiongkok: inovasi dalam pemanfaatan oksigen? 

Kapan Anda mendengar tentang “pemanfaatan oksigen?” di Tiongkok, hal pertama yang terlintas dalam pikiran banyak orang mungkin adalah pabrik metalurgi besar dan VDU-nya. Namun jika digali lebih dalam, terutama dalam sepuluh tahun terakhir, gambarannya menjadi jauh lebih menarik dan... berantakan. Ini bukan lagi sekadar “kembali?” oksigen dari gas buang, namun membuat aliran ini bekerja secara maksimal, dan bahkan dengan kehilangan yang minimal. Dan di sinilah bagian tersulit dimulai – tidak hanya secara teori, namun juga praktiknya, di lapangan.

Dari?besi? standar untuk solusi fleksibel

Secara tradisional, sebagian besar teknologi pemanfaatan oksigen terkait dengan metalurgi besi. Gas konverter, gas tanur sembur - konsentrasi di sana kurang lebih dapat diprediksi, dan skema ini telah dijalankan selama beberapa dekade. Namun pasar Tiongkok, terutama setelah semua “hijau” ini? inisiatif, mulai menuntut solusi untuk arus yang lebih berubah-ubah. Misalnya, dalam industri kimia, di mana satu aliran dapat mengandung oksigen, nitrogen, dan sejumlah kotoran yang “dimakan” oleh katalis? dalam seminggu.

Saya ingat salah satu proyek di salah satu pabrik di Sichuan - mereka mencoba mengadaptasi unit adsorpsi siklus tekanan (PSA) standar untuk memurnikan gas dari produksi amonia. Di atas kertas, semuanya cocok: oksigen diekstraksi, kemurnian keluarannya 95%. Namun pada kenyataannya, fluktuasi tekanan pada aliran awal sedemikian rupa sehingga adsorben silika gel harus diganti tiga kali lebih sering dari yang diharapkan. Keekonomian seluruh proyek tergantung pada seutas benang. Hal ini merupakan sebuah pelajaran yang baik: solusi-solusi siap pakai dari Barat tidak selalu dapat berakar tanpa adanya modifikasi yang serius, menurut saya, yang ditargetkan.

Di sinilah penduduk setempat mulai bermunculaninovasi. Bukan penemuan besar-besaran, melainkan sebuah rekayasa “penyempurnaan”. Misalnya, mereka mulai bereksperimen dengan sistem hibrid: pra-pemisahan membran ditambah adsorpsi. Membran menanggung beban utama fluktuasi komposisi, dan unit PSA memastikan kebersihan. Berisik, membutuhkan lebih banyak ruang, tetapi pada akhirnya - stabilitas. Hal-hal ini jarang masuk dalam tinjauan paten, namun hal-hal inilah yang menentukan apakah sebuah pabrik akan beroperasi 8.000 jam setahun atau perlu diperbaiki setiap enam bulan.

Dips sebagai sumber data

Anda tidak dapat membicarakan inovasi tanpa membicarakan apa yang tidak berhasil. Salah satu kasus paling ilustratif yang didengar oleh semua orang di kalangan sempit adalah upaya penerapan teknologi dalam skala massal.pemanfaatan oksigendi pabrik pengolahan biogas skala kecil. Idenya sangat bagus: mengekstraksi oksigen untuk memperkaya udara dalam reaktor pengolahan aerobik, sehingga meningkatkan efisiensinya.

Namun kami mengalami masalah skala. Peralatan yang ekonomis untuk pabrik metalurgi besar ternyata menjadi emas bagi stasiun biogas berkapasitas 5.000 meter kubik per hari. Ditambah - bahan mentah. Komposisi biogas tidak stabil, saat ini hidrogen sulfida 200 ppm, besok – 2000. Membran dan adsorben dengan cepat rusak. Saya telah melihat beberapa instalasi yang ditinggalkan - berkarat di pinggiran perusahaan, seperti monumen perhitungan yang salah.

Namun, dari sinilah lahir arah lain – solusi kontainer modular. Tidak bersifat universal, namun disesuaikan untuk jenis polutan dan kisaran konsentrasi tertentu. Ini lebih mirip dengan pendekatan turnkey, tetapi dengan nuansa penting: para insinyur pertama-tama memantau bahan bakar Anda selama sebulan, dan kemudian menawarkan konfigurasi. Ini lebih mahal pada awalnya, tetapi kemudian menyelamatkan Anda dari bencana. Perusahaan sepertiChengdu Yizhi Technology Co.(situs web mereka adalahyzkjhx.ru) hanyalah salah satu dari mereka yang mengikuti jalan ini. Mereka tidak hanya menjual instalasi, tetapi memposisikan diri sebagai lembaga desain (seperti yang ditunjukkan dalam deskripsi mereka: lembaga desain yang dibuat oleh Huaxi Technology), yang menyiratkan analisis mendalam sebelum menawarkan apa pun.

Peran digitalisasi: bukan obat mujarab, tapi alat

Sekarang sedang populer untuk membicarakan ?Industri 4.0? dan kembar digital dalam pemisahan gas. Di Tiongkok, tren ini juga meningkat. Namun dalam praktiknya, semuanya bergantung pada sensor dan algoritma yang dapat bekerja dengan sensor dan algoritma yang “kotor”. data. Fasilitas daur ulang bukanlah laboratorium; ada getaran, debu, dan perubahan suhu.

Di salah satu instalasi baru untuk memurnikan gas buang yang mengandung oksigen di pabrik polisilikon, kami mencoba menerapkan sistem analisis prediktif. Sensor memantau tekanan, suhu, dan komposisi di saluran masuk dan keluar. Model AI seharusnya memprediksi penurunan efisiensi adsorben. Secara teori, mengubahnya tidak sesuai jadwal, tetapi sesuai dengan kondisi sebenarnya, sehingga menghemat sumber daya.

