الصين: آفاق تكنولوجيا PSA؟ 

عندما يتحدث الناس عن PSA في الصين، يتخيل الكثيرون على الفور منشآت ضخمة لفصل الهواء إلى أكسجين ونيتروجين. هذا، بالطبع، هو الأساس، ولكن إذا تعمقت أكثر، فإن الصورة ستكون أكثر إثارة للاهتمام و... أكثر إرباكًا. ما يتم تجاهله غالبًا هو التكنولوجيا نفسهاامتصاص الضغط المتأرجح- هذه ليست كتلة متراصة، ولكنها مجموعة كاملة من الحلول، وإمكانية تطبيقها هنا تعتمد بشدة على ألف فروق دقيقة صغيرة: من تكلفة الكهرباء في مقاطعة معينة إلى جودة المادة الماصة المحلية وحتى على عقلية العاملين في المصنع. سأحاول حل الأمر بناءً على ما رأيته بنفسي.

ليس الهواء فقط: حيث يعمل PSA بالفعل ويصل إلى السقف

نعم، تعتبر مصانع الأكسجين والنيتروجين بمثابة الخبز والزبدة للعديد من الشركات الهندسية. ولكن إذا أخذت الهيدروجين، على سبيل المثال، في مصفاة، فغالبًا ما تكون هناك منافسة شرسة مع الأساليب الغشائية. يفوز PSA من حيث نقاء المنتج، هذه حقيقة. لكنني رأيت مشاريع حيث، من باب الرغبة في توفير تكاليف رأس المال، قاموا بتركيب أغشية، ثم عانوا لسنوات من عدم استقرار تكوين الغاز عند المخرج. الجانب العكسي -منشآت PSAبالنسبة للهيدروجين، فإنها تتطلب تنقية أولية عالية الجودة، وأدنى اختراق لمركبات ثاني أكسيد الكربون أو الكبريت - ويمكن التخلص من المادة الماصة. لقد تعلمت الصين كيفية التعامل مع هذا الأمر، لكن تكلفة مثل هذه الخطوات الأولية واتفاقية دعم البرامج والإدارة نفسها تخيف العملاء أحيانًا.

ومن أكثر المجالات الواعدة، في رأيي، تنقية الغاز الحيوي وغاز مدافن النفايات إلى الجودة الطبيعية (البيوميثان). ها هي التكنولوجياامتصاص الضغط المتأرجحلا مثيل لها عمليا من حيث التوازن بين الموثوقية وتكاليف التشغيل. ولكن هناك أيضا الكثير من المزالق. يمكن أن يتقلب تكوين المواد الخام بشكل كبير، خاصة في مدافن النفايات. حلول التصميم القياسية لا تعمل في كثير من الأحيان؛ مطلوب التكيف في الموقع. أتذكر قصة في أحد المشاريع في سيتشوان: أنشأ المهندسون دورة امتزاز قياسية، وتبين أن محتوى الأكسجين في المواد الخام أعلى من المحسوب. ونتيجة لذلك، كان علينا إعادة برمجة وحدة التحكم بسرعة وتغيير تسلسل الصمامات لتجنب خطر تشكل خليط متفجر داخل الأعمدة. تافه؟ لا، هذه هي الممارسة غير الموجودة في الكتب المدرسية.

ولكن مع احتجاز ثاني أكسيد الكربون من غازات المداخن (الاحتجاز بعد الاحتراق)، فإن الوضع غامض. استهلاك الطاقة لتجديد المواد الماصة هائل. هناك العديد من الدراسات والمشاريع التجريبية، ولكن عندما يتعلق الأمر بالحجم الصناعي والاقتصاد، فغالبًا ما يتلاشى الحماس. حتى الآن، يعد هذا مجالًا للأوامر الحكومية والمشاريع التوضيحية أكثر من كونه حلاً قابلاً للتطبيق تجاريًا. على الرغم من أن الشركات الصينية مثلتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(هذا معهد تصميم أنشأته شركة Huaxi Technology) يقومون بنشاط بالبحث والتطوير في هذا الاتجاه، في محاولة لتقليل استهلاك الطاقة من خلال الدورات الهجينة والمواد الجديدة.

