Қытай: оттегін тазартудағы инновациялар? 

«Қытайдан оттегін тазартудағы инновациялар?» дегенді естігенде, бірінші ой қайтадан маркетинг болып табылады, олар қайтадан алтын тауларын уәде етеді. Мен көптеген жобаларды кездестірдім, онда әдемі сөздердің астында ескі технологиялардың қайта оралуы немесе өнеркәсіптік қолдануға жақын емес нәрсе бар. Бірақ соңғы бес-жеті жылда сурет, шынын айтқанда, өзгере бастады. Бұл қатты мәлімдемелер туралы емес, мен сайтта жұмыс істейтін әріптестерімнен көрген немесе естіген нақты жобалар туралы. Бұл іргелі жаңалықтар туралы емес, жүйе, қолданбалы инженерