الصين: ابتكارات في تكنولوجيا PSA من أجل البيئة؟؟ 

الصين: الابتكارات في تكنولوجيا PSA للبيئة

عندما يتحدثون عنتقنية بي اس ايهوفي الصين، يتخيل الكثيرون على الفور منشآت بتروكيماوية عملاقة. لكن الابتكار الحقيقي يكمن الآن في التكيف مع المشاكل البيئية، وهناك الكثير من الفروق الدقيقة التي لم يتم تسجيلها في التقارير.

من الامتصاص الكلاسيكي إلى أداة بيئية

كلاسيكيP.S.A.(امتصاص تأرجح الضغط) تم استخدامه لعقود من الزمن لإنتاج الهيدروجين النقي أو الأكسجين. الجوهر هو العملية الدورية للامتزاز والامتزاز على الزيوليت أو المناخل الجزيئية الكربونية. ولكن منذ حوالي 10 سنوات، بدأ اتجاه قوي نحو تخضير الصناعة في الصين. وبعد ذلك اتضح أن نفس التكنولوجيا، ولكن مع نهج مختلف لتصميم الممتزات واختيار الممتزات، يمكن أن تحل مشاكل مختلفة تماما.

على سبيل المثال، التقاط واستعادة المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) من مرافق الإنتاج. لا تحرقه فحسب، بل أعده إلى العملية. أو تنظيف الغاز الحيوي من ثاني أكسيد الكربون لإنتاج غاز الميثان القابل للتسويق. وهذا يتطلب مراجعة العديد من المعلمات الأساسية. سرعة الدورة، وانخفاض الضغط، وحتى شكل الصمامات - كان لا بد من إعادة حساب كل شيء للتدفقات القذرة والرطبة، وليس للغاز الطبيعي المنقى.

أول مشروع واجهته لاستعادة بخار البنزين من أحد المصانع كاد أن يفشل بسبب التكثيف. انسداد الزيوليت الكلاسيكي في غضون أسبوع. تم العثور على المحلول في طبقة مدمجة من المادة الماصة: أولاً، يتم استخدام مادة أكثر كارهة للماء لإزالة الرطوبة، ثم تعمل مادة ماصة متخصصة على المكونات المستهدفة. لكن هذا أدى إلى زيادة التكاليف الرأسمالية، مما أدى إلى صدمة العميل في البداية. لقد استغرق حساب الاسترداد بسبب عودة المنتج وقتًا طويلاً.

التحديات الرئيسية: ليست نظرية، ولكن الظروف الميدانية

المشكلة الرئيسية في البيئةP.S.A.— عدم استقرار تدفق المدخلات. وفي نفس مصنع استعادة المذيبات، يمكن أن يرتفع التركيز بشكل كبير اعتمادًا على وضع الخط الرئيسي. وتبدأ الأتمتة، التي تم تكوينها لتدفق مستقر، في الفشل. يؤدي التبديل المتكرر للصمامات إلى تآكلها. في أحد المصانع في مقاطعة Jiangsu، قمنا بتركيب نظام مزود بخط امتزاز احتياطي ومنطق تحكم أكثر مرونة يقوم بتحليل الاتجاه بدلاً من القيمة اللحظية. لكن هذا بالطبع أكثر تكلفة.

نقطة أخرى هي استهلاك الطاقة. إن PSA الكلاسيكي للهواء يستهلك الكثير من الطاقة بسبب الضغط. في التطبيقات البيئية، غالبًا ما يمكن استخدام المراوح ذات الضغط المنخفض إذا تم تصميم المكونات الهيدروليكية بشكل صحيح. ولكن هنا هناك حاجة إلى حساب دقيق، وإلا فإن الامتزاز سيكون غير فعال. أحد شركائناتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(موقعهم على الانترنت هوhttps://www.yzkjhx.ru)، متخصصة في مثل هذه الحلول الهندسية. إنهم لا يبيعون التركيبات فحسب، بل يقومون بإجراء الدورة الكاملة بدءًا من التدقيق وحتى التشغيل. وهذا أمر مهم لأنه بدون تحليل عميق للبيانات المصدر، فإن المشروع محكوم عليه بالفشل.

بالمناسبة، حولتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة. إنه معهد تصميم تم تأسيسه من قبل شركة Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd. في عام 2013. مع رأس مال مسجل قدره 120 مليون يوان، يمكنهم تحمل تكلفة البحث والتطوير الجاد. لقد رأيت مصنعهم التجريبي لتنقية غاز فرن فحم الكوك في أحد مصانع الصلب. كان هناك مخطط مثير للاهتمام للتبريد المسبق والتجفيف، مما أدى إلى إطالة عمر المادة الماصة الرئيسية بشكل كبير. لكنهم أدركوا أيضًا أن اختيار زوج الامتصاص لمثل هذه البيئات العدوانية يمثل دائمًا حلاً وسطًا بين القدرة والمتانة.