المواد الماصة: قلب النظام وساحة المعركة

كل شيء يعتمد عليهم. في السابق، كنا نعتمد بشكل كبير على الواردات، وخاصة درجات معينة من الزيوليت. الآن الوضع يتغير. أطلق المصنعون الصينيون إنتاج الزيوليت والكربون المنشط بشكل تنافسي للغاية. لكن المشكلة مختلفة: استقرار الطرفين. لقد اشتريت دفعة واحدة - وهي تعمل بشكل مثالي. وبعد ستة أشهر، تشتري المزيد من نفس المورد - وتبدأ المشاكل بقدرة الرطوبة أو قوة الحبيبات. هذا كابوس لشركة هندسية. عليك إما تشديد القبول إلى الحد الأقصى، أو وضع هامش إنتاجية أكبر في المشاريع، وهو ما يضر بالاقتصاد.

ومن المثير للاهتمام أن نرى إدخال مواد جديدة مثل MOFs (الأطر العضوية المعدنية). في المختبرات يظهرون نتائج رائعة في الانتقائية. ولكن عندما يتعلق الأمر بسعر الكيلوغرام الواحد والاستقرار في ظروف التدفق الحقيقي للعملية (مع بخار الماء، مع الشوائب)، فإن كل الخيال يتبخر في مكان ما. أعتقد أن الأمر سيستغرق من 5 إلى 7 سنوات أخرى قبل أن نراها في المنشآت التجارية، دون احتساب التطبيقات المتخصصة. وفي الوقت الحالي، يُعَد التركيز على تحسين الزيوليت التقليدي مسارًا أكثر واقعية.

وهنا يظهر الفرق في النهج بوضوح. تسعى المؤسسات الحكومية الكبرى إلى مطاردة المقالات الرائدة في المجلات. والممارسين من شركات مثل تلك المذكورةتكنولوجيا تشنغدو Yizhi، غالبًا ما تنخرط في التحسين المضني لتلك المواد الماصة الموجودة بالضبط. في بعض الأحيان، يؤدي التغيير الطفيف في عملية التجديد - درجة الحرارة وضغط التطهير - إلى زيادة الكفاءة بنسبة عدة بالمائة. قد لا يبدو هذا أمرًا مهمًا، ولكن بالنسبة للعميل الذي تعمل تركيباته على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، فإن هذا التوفير في موارد الطاقة على مدار العام يُترجم إلى مبالغ ضخمة.

التحكم والأتمتة: حيث تكمن الكفاءة الحقيقية

يمكنك تجميع الأعمدة من أغلى أنواع الفولاذ وملئها بأفضل المواد الماصة، ولكن إذا كان نظام التحكم غبيًا، فستضيع كل الكفاءة. المشكلة الكلاسيكية هي العمل تحت حمل خارج التصميم. لنفترض أن المصنع تم تصميمه لإنتاج 1000 نانومتر3/ساعة، لكن الإنتاج يتطلب إما 800 أو 1200. إن دورة PSA الصارمة وغير التكيفية إما ستؤدي إلى الإفراط في استخدام الطاقة أو تقليل إنتاج المنتج. تعتبر الأنظمة الحديثة ذات خوارزميات التحكم التنبؤية وتنظيم الدورة الناعمة أمرًا ضروريًا. لكنها تكلف وفقا لذلك.

يوجد الآن في الصين اتجاه قوي نحو الرقمنة والمصانع الذكية. وهذا يحفز تطوير هذا القطاع بالذات. تظهر الشركات المصنعة المحلية لوحدات التحكم والبرمجيات، وتقدم حلولاً أرخص من Siemens أو Rockwell، ولكن بمستوى مناسب تمامًا. الخطر، بطبيعة الحال، هو في الموثوقية. تم تركيب نظام تحكم تجريبي من بائع محلي في أحد المواقع في شاندونغ. كان كل شيء يسير على ما يرام حتى حدث ارتفاع في الطاقة في الشبكة. تجمدت وحدة التحكم ولم تتمكن من إعادة تشغيل تسلسل الصمام. اضطررت إلى تحويله إلى التحكم اليدوي، ما يقرب من يوم من التوقف. وبعد ذلك طالب العميل بإعادة الحشوة المستوردة المثبتة. إن التوازن بين الابتكار والموثوقية دائمًا ما يكون دقيقًا.

