中国：PSA技術の見通しは？ 

中国で PSA について話すとき、多くの人はすぐに空気を酸素と窒素に分離するための巨大な設備を想像します。もちろん、これが基礎ですが、さらに深く掘り下げると、この状況はより興味深いものになり、さらに複雑になります。見落とされがちなのが、テクノロジー自体圧力スイング吸着- これは一枚岩ではなく、一連のソリューション全体であり、ここでの適用可能性は、特定の州の電気料金から地元の吸着剤の品質、さらには工場の運転員の考え方に至るまで、何千もの小さなニュアンスに大きく依存します。私自身が見たことをもとに整理してみます。

空気だけではありません: PSA がすでに機能しており、天井に達している場合

はい、酸素プラントと窒素プラントは多くのエンジニアリング会社にとって大黒柱です。しかし、たとえば製油所での水素の場合、膜法との熾烈な競争がしばしば起こります。製品の純度の点では PSA が勝っています、それは事実です。しかし、私は、資本コストを節約したいという願望から膜を設置したものの、出口でのガスの組成の不安定さに何年も悩まされたプロジェクトを見てきました。裏側 -PSAの設置水素の場合、非常に高品質の予備精製が必要で、CO や硫黄化合物がわずかでも検出されますが、吸着剤は廃棄することができます。中国はこれに対処する方法を学んだものの、このような事前段階と PSA 自体のコストが顧客を怖がらせてしまうことがあります。

私の意見では、最も有望な分野の 1 つは、バイオガスと埋立地ガスを自然品質 (バイオメタン) に精製することです。ここにテクノロジーがあります圧力スイング吸着信頼性と運用コストのバランスの点で実質的に他に類を見ません。しかし、落とし穴もたくさんあります。原材料の組成は、特に埋立地では大きく変動する可能性があります。標準的な設計ソリューションは機能しないことがよくあります。現場での適応が必要です。四川省のあるプロジェクトでの話を思い出します。エンジニアが標準的な吸着サイクルを設定したところ、原料中の酸素含有量が計算値よりも高いことが判明しました。その結果、カラム内で爆発性混合物が形成されるリスクを回避するために、その場でコントローラーを再プログラムし、バルブの順序を変更する必要がありました。些細なこと？いや、まさに教科書に載っていない実践です。

しかし、排ガスからの CO2 の回収 (燃焼後回収) に​​関しては、状況があいまいです。吸着剤の再生には膨大なエネルギー消費がかかります。研究やパイロットプロジェクトは数多くありますが、産業規模や経済性を考慮すると、熱意が冷めてしまうことがよくあります。これまでのところ、これは商業的に実行可能なソリューションというよりも、政府の命令と実証プロジェクトの分野にすぎません。ただし、中国企業などは、成都宜之科技有限公司（これは華西テクノロジーによって設立された設計機関です）は、この方向の研究開発を積極的に行っており、ハイブリッドサイクルや新素材を通じてエネルギー消費量を削減しようとしています。

吸着剤: システムと戦場の中心

すべては彼ら次第です。以前は、特に特定グレードのゼオライトは輸入に大きく依存していました。今、状況は変わりつつあります。中国のメーカーは、非常に競争力のあるゼオライトと活性炭の生産を開始しました。しかし、問題は異なります。当事者の安定です。バッチを 1 つ購入しました - 完璧に動作します。 6 か月後、同じサプライヤーからさらに購入すると、顆粒の水分容量や強度に問題が発生します。これはエンジニアリング会社にとって悪夢です。受け入れを限界まで厳しくするか、プロジェクトにより多くの生産性マージンを投入する必要があり、経済に打撃を与えます。

MOF（有機金属フレームワーク）などの新しい材料の導入を見るのは興味深いです。研究室では、選択性において素晴らしい結果が得られます。しかし、キログラムあたりの価格と、実際のプロセスフロー（水蒸気や不純物を含む）の条件での安定性に関して言えば、すべての幻想はどこかへ消えてしまいます。ニッチな用途を除いて、商業施設でそれらが実用化されるまでには、さらに 5 ～ 7 年かかると思います。今のところ、従来のゼオライトの改良に重点を置くことが、より現実的な道です。

ここでアプローチの違いがはっきりと分かります。大規模な政府機関は、雑誌で画期的な論文を追いかけています。そして、上記のような企業の実務者は、成都宜志テクノロジー、多くの場合、手元にある吸着剤の最適化に骨の折れる作業が行われます。場合によっては、再生プロセス (温度、パージ圧力) をわずかに変更するだけで、効率が数パーセント向上します。これは大したことではないように聞こえるかもしれませんが、設備を 24 時間 365 日稼働させている顧客にとって、1 年間にわたるこのようなエネルギー資源の節約は莫大な金額に相当します。

