الصين: ابتكارات في استخدام الأكسجين؟ 

متى تسمع عن "استخدام الأكسجين؟" في الصين، ربما يكون أول ما يتبادر إلى ذهن الكثيرين هو المصانع المعدنية الضخمة ووحدات VDU الخاصة بها. ولكن إذا تعمقت أكثر، خاصة في السنوات العشر الماضية، تصبح الصورة أكثر إثارة للاهتمام وأكثر فوضوية. لم يعد الأمر يتعلق فقط بـ "العودة؟" الأكسجين من غازات العادم، ولكن حول جعل هذا التدفق يعمل على أكمل وجه، وحتى مع الحد الأدنى من الخسائر. وهنا يبدأ الجزء الأصعب - ليس من الناحية النظرية، بل من الناحية العملية، على أرض الملعب.

من الحديد؟ معيار للحلول المرنة

تقليديا، ترتبط حصة الأسد من تقنيات استخدام الأكسجين بالمعادن الحديدية. غاز المحول، غاز الفرن العالي - التركيزات هناك يمكن التنبؤ بها إلى حد ما، وقد تم وضع المخططات لعقود من الزمن. لكن السوق الصينية، خاصة بعد كل هذه "الخضراء"؟ وبدأت المبادرات تطالب بحلول لمزيد من التدفقات المتقلبة. على سبيل المثال، في الصناعة الكيميائية، حيث يمكن أن يحتوي تيار واحد على الأكسجين والنيتروجين ومجموعة من الشوائب التي "تأكلها" المحفزات؟ في اسبوع.

أتذكر أحد المشاريع في أحد المصانع في سيتشوان - حيث حاولوا تكييف وحدة امتزاز دورة الضغط القياسية (PSA) لتنقية الغازات الناتجة عن إنتاج الأمونيا. على الورق، كل شيء متطابق: تم استخراج الأكسجين، وكانت درجة النقاء عند الإخراج 95٪. ولكن في الواقع، كانت تقلبات الضغط في التدفق الأولي كبيرة لدرجة أنه كان لا بد من تغيير مواد الامتصاص في هلام السيليكا ثلاث مرات أكثر مما كان متوقعًا. إن اقتصاديات المشروع بأكمله معلقة بخيط رفيع. وكان هذا درساً جيداً: فالحلول الجاهزة التي يقدمها الغرب لا تترسخ جذورها دائماً دون تعديلات جادة، بل ومستهدفة.

وهنا بدأ السكان المحليون في الظهورالابتكار. ليست اكتشافات صاخبة، بل "ضبط" هندسي. على سبيل المثال، بدأوا في تجربة الأنظمة الهجينة: الفصل المسبق للغشاء بالإضافة إلى الامتزاز. يتحمل الغشاء العبء الرئيسي لتقلبات التركيب، وتضمن وحدة PSA نظافته. صاخبة، تتطلب مساحة أكبر، ولكن في النهاية - الاستقرار. نادرًا ما تصل هذه الأشياء إلى مراجعات براءات الاختراع، ولكنها هي التي تحدد ما إذا كان المصنع سيعمل 8000 ساعة سنويًا أو يحتاج إلى الإصلاح كل ستة أشهر.

الانخفاضات كمصدر للبيانات

لا يمكنك التحدث عن الابتكار دون الحديث عن الأشياء التي لم تنجح. إحدى الحالات الأكثر وضوحًا التي يسمعها الجميع في دوائر ضيقة هي محاولة تطبيق التقنيات على نطاق واسع.استخدام الأكسجينفي محطات معالجة الغاز الحيوي الصغيرة. وكانت الفكرة جميلة: استخراج الأكسجين لإثراء الهواء في مفاعلات المعالجة الهوائية، مما يزيد من كفاءتها.

لكننا واجهنا مشكلة الحجم. تبين أن المعدات التي كانت اقتصادية لمصنع معدني كبير أصبحت ذهبية لمحطة الغاز الحيوي بسعة 5000 متر مكعب في اليوم. زائد - المواد الخام. الغاز الحيوي غير مستقر في تكوينه، اليوم كبريتيد الهيدروجين هو 200 جزء في المليون، غدا - 2000. وسرعان ما فشلت الأغشية والمواد الماصة. لقد رأيت العديد من هذه المنشآت المهجورة - الصدأ على مشارف المؤسسات، مثل نصب تذكاري لحسابات غير صحيحة.

من هذا، ومع ذلك، ولد اتجاه آخر - حلول الحاويات المعيارية. ليست عالمية، ولكنها مصممة لنوع معين من الملوثات ونطاق التركيز. هذا أقرب إلى نهج "تسليم المفتاح"، ولكن مع فارق بسيط مهم: يقوم المهندسون أولا بمراقبة الغاز الخاص بك لمدة شهر، ثم يقدمون التكوين. إنه أكثر تكلفة في البداية، لكنه ينقذك من الكارثة لاحقًا. الشركات مثلتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(موقعهم على الانترنت هوyzkjhx.ru) مجرد واحد ممن اتبعوا هذا الطريق. إنهم لا يبيعون المنشآت فحسب، بل يضعون أنفسهم كمعهد تصميم (كما هو موضح في وصفهم: معهد تصميم أنشأته شركة Huaxi Technology)، مما يعني إجراء تحليلات عميقة قبل تقديم أي شيء.

دور الرقمنة: ليس حلا سحريا، بل أداة

الآن أصبح من المألوف الحديث عن "الصناعة 4.0"؟ والتوائم الرقمية في فصل الغاز. وفي الصين، تم التقاط هذا الاتجاه أيضًا. ولكن من الناحية العملية، كل شيء يعود إلى أجهزة الاستشعار والخوارزميات التي يمكنها العمل مع أجهزة الاستشعار "القذرة". بيانات. منشأة إعادة التدوير ليست مختبرًا؛ هناك اهتزازات وغبار وتغيرات في درجات الحرارة.

في إحدى المنشآت الجديدة لتنقية الغازات العادمة المحتوية على الأكسجين في مصنع للبولي سيليكون، حاولنا تنفيذ نظام التحليلات التنبؤية. قامت أجهزة الاستشعار بمراقبة الضغط ودرجة الحرارة والتركيب عند المدخل والمخرج. وكان من المفترض أن يتنبأ نموذج الذكاء الاصطناعي بانخفاض كفاءة المادة المازة. من الناحية النظرية، تغييره ليس وفقًا لجدول زمني، ولكن وفقًا لحالته الفعلية، مما يوفر الموارد.

لكن النموذج "يتعثر" باستمرار بسبب الإطلاقات المفاجئة للشوائب بسبب عدم استقرار الإنتاج الرئيسي. كان علينا أن ندربه ليس على بيانات مثالية، بل على بيانات حقيقية، مع الضجيج والمصنوعات. والنتيجة هي شيء بين النظام الذكي والمشغل ذي الخبرة الذي "يشعر"؟ تثبيت. والآن ينجح الأمر، ولكن لا يزال من الصعب تقييم التأثير الاقتصادي، فهو أمر جديد للغاية. ومع ذلك، فإن النهج نفسه - إنشاء خوارزميات لظروف حقيقية وليست مثالية - هذا، في رأيي، هو جوهر المحليةالابتكار.

المواد هي عنق الزجاجة

كل ذلك يأتي إلى المواد. يمكنك التوصل إلى مخطط بارع، ولكن إذا لم يكن هناك مادة ماصة يمكنها تحمل تأثير شوائب معينة، أو غشاء مقاوم للمواد الملدنة أثناء التدفق، فإن المشروع محكوم عليه بالفشل. وتراهن الصين بشكل كبير على تطوراتها الخاصة هنا.

على سبيل المثال، تعتبر المناخل الجزيئية الكربونية (CMS) لفصل الأكسجين عن الهواء مكانًا تقليديًا للعديد من عمالقة العالم. لكن الشركات المصنعة المحلية تعمل بنشاط على تطوير خطوطها، في محاولة لتحسين الانتقائية في ظروف الرطوبة العالية - وهذا أمر بالغ الأهمية بالنسبة لمناطقنا الجنوبية. لقد رأيت تقارير عن اختبارات CMS الجديدة في أحد المختبرات في مدينة تشنغدو - حيث أن مقاومتها لبخار الماء أعلى بنسبة 15-20٪ من نظائرها المستوردة، ولكن في نفس الوقت تكون حركية الامتزاز أقل قليلاً. يتعين على المهندس أن يختار: ما هو الأكثر أهمية لعملية معينة - الاستقرار أو السرعة.

نفس الشيء مع الأغشية. تعمل أغشية البوليميد المستوردة على فصل الأكسجين والنيتروجين بشكل مثالي، لكنها "خائفة" من الأبخرة العضوية. إن التطورات في مجال أغشية المصفوفة المختلطة، حيث يتم إدخال الجسيمات النانوية غير العضوية في قاعدة البوليمر، تحاول حل هذه المشكلة. في الوقت الحالي، هذه عينات مختبرية، لكن العديد من المنشآت التجريبية في المصانع الكيميائية تقوم بالفعل باختبار مثل هذه الوحدات. إذا تمكنوا من البقاء على قيد الحياة لمدة عام أو عامين في بيئة عدوانية، فسيكون ذلك إنجازًا كبيرًا.

الاقتصاد مقابل البيئة: أين هو التوازن؟

في نهاية المطاف، أيالابتكار في استخدام الأكسجينيأتي إلى المال. أصبحت معايير الانبعاثات الحكومية أكثر صرامة، والغرامات تتزايد - وهذا هو السائق. لكن المعدات نفسها يجب أن تدفع ثمنها، وإلا فلن يتم شراؤها إلا تحت ضغط من الجهة المنظمة، وستعمل بنصف طاقتها.

الاتجاه الآن هو البحث عن فوائد ثانوية. الأكسجين المستعمل؟ عظيم. لكن هل من الممكن ليس فقط إعادته إلى العملية، بل بيعه لمصنع مجاور يحتاج إلى أكسجين تقني؟ أو استخدامه لإنتاج الأوزون لمعالجة مياه الصرف الصحي في نفس المصنع؟ وهذا يتطلب لوجستيات وترتيبات معقدة، ولكن مثل هذه التجمعات الصغيرة بدأت تظهر في المناطق الصناعية.

شركات مثل تلك المذكورةتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة، من خلال نهجهم القائم على المشاريع، غالبًا ما يعملون كمتكاملين في مثل هذه المخططات. لا يقتصر دورهم على تثبيت التثبيت فحسب، بل أيضًا على حساب السلسلة بأكملها: من تحليل الغاز إلى المستهلكين المحتملين للمنتج المحدد. هذا هو المستوى التالي – إدارة تدفقات الموارد على مستوى المنطقة أو المتنزه. ويشير رأس المال المسجل البالغ 120 مليون يوان، كما ورد في بياناتهم، إلى طموحات جدية في هذا الاتجاه.

التطلع إلى الأمام: ما هي الخطوة التالية؟

أين يتجه كل هذا؟ أعتقد أننا سنرى المزيد من التخصص. ولن تكون هناك "تقنية صينية واحدة لاستخدام الأكسجين". ستكون هناك مجموعة من الوحدات والمواد والخدمات الرقمية التي سيتم دمجها لمهمة محددة تمامًا: للتعدين - بعض الحزم، للمواد الكيميائية الدقيقة - أخرى، للغاز الحيوي - أخرى.

لن يكون المفتاح هو كفاءة التثبيت في ظل الظروف المثالية، ولكن "قابليته للبقاء؟" والقدرة على التكيف في الواقع. والأهم من ذلك، القدرة على الاندماج في الاقتصاد الدائري للمؤسسة. ولن يأتي الإبداع مع الاكتشاف الأساسي لمبدأ فصل جديد، بل مع القدرة على تجميع أحجية عمل من التكنولوجيات القائمة، و"لصقها". لهم بما يتناسب مع الظروف المحلية.

لذلك، عندما سئل عن الإبداع في الصين في هذا المجال، لن أتحدث عن المقالات الرائعة في المجلات، بل عن الآلاف من التقارير الهندسية، ومناضد الاختبار، ونعم، عمليات الإطلاق غير الناجحة في بعض الأحيان، والتي توفر في مجموعها تلك الخبرة العملية للغاية. الخبرة التي تتيح لنا التحدث عن شيء أكثر من مجرد النسخ.