الحالة: الغاز الحيوي وتعقيدات الاقتصاد

الاتجاه الإرشادي للغاية هو تحديث محطات الغاز الحيوي. المخطط القياسي هو الاحتراق في محطة التوليد المشترك للطاقة. لكن إذا قمت بتنظيف الغاز الحيوي من 40% من ثاني أكسيد الكربون ومركبات الكبريت، فستحصل على الميثان الحيوي، الذي يمكن ضخه إلى الشبكة أو استخدامه كوقود للمحركات. الاقتصاد يتغير بشكل كبير.

لقد عملنا في مشروع في شاندونغ. الهدف هو زيادة القيمة الحرارية للغاز. مستعملةتقنية بي اس ايهعلى أساس المناخل الجزيئية الكربونية المعدلة. لم تكن الصعوبة الرئيسية حتى في التكنولوجيا، ولكن في المواد الخام: تغير تكوين السماد موسميا، مما أثر على تركيز كبريتيد الهيدروجين. كان من الضروري دمج مرحلة تنقية إضافية تعتمد على الامتزاز الكيميائي قبل PSA. أدى هذا إلى إضافة تكاليف التشغيل ولكنه أدى إلى حماية المادة الماصة الباهظة الثمن.

بدأ الشيء الأكثر إثارة للاهتمام في مرحلة البدء. أظهرت أجهزة استشعار الأوكسجين قمم وهمية، وتحطم النظام. وتبين أن المشكلة تكمن في المسام الدقيقة للمادة المازة الجديدة، التي تلتقط بعض الهواء أثناء عملية التجديد. قررنا تغيير إجراء التطهير. لا يمكنك كتابة مثل هذه الأشياء الصغيرة في جواز السفر التثبيت؛ يتم تعلمهم فقط في العمل.

المواد مهمة: ليس الزيوليت فقط

غالبًا ما تركز المنشورات على الزيوليت. ولكن في المشاريع البيئية الحقيقية، يتم استخدام المواد الماصة الهجينة وهياكل الإطارات المعدنية العضوية (MOFs) بشكل متزايد. قدرتها على التعامل مع بعض الملوثات المحددة، مثل المركابتان، أعلى بعدة مرات.

ولكن هناك فارق بسيط - التكلفة والاستقرار. قد تكون الأطر العضوية المعدنية حساسة لوجود بخار الماء. وفي إحدى الندوات، تحدث ممثل عن معهد أكاديمي عن مادة مركبة جديدة تعتمد على مصفوفة الجرافين. بدا الأمر مثيرًا للإعجاب، ولكن عندما طلبنا عينات لاختبارها في ظروف حقيقية (مع الغبار والهباء الجوي)، اتضح أن عمرها تحت التحميل الدوري لم تتم دراسته بعد. الابتكار في المختبر وفي المتجر هما شيئان مختلفان تمامًا.

ولذلك، فإن العديد من الشركات الهندسية، بما في ذلك شركة Yizhi Technology المذكورة، تعمل على إنشاء تركيبات ماصة خاصة بها حاصلة على براءة اختراع. وهي ليست ثورية دائما، ولكنها تخضع لاختبارات الاستقرار على المدى الطويل. بالمناسبة، يعد موقع الويب الخاص بهم مصدرًا جيدًا لفهم الاتجاهات الحالية في التطبيقات.P.S.A.في آسيا.

التطلع إلى المستقبل: التكامل والرقمنة

والخطوة التالية التي أراها هي دمج تركيبات PSA في المحيط الرقمي الشامل للمؤسسة. ليست مجرد وحدة مستقلة، بل هي نظام يتلقى البيانات حول عمليات الإغلاق المخطط لها للإنتاج الرئيسي، ويتنبأ بتكوين المواد الخام ويحسن دورتها مسبقًا.

على سبيل المثال، إذا كان من المعروف أنه سيتم توفير مادة خام ذات محتوى شوائب مختلف إلى الخط غدًا، فيمكن للتركيب ضبط وقت دورة الامتزاز مسبقًا. وهذا يزيد من كفاءة وعمر خدمة الممتزات. توجد بالفعل مشاريع تجريبية من هذا النوع، لكن التنفيذ الشامل يعوقه عدم جاهزية البنية التحتية في العديد من المصانع القديمة.

الاتجاه الواعد الآخر هو تصغير مصادر التلوث الموزعة. ليس مصنعًا ضخمًا، ولكن العديد من ورش العمل الصغيرة. نحتاج هنا إلى حلول PSA مدمجة ونموذجية تقريبًا. يجري العمل على هذا الأمر، ولكن العائق الرئيسي هو تكلفة تصنيع معدات صغيرة الحجم وعالية الدقة، مثل كتلة الصمام.

بشكل عام الابتكار فيتقنيات PSAبالنسبة لعلم البيئة في الصين، لا يتعلق الأمر بالاكتشافات الخارقة، بل يتعلق بالتكيف المضني والبراعة الهندسية والرغبة في البحث عن حلول غير قياسية لكل تدفق محدد، وغالبًا ما يكون غير كامل. وفي هذا العمل الدنيوي يولد التأثير الحقيقي على البيئة.