中国：酸素利用の革新？ 

「酸素利用」について聞くと、多くの人はすぐに大規模な冶金工場や化学工場、あるいは巨大な空気分離装置 (ASU) を思い浮かべます。しかし、現実は、少なくとも私が過去 10 年間中国で観察してきたことは、はるかに興味深いものであり、「もっと現実的」だと言えます。私たちが話しているのは、グローバルな収集と処理についてではなく、この「酸素」が存在するローカルな、ほぼポイントごとのプロセスの最適化についてです。 - 多くの場合、副産物、過剰なリソース、または逆に不足しているリソースが、イノベーションのポイントになります。そしてここでは、中国のエンジニア、特に民間の設計機関のエンジニアが驚くべき柔軟性を示しています。西洋人の同僚にとって、彼らのアプローチは標準的ではなく、危険にさえ見えることがありますが、古典的なスキームの枠組み内では採算が合わないと考えられていた問題の解決を可能にします。

「余分」はどこから来るのでしょうか？酸素？

最初の最も明白なソースは同じ設定です空気分離。極低温または吸着。それらは主に窒素を生成しますが、副産物として酸素が生成されることがよくあります。以前は、単に...大気中に放出されていました。今ではこれは無駄だと考えられています。 2 番目の発生源は、たとえば化学工業における技術プロセスであり、O2 含有量の高いガスが放出されます。 3 つ目は、それほど明白ではありませんが、パラメーターが微調整される産業における酸素富化の流れです。課題は、このガスを消失させないことです。

しかし、理論論文では見落とされがちな重要な点がここにあります。それは、ガス自体は資源ではないということです。必要な純度と圧力を加え、安定した供給を確保し、そして最も重要なこととして、徒歩圏内に消費者を見つける必要があります。液化酸素または圧縮酸素の物流は、別の悩みの種であり、コストの増加要因となります。したがって、私がこれまで見てきた最も成功したリサイクル プロジェクトは、常に 1 つの敷地または 1 つの工業団地における企業の共生に結びついています。

たとえば、ポリシリコン生産プラントのプロジェクトがありました。そこでは、プロセスにより酸素含有ガスが副生成物として生成されました。一方で、それを精製して、隣接する冶金現場の炉の爆風を濃縮するために使用することもできます。一方で、組成の安定性や安全性について疑問も生じた。この解決策はスーパーテクノロジーではなく、流れを監視し混合するための柔軟なシステムにあることが判明しました。からのエンジニア成都宜之科技有限公司彼らはまさにそのような「規格外」のものに特化しています。統合。彼らはインスタレーションを販売するだけではなく、特定の技術的なパズルに合わせてシステムを設計します。

失敗と教訓: 「イノベーション」はいつ起こるのか?経済に依存する

私に多くのことを教えてくれた出来事についてお話します。約4年前、セメント工場に小型ASUを備えた酸素回収システムを導入する試みがあった。このアイデアは素晴らしかったです。過剰な酸素を利用して炉内の空気を豊かにし、燃焼温度を上げ、燃料消費量と排出ガスを削減します。技術的には、パイロットプラントではすべてがうまくいきました。

しかし、実際の規模では、予期せぬ複雑な問題が発生しました。まず、酸素と水蒸気の含有量が増加したため、ガスダクトの腐食が加速しました。特定の領域で材料を緊急に変更する必要があり、これにより節約額の大部分が使い果たされてしまいました。第二に、混合を担当する自動化は、ASU からの主な酸素流の圧力変動に対処できませんでした。その結果、プロセスが不安定になりました。プロジェクトは凍結されました。主なポイントは、リサイクルを単独で考えることはできないということです。関連するすべての機器のシステム監査と、そのような「サプライズ」に対する金銭と時間の観点からの組み込みの安全マージンが必要です。

Yizhi Technology のような企業が、特に非標準アプリケーションのプロジェクト前のリスク分析にさらに注意を払い始めたのは、このような事件の後でした。彼らのウェブサイトyzkjhx.ruちなみに、現在ではこのアプローチが反映されています。単なる機器のカタログではなく、ガスの流れを複雑な技術チェーンに統合する事例が数多くあります。

リサイクルされた酸素は実際にはどこに行くのでしょうか?

医療のような高度な問題（清潔さの要件が法外な場合）を無視する場合、主な用途は当然のことながら産業です。しかし、ここにも進化があります。以前は、主な消費者は冶金でした。現在、2 つの方向での成長が見られます。

一つ目は排水処理（曝気）です。それは些細なことのように思えるでしょう。しかし、新しい膜と吸着技術により、シリンダーを輸入するよりも安価かつ確実に、現場で必要な濃度（85～93%）の酸素を得ることが可能になります。中国の新しいエコパークにある大規模な下水処理プラントでは、これがほぼ標準となっています。 2 番目の方向は、小規模化学と新しい材料 (グラフェンや高純度酸化物など) の製造であり、反応器内の雰囲気の制御が重要です。ここで必要なのは、毎時数千立方メートルではなく、パラメーターの安定性が最も高い安定した 10 ～ 50 立方メートルです。

そして興味深いのは、大規模な極低温設備はそのようなニーズには効果がないということです。プロセスラインに直接組み込むことができるコンパクトな PSA (吸着) または膜ユニットが注目を集めています。これらは Yizhi Technology などの研究機関によって設計および構成されています。彼らのニッチな分野はギガワットの容量ではなく、プロセスへの正確な調整です。

デザイン機関の役割: なぜ彼らが推進者になったのでしょうか?

中国モデルでは、登録資本金1億2,000万元の強力なデザイン研究所（成都宜之科技有限公司）はテクノロジー企業（Huaxi Technology）と連携しており、このようなニッチな分野で効果を発揮しています。州立大企業は大規模な標準プロジェクトに適しています。そして、非標準的なエンジニアリング思考、迅速な適応、技術的リスクを冒す意欲が必要な場合には、そのようなプレーヤーが活躍します。

彼らは「問題から解決へ」という原則に基づいて取り組んでいます。顧客は、「酸素回収装置を購入してもらえますか?」という要求ではなく、「これこれのパラメーターを備えたこのガス流量があるので、このプロセスのコストを削減する必要があるか、それともこの排出物を利用する必要があるか?」という課題を持って彼らのもとにやって来ます。そして、同研究所はモデル化とオプションの提供を開始する。ある場所では既存の機器を追加調整するだけで済むこともあるが、他の場所では新しいモジュールが必要であり、またある場所では基本的な技術プロセスの一部を完全に変更する方が経済的に有益である。

これこそが「リサイクルのイノベーション」ではないでしょうか？実際に。それは必ずしも酸素の生成や浄化のための画期的な技術に関連しているわけではありません。多くの場合、それはシステム思考とエンジニアリング統合におけるイノベーションです。彼らのウェブサイトでは、彼らが自らを特にプロジェクトインテグレーターとして位置づけていることが明らかであり、これは私の市場観察と完全に一致しています。

次は何でしょうか？傾向と限界

今後 5 ～ 10 年を見てみると、さらなる分散化と「スマートな」統合が進む傾向になるでしょう。 IoT ベースのシステムは、異なる作業場間、または隣接する工場間でさえもリアルタイムで複数のガス (酸素、窒素、アルゴン) の流れのバランスをとります。エネルギーネットワークのようなものですが、プロセスガス用です。これにより、産業現場における資源利用の全体的な効率が新たなレベルに引き上げられます。

しかし、重大な制限もあります。 1つ目は安全性です。酸素は危険な酸化剤です。特にコンプレッサーや複雑な付属品を使用する廃棄システムには、爆発安全性の観点から完璧な設計が必要です。 2つ目は経済の不安定性です。今日は隣接する工場に酸素を供給することで利益が得られますが、明日にはその工場は閉鎖されるか、別の技術に切り替えられるでしょう。したがって、最新のプロジェクトには、流れの方向を変更したり、最終製品を変更したりする可能性（たとえば、長距離物流の場合は気体から液体へ）が含まれています。

その結果、タイトルの質問に答えると、はい、イノベーションがあります。しかし、それらは根本的に新しいものをゼロから作り出すというよりも、特定の産業上の問題を解決するために既知のテクノロジーを柔軟かつ実用的かつ体系的に適用することを目指しています。そして、ここでの推進力はまさに、クライアントの技術プロセスに深く没頭し、反復の準備ができており、非標準のソリューションを恐れないチームです。上で挙げたようなものです。私の意見では、これがこの一見狭い分野における中国の主なノウハウです。