نقطة أخرى هي المراقبة والتشخيص عن بعد. ولم يعد هذا ترفًا، بل ضرورة للخدمة. إن رؤية انخفاض الضغط في العمود في الوقت الفعلي أو التغيير في تكوين المنتج عند المخرج يعني القدرة على منع وقوع حادث خطير. العديد من الشركات الهندسية الصينية، بما في ذلكتكنولوجيا ييزي، تقدم الآن مثل هذه الخدمات كجزء من العقد. وهذا يزيد بشكل خطير من ثقة العملاء.

الاقتصاد والسياسة: محركات غير واضحة

آفاق أي تكنولوجيا تعتمد على المال. الوضع مع PSA مثير للاهتمام. من ناحية، هذه تقنية ناضجة حيث يصعب تحقيق اختراق وخفض تكاليف رأس المال بشكل كبير. ومن ناحية أخرى، ترتبط تكاليف التشغيل بقوة بسعر الكهرباء. وفي الصين، تختلف التعريفات الصناعية من منطقة إلى أخرى. في بعض الأماكن، قد يكون دعم البرامج والإدارة للحصول على النيتروجين أكثر ربحية من شراء النيتروجين المسال، ولكن في أماكن أخرى قد لا يكون كذلك. هناك حاجة إلى حساب مفصل للغاية لكل حالة محددة.

إن السياسة البيئية هي محرك قوي. إن تشديد معايير الانبعاثات، خاصة في الصناعات الكيميائية والمعدنية، يجبرنا على البحث عن طرق فعالة لتنقية غازات النفايات. هذا هو المكان الذي يحصل فيه PSA، خاصة مع الطرق الأخرى، على فرصة ثانية. على سبيل المثال، التقاط المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) واستعادتها لاحقًا. ليست السوق الأكثر جماهيرية، ولكنها مستقرة ومتنامية.

استبدال الاستيراد. وهذا الاتجاه، الذي اشتد في السنوات الأخيرة، يصب في مصلحة المطورين المحليين ومصنعي المعدات. والآن تفكر الشركات الحكومية والممتلكات الخاصة الكبيرة في كثير من الأحيان في التعاقد مع مقاولين محليين. وهذا يعطي الشركات ذات الخبرة الجادة، مثلتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(رأس المال المصرح به هو 120 مليون يوان - وهو رقم يتحدث عن النوايا الجادة)، والقدرة على تنفيذ مشاريع أكثر تعقيدًا وواسعة النطاق، واكتساب تلك الخبرة العملية التي لا تقدر بثمن، والتي تميز بعد ذلك مجرد مورد للمعدات عن شريك تكنولوجي حقيقي.

التطلع إلى الأمام: التكامل والهجينة والمنافذ

لا أرى مستقبلًا لـ PSA كتقنية معزولة. إمكاناتها تكمن في التكامل. المخططات الهجينة: PSA + الأغشية، PSA + التبريد، PSA + العمليات الحفزية. على سبيل المثال، الفصل الخشن الأولي على الأغشية يليه التنقية الدقيقة على PSA. وهذا يمكن أن يوفر التوازن الأمثل للتكلفة والكفاءة. تعمل أحدث التقنيات الهندسية الآن على مثل هذه الحلول.

الاتجاه الآخر هو التصغير والنمطية. ليست منشآت نباتية عملاقة، بل وحدات انزلاقية مدمجة لإنتاج الغاز الموزع. على سبيل المثال، لصناعة الإلكترونيات أو لإنتاج المواد الغذائية الصغيرة. متطلبات الموثوقية والنظافة هنا باهظة، ولكن سعر المشكلة يسمح باستخدام حلول أكثر تقدما.

ونتيجة لذلك، فإنني لا أرى آفاق دعم البرامج والإدارة في الصين في ثورة، بل في تطور. وسوف تترسخ هذه التكنولوجيا بشكل أعمق في الصناعة، ولكن ليس من خلال اكتشافات جديدة رفيعة المستوى، بل من خلال تحسينات تدريجية خطوة بخطوة في كل مكون: المواد الماصة، والصمامات، وخوارزميات التحكم، والأمر المهم للغاية - من خلال تراكم الخبرة التطبيقية العميقة. الخبرة التي تتيح لنا ليس فقط بيع التركيب، ولكن أيضًا دمجه في السلسلة التكنولوجية للعميل بحيث يعمل بشكل مستقر واقتصادي وبدون مفاجآت. وهذا هو بالضبط ما تبنى عليه سمعة الشركات التي ستبقى في هذا السوق غدًا.