中国：酸素利用の革新？ 

「酸素利用」について聞くのはいつですか?中国では、多くの人が最初に思い浮かぶのは、おそらく巨大な冶金工場とその VDU でしょう。しかし、さらに深く掘り下げると、特に過去 10 年間で、状況はより興味深いものになり、... より厄介なものになります。もはや単に「戻る？」だけでは済まない。排気ガスからの酸素ですが、この流れを最大限に機能させ、しかも損失を最小限に抑えることが重要です。そして、ここから最も難しい部分が始まります。理論上ではなく、実際のコート上でのことです。

「鉄」から？柔軟なソリューションの標準

伝統的に、酸素利用技術の大部分は鉄冶金に結びついています。転炉ガス、高炉ガス - その濃度は多かれ少なかれ予測可能であり、その計画は数十年にわたって練り上げられてきました。しかし、中国市場、特にこれらすべての「グリーン?」イニシアチブでは、より気まぐれなフローに対するソリューションが求められ始めました。たとえば、化学産業では、1 つの流れに酸素、窒素、および触媒が「食べる」不純物が大量に含まれる可能性があります。一週間以内に。

四川省の工場の 1 つで行われたプロジェクトのことを思い出します。彼らは、アンモニア生成からのガスを精製するために標準的な圧力サイクル吸着 (PSA) ユニットを導入しようとしました。紙の上ではすべてが一致しており、酸素が抽出され、出力時の純度は 95% でした。しかし実際には、初期の流れの圧力変動が大きかったので、シリカゲル吸着剤を予想よりも 3 倍頻繁に交換する必要がありました。プロジェクト全体の経済性が一本の糸でぶら下がっていました。これは良い教訓でした。西側諸国の既製の解決策は、真剣な、つまり的を絞った修正がなければ必ずしも定着するとは限りません。

ここで地元の人々が現れ始めましたイノベーション。派手な発見ではなく、むしろエンジニアリングの「微調整」です。たとえば、膜による事前分離と吸着というハイブリッド システムの実験を開始しました。膜は組成変動の主な負担を引き受け、PSA ユニットが清浄度を確保しました。騒がしく、より多くのスペースが必要ですが、最終的には安定性です。これらのことが特許審査に反映されることはめったにありませんが、プラントが年間 8,000 時間稼働するか、6 か月ごとに修理が必要かどうかを決定するものです。

データソースとしてのディップス

何がうまくいかなかったのかを語らずにイノベーションを語ることはできません。狭い範囲の誰もが耳にする最も具体的なケースの 1 つは、テクノロジーを大規模に実装しようとする試みです。酸素利用率小規模なバイオガス処理プラントで。このアイデアは素晴らしいものでした。酸素を抽出して好気性処理反応器内の空気を豊かにし、効率を高めるというものです。

しかし、規模の問題に遭遇しました。大規模な冶金プラントにとっては経済的な設備が、1 日あたり 5,000 立方メートルの容量を持つバイオガス ステーションにとっては最適であることが判明しました。さらに - 原材料。バイオガスの組成は不安定で、今日の硫化水素は 200 ppm、明日は 2000 年になります。膜と吸着剤はすぐに故障してしまいました。私はそのような放棄された施設をいくつか見てきました - 企業の郊外に錆びつき、誤った計算の記念碑のように。

しかし、ここから、モジュール式のコンテナ ソリューションという別の方向性が生まれました。万能ではありませんが、特定の種類の汚染物質と濃度範囲に合わせて調整されています。これは「ターンキー」アプローチに近いですが、重要なニュアンスがあります。エンジニアはまず 1 か月間ガスを監視し、その後構成を提供します。最初は高価ですが、後々の災害から身を守ることができます。のような企業成都宜之科技有限公司(彼らのウェブサイトはyzkjhx.ru）この道をたどった者の一人にすぎません。彼らは単にインスタレーションを販売するだけではなく、自らをデザイン機関（説明文に示されているように、Huaxi Technology によって設立されたデザイン機関）として位置づけており、何かを提供する前に綿密な分析を行うことを意味しています。

デジタル化の役割: 万能薬ではなくツール

今、「インダストリー 4.0」について話すのが流行しています。そしてガス分離におけるデジタルツイン。中国でもこの傾向は受け継がれています。しかし実際には、すべては「ダーティな」センサーとアルゴリズムで動作するかどうかにかかっています。データ。リサイクル施設は実験室ではありません。振動、塵埃、温度変化があります。

ポリシリコン工場の酸素含有排ガスを精製するための新しい設備の 1 つで、私たちは予測分析システムの導入を試みました。センサーは入口と出口の圧力、温度、組成を監視しました。 AIモデルは吸着剤の効率の低下を予測するはずだった。理論的には、スケジュールに従って変更するのではなく、実際の状況に応じて変更し、リソースを節約します。

しかし、主生産の不安定性による不純物の突然の放出により、モデルは常に「つまずき」ました。理想的なデータではなく、ノイズやアーティファクトのある実際のデータでトレーニングする必要がありました。その結果、スマートなシステムと「感じる」経験豊富なオペレーターの間に何かが生まれるでしょうか?インストール。現在は機能していますが、新しすぎるため、経済効果を評価するのはまだ困難です。ただし、アプローチ自体、つまり理想的な条件ではなく実際の条件に合わせたアルゴリズムの作成、これがローカルの本質であると私は思います。イノベーション.

素材がネック

すべては素材にかかっています。独創的なスキームを思いつくことはできますが、特定の不純物の影響に耐えられる吸着剤や、流れ中の可塑剤に耐性のある膜がなければ、プロジェクトは失敗に終わります。中国はここでの自国の発展に大きな賭けをしている。

たとえば、空気から酸素を分離するための炭素分子篩（CMS）は、いくつかの世界的大手企業にとって伝統的なニッチ分野です。しかし、地元メーカーは積極的にラインを開発し、高湿度条件での選択性を向上させようとしています。これは南部地域にとって非常に重要です。成都のある研究所からの新しいCMSのテストに関するレポートを見ました。水蒸気に対する耐性は輸入類似品よりも15〜20％高いですが、同時に吸着速度はわずかに低くなります。エンジニアは、特定のプロセスにとって安定性と速度のどちらがより重要であるかを選択する必要があります。

膜も同様です。輸入されたポリイミド膜は酸素と窒素を完全に分離しますが、有機蒸気は「怖い」のです。無機ナノ粒子をポリマーベースに導入する混合マトリックス膜の分野の開発は、この問題を解決しようとしている。今のところ、これらは実験室のサンプルですが、化学工場のいくつかのパイロット設備ではすでにそのようなモジュールをテストしています。彼らが攻撃的な環境で1〜2年生き残れば、それは画期的な進歩となるでしょう。

経済学 vs. エコロジー: バランスはどこにあるのでしょうか?

結局のところ、どれも酸素利用の革新それはお金に帰着します。国の排ガス基準は厳しくなり、罰金は増加しています - これが推進力です。しかし、機器自体は自分で支払わなければなりません。そうしないと、規制当局からの圧力で購入されるだけで、半分の容量で動作することになります。

今は二次的なメリットを求める傾向にあります。酸素を利用しましたか？素晴らしい。しかし、それをプロセスに戻すだけでなく、技術的な酸素を必要とする隣接する工場に販売することは可能でしょうか?それとも、同じ工場で廃水処理用のオゾンを生成するために使用しますか?これには複雑な物流と手配が必要ですが、そのようなマイクロクラスターが工業団地に現れ始めています。

上記のような企業成都宜之科技有限公司は、プロジェクトベースのアプローチにより、そのようなスキームのインテグレーターとして機能することがよくあります。彼らの役割は、単に設備を設置するだけではなく、ガス分析から選択した製品の潜在的な消費者に至るまでのチェーン全体を計算することです。これは次のレベルです。地区または公園レベルでのリソースの流れの管理です。データに記載されている登録資本金 1 億 2,000 万元は、この方向への真剣な野心を示しています。

将来を見据えて: 次は何でしょうか?

これは一体どこへ向かうのでしょうか？さらに専門性が高まると思います。 「中国の酸素利用技術」は単一ではなくなる。絶対に特定のタスクのために組み合わされるモジュール、材料、デジタル サービスのセットが存在します。冶金用 - いくつかのバンドル、ファインケミカル用 - その他、バイオガス用 - その他です。

鍵となるのは、理想的な条件下での設置の効率ではなく、その「存続可能性」です。そして実際の適応力。そして重要なのは、企業の循環経済に適応できる能力です。イノベーションは、新しい分離原理の根本的な発見によってではなく、既存のテクノロジーを「貼り付ける」ことで実用的なパズルを組み立てる能力によってもたらされます。地域の状況に合わせて調整します。

したがって、この分野における中国のイノベーションについて尋ねられたとき、私は雑誌の画期的な記事について話すのではなく、何千ものエンジニアリングレポート、テストベンチ、そして、そう、非常に実践的な経験を提供する、時には失敗した打ち上げについて話します。単なるコピー以上のものについて話すことを可能にする経験。