Namun model tersebut terus-menerus “tersandung” karena pelepasan kotoran secara tiba-tiba karena ketidakstabilan produksi utama. Kami harus melatihnya bukan berdasarkan data ideal, tetapi berdasarkan data nyata, dengan noise dan artefak. Hasilnya adalah sesuatu antara sistem yang cerdas dan operator berpengalaman yang “merasakan”? instalasi. Sekarang hal ini berhasil, namun dampak ekonominya masih sulit untuk dinilai karena hal ini masih terlalu baru. Namun, pendekatan itu sendiri - penciptaan algoritma untuk kondisi nyata, bukan kondisi ideal - ini, menurut saya, adalah inti dari lokalinovasi.

Bahan adalah hambatannya

Semuanya bermuara pada materi. Anda dapat membuat skema yang cerdik, tetapi jika tidak ada adsorben yang dapat menahan dampak pengotor tertentu, atau membran yang tahan terhadap bahan pemlastis dalam aliran, proyek tersebut akan gagal. Tiongkok bertaruh besar pada perkembangannya sendiri di sini.

Misalnya, saringan molekul karbon (CMS) untuk memisahkan oksigen dari udara adalah produk tradisional yang digunakan oleh beberapa raksasa dunia. Namun produsen lokal secara aktif mengembangkan lini produk mereka, mencoba meningkatkan selektivitas dalam kondisi kelembaban tinggi - ini sangat penting untuk wilayah selatan kami. Saya melihat laporan pengujian CMS baru dari salah satu laboratorium di Chengdu - ketahanannya terhadap uap air 15-20% lebih tinggi dibandingkan analog impor, tetapi pada saat yang sama kinetika adsorpsinya sedikit lebih rendah. Insinyur harus memilih: apa yang lebih penting untuk proses tertentu – stabilitas atau kecepatan.

Sama halnya dengan membran. Membran polimida impor memisahkan oksigen dan nitrogen dengan sempurna, tetapi mereka “takut” terhadap uap organik. Perkembangan di bidang membran matriks campuran, di mana nanopartikel anorganik dimasukkan ke dalam dasar polimer, mencoba memecahkan masalah ini. Untuk saat ini, ini adalah sampel laboratorium, namun beberapa instalasi percontohan di pabrik kimia sudah menguji modul tersebut. Jika mereka bertahan satu atau dua tahun dalam lingkungan yang agresif, itu akan menjadi sebuah terobosan.

Ekonomi vs. Ekologi: dimana keseimbangannya?

Pada akhirnya, apapuninovasi pemanfaatan oksigenbermuara pada uang. Standar emisi negara menjadi lebih ketat, denda meningkat - inilah pendorongnya. Tetapi peralatan itu sendiri harus membayar sendiri, jika tidak maka peralatan tersebut hanya akan dibeli di bawah tekanan dari regulator, dan akan bekerja dengan setengah kapasitas.

Sekarang trennya adalah mencari manfaat sekunder. Oksigen yang dimanfaatkan? Besar. Namun apakah mungkin tidak hanya mengembalikannya ke proses, tetapi juga menjualnya ke pabrik tetangga yang membutuhkan oksigen teknis? Atau menggunakannya untuk memproduksi ozon untuk pengolahan air limbah di pabrik yang sama? Hal ini memerlukan logistik dan pengaturan yang rumit, namun klaster mikro seperti itu mulai bermunculan di kawasan industri.

Perusahaan seperti yang disebutkanChengdu Yizhi Technology Co., dengan pendekatan berbasis proyek, sering kali bertindak sebagai integrator dalam skema tersebut. Peran mereka bukan hanya untuk memasang instalasi, tetapi untuk menghitung keseluruhan rantai: mulai dari analisis gas hingga calon konsumen produk yang dipilih. Ini adalah tingkat berikutnya – mengelola aliran sumber daya di tingkat kabupaten atau taman nasional. Modal terdaftar sebesar 120 juta yuan, sebagaimana tercantum dalam data mereka, menunjukkan ambisi serius ke arah ini.

Ke depan: apa selanjutnya?

Kemana perginya semua ini? Saya pikir kita akan melihat lebih banyak spesialisasi. Tidak akan ada satu pun “teknologi Tiongkok untuk pemanfaatan oksigen”. Akan ada serangkaian modul, material, dan layanan digital yang akan digabungkan untuk tugas yang sangat spesifik: untuk metalurgi - beberapa paket, untuk bahan kimia - lainnya, untuk biogas - lainnya.

Kuncinya bukanlah efisiensi instalasi dalam kondisi ideal, namun “kemampuan bertahan?” dan kemampuan beradaptasi secara nyata. Dan, yang terpenting, kemampuan untuk menyesuaikan diri dengan ekonomi sirkular perusahaan. Inovasi tidak akan muncul melalui penemuan mendasar dari prinsip pemisahan baru, namun dengan kemampuan untuk menyatukan teka-teki dari teknologi yang ada, dan “menempelkannya”. mereka agar sesuai dengan kondisi setempat.

Oleh karena itu, ketika ditanya tentang inovasi Tiongkok di bidang ini, saya tidak akan berbicara tentang artikel-artikel terobosan di majalah, tetapi tentang ribuan laporan teknik, bangku pengujian, dan, ya, terkadang peluncuran yang gagal, yang semuanya memberikan pengalaman yang sangat praktis. Pengalaman yang memungkinkan kami membicarakan sesuatu yang lebih dari sekedar menyalin.