制御と自動化: 本当の効率はどこにあるのか

最も高価なスチールでカラムを組み立て、最高の吸着剤を充填することはできますが、制御システムが愚かであれば、すべての効率が無駄になってしまいます。典型的な問題は、設計外の負荷で動作することです。プラントが 1000 nm3/h で設計されているが、生産には 800 または 1200 のいずれかが必要であるとします。厳格で非適応的な PSA サイクルでは、エネルギーを過剰に使用するか、製品の生産が不十分になります。予測制御アルゴリズムとソフトサイクル規制を備えた最新のシステムは必須です。しかし、それに応じて費用がかかります。

中国では現在、デジタル化とスマートファクトリーへの強い傾向が見られます。これにより、この特定のセグメントの開発が促進されます。コントローラーとソフトウェアの地元メーカーが現れ、シーメンスやロックウェルよりも安価でありながら、完全に十分なレベルのソリューションを提供しています。もちろん、リスクは信頼性にあります。地元ベンダーの実験用制御システムが山東省のサイトの 1 つに設置されました。ネットワーク内で電力サージが発生するまでは、すべてが順調でした。コントローラーがフリーズし、バルブ シーケンスを再開できませんでした。手動制御に切り替える必要があり、ほぼ 1 日のダウンタイムが発生しました。その後、顧客は実績のある輸入詰め物の返品を要求しました。革新性と信頼性のバランスは常に微妙です。

もう 1 つのポイントは、リモート監視と診断です。これはもはや贅沢品ではなく、サービスの必需品です。カラム内の圧力降下や出口での生成物の組成変化をリアルタイムに把握できるため、重大な事故を防ぐことができます。多くの中国のエンジニアリング会社Yizhiテクノロジー、現在ではそのようなサービスを契約の一部として提供しています。これにより、顧客の信頼が大幅に高まります。

経済と政治: 明らかではない推進力

あらゆるテクノロジーの将来性はお金にかかっています。 PSAの状況は興味深い。一方で、これは成熟したテクノロジーであるため、画期的な進歩を遂げて資本コストを大幅に削減するのは困難です。一方で、運営コストは電力料金と強く関係しています。中国では、産業関税は地域によって異なります。場所によっては、窒素を取得するための PSA は液化窒素を購入するよりも有益である可能性がありますが、そうでない場合もあります。特定のケースごとに非常に詳細な計算が必要です。

環境政策は強力な推進力です。特に化学産業や冶金産業における排出基準の厳格化により、排ガスを浄化するための効果的な方法を探す必要に迫られています。ここで、特に他の方法と組み合わせた PSA が二度目のチャンスを得ることができます。たとえば、揮発性有機化合物 (VOC) の捕捉とその後の回収です。あまり大衆市場ではありませんが、安定して成長しています。

インポート代替。近年激化しているこの傾向は、地元の開発者や機器メーカーの手にかかっています。国営企業や大手民間企業は現在、地元の請負業者を検討することが多くなっている。これにより、次のような本格的な経験を持つ企業が得られます。成都宜之科技有限公司（認可された資本金は1億2,000万元であり、真剣な意図を物語る数字です）、より複雑で大規模なプロジェクトを実行する能力、その貴重な実践経験を得ることで、単なる機器サプライヤーと本当の技術パートナーを区別することができます。

将来に向けて: 統合、ハイブリッド、ニッチ

PSA が単独の技術としては将来性があるとは思えません。その可能性は統合にあります。ハイブリッド スキーム: PSA + 膜、PSA + 極低温、PSA + 触媒プロセス。たとえば、メンブレンでの予備的な粗分離とそれに続く PSA での精密精製です。これにより、コストと効率の最適なバランスが得られます。エンジニアリングの最先端は現在、そのようなソリューションに取り組んでいます。

もう 1 つの方向は、小型化とモジュール化です。巨大なプラント設備ではなく、分散型ガス生産用のコンパクトなスキッド モジュールです。たとえば、エレクトロニクス産業や小規模な食品生産などです。ここでの信頼性と清潔さの要件は法外ですが、問題の代償により、より高度なソリューションの使用が可能になります。

その結果、私は中国における PSA の展望は革命ではなく進化であると見ています。この技術は産業界にさらに深く根付くことになるが、注目を集める新たな発見によるものではなく、各コンポーネント（吸着剤、バルブ、制御アルゴリズム、そして最も重要なこと）における深い応用経験の蓄積による、段階的で段階的な改善を通じて行われるだろう。設備を販売するだけでなく、それを顧客の技術チェーンに統合して、安定して経済的に、予期せぬ事態なく稼働できるようにする経験。まさにこれが、明日もこの市場に残る企業の評判に基づいて築かれるものです。