?中国：環境のためのPSA技術の革新?? 

中国：環境のための PSA 技術の革新

彼らが話しているときPSA技術中国では、多くの人がすぐに巨大な石油化学施設を想像します。しかし、本当のイノベーションは環境問題への適応にあり、ここには報告書には書かれていないニュアンスがたくさんあります。

古典的な吸着から環境ツールへ

クラシックＰＳＡ（圧力スイング吸着）は、純粋な水素または酸素を生成するために数十年にわたって使用されてきました。その本質は、ゼオライトまたは炭素モレキュラーシーブ上での吸着と脱着の周期的なプロセスです。しかし、約 10 年前、中国では産業の環境化に向けた強い傾向が始まりました。そして、同じ技術でも、吸着体の設計と吸着剤の選択に対するアプローチが異なることで、まったく異なる問題を解決できることが判明しました。

たとえば、生産施設からの揮発性有機化合物 (VOC) の捕捉と回収です。ただ燃やすだけではなく、プロセスに戻します。または、CO2 からバイオガスを浄化して市場性のあるメタンを生成します。これには、多くの標準パラメータの改訂が必要でした。サイクル速度、圧力降下、さらにはバルブの形状に至るまで、精製天然ガスではなく、汚れた湿った流れに対してすべてを再計算する必要がありました。

私が最初に遭遇したプラントからのベンゼン蒸気回収プロジェクトは、結露によりほとんど失敗しました。従来のゼオライトは1週間以内に詰まりました。この解決策は、吸着剤の結合層で見つかりました。まず、より疎水性の高い材料が水分を取り除き、次に特殊な吸着剤がターゲット成分に作用します。しかし、これにより資本コストが増加し、顧客は当初ショックを受けました。商品が返品されたため、返済額の計算に時間がかかりました。

主な課題: 理論ではなく現場の条件

環境における主な問題ＰＳＡ— 入力フローの不安定性。同じ溶剤回収プラントでも、メインラインのモードに応じて濃度が大幅に跳ね上がる場合があります。そして、安定したフロー用に構成された自動化が失敗し始めます。バルブを頻繁に切り替えると摩耗が起こります。江蘇省の工場の1つでは、バックアップ吸着ラインと、瞬間値ではなく傾向を分析するより柔軟な制御ロジックを備えたシステムを導入しました。しかし、もちろん、これはより高価です。

もう一つのポイントはエネルギー消費です。空気用のクラシック PSA は、圧縮によりエネルギーを大量に消費します。環境用途では、油圧が適切に設計されていれば、低圧ファンを使用できることがよくあります。ただし、ここでは正確な計算が必要です。そうしないと、吸着が効果がなくなります。私たちのパートナーの一人成都宜之科技有限公司(彼らのウェブサイトはhttps://www.yzkjhx.ru）は、そのようなエンジニアリングソリューションを専門としています。彼らは単に設置を販売するだけではなく、監査から試運転までの全サイクルを実施します。ソース データを深く分析しなければプロジェクトは失敗に終わるため、これは重要です。

ちなみに、については、成都宜之科技有限公司。成都華西化工技術有限公司が2013年に設立した設計研究所で、登録資本金は1億2000万元で、本格的な研究開発を行う余裕がある。製鉄所でコークス炉ガスを精製するパイロットプラントを見てきました。予備冷却と乾燥を備えた興味深いスキームがあり、これにより主な吸着剤の寿命が大幅に延長されました。しかし、彼らはまた、このような攻撃的な環境に対する吸着ペアの選択は、常に容量と耐久性の間の妥協点であることも認識していました。

事例: バイオガスと経済学の複雑さ

非常に示唆的な方向性は、バイオガソリン ステーションの近代化です。標準的なスキームはコージェネレーションプラントでの燃焼です。しかし、40% の CO2 と硫黄化合物からバイオガスを除去すると、バイオメタンが得られ、ネットワークに送り込んだり、モーター燃料として使用したりできます。経済は劇的に変化しています。

私たちは山東省でプロジェクトに取り組みました。目標は、ガスの発熱量を増やすことです。中古品PSA技術修飾されたカーボンモレキュラーシーブをベースとしています。主な困難は技術ではなく原材料にありました。肥料の組成は季節によって変化し、硫化水素の濃度に影響を及ぼしました。 PSA の前に化学吸着に基づく追加の精製段階を組み込む必要がありました。これにより運用コストは増加しましたが、高価な吸着剤は保護されました。

最も興味深いのは立ち上げ段階から始まりました。酸素センサーがファントム ピークを示し、システムがクラッシュしました。問題は、再生中に空気を取り込んだ新しい吸着剤の微細孔にあることが判明しました。私たちはパージ手順を変更することにしました。インストールパスポートにはそのような小さなことを書くことはできません。それらは仕事の中でのみ学べます。

材料は重要です: ゼオライトだけではありません

出版物ではゼオライトに焦点を当てたものがよくあります。しかし、実際の環境プロジェクトでは、ハイブリッド吸着剤と有機金属フレーム構造 (MOF) の使用が増えています。メルカプタンなどの一部の特定の汚染物質に対するそれらの能力は何倍も高くなります。

しかし、コストと安定性というニュアンスがあります。 MOF は水蒸気の存在に敏感な場合があります。あるセミナーで、学術機関の代表者がグラフェンマトリックスをベースにした新しい複合材料について講演した。それは印象的に聞こえましたが、実際の条件（粉塵やエアロゾルのある状態）でテストするためにサンプルを求めたところ、繰り返し荷重下での寿命はまだ研究されていないことが判明しました。研究室と製造現場でのイノベーションはまったく異なるものです。

したがって、前述の Yizhi Technology を含む多くのエンジニアリング会社は、特許を取得した独自の吸着剤組成物を開発しています。これらは必ずしも革新的であるとは限りませんが、長期的な安定性がテストされています。ちなみに、彼らの Web サイトは、アプリケーションの現在の傾向を理解するための優れた情報源です。ＰＳＡアジアでは。

未来を見据えて: 統合とデジタル

私が考える次のステップは、PSA インストールを企業全体のデジタル輪郭に統合することです。単なる自律ユニットではなく、主要生産の計画停止に関するデータを受信し、原材料の組成を予測し、そのサイクルを事前に最適化するシステムです。

たとえば、明日、異なる不純物含有量の原料がラインに供給されることがわかっている場合、設備は吸着サイクル時間を事前に調整できます。これにより、吸着剤の効率と耐用年数の両方が向上します。この種のパイロットプロジェクトはすでに行われていますが、多くの古い工場ではインフラストラクチャの準備が整っていないため、大量導入は妨げられています。

もう 1 つの有望な方向性は、分散した汚染源の小型化です。大きな工場ではありませんが、小さな工場がたくさんあります。ここでは、コンパクトでほぼモジュール式の PSA ソリューションが必要です。この取り組みは進行中ですが、主な障壁となるのは、バルブブロックなどの小規模で高精度の機器の製造コストです。

全体として、イノベーションは、PSA技術中国のエコロジーにとって、これは画期的な発見ではなく、骨の折れる適応、エンジニアリングの創意工夫、そして、特定の、しばしば不完全な流れごとに非標準的な解決策を探そうとする意欲の問題である。そして、環境に対する本当の効果が生まれるのは、この日常的な作業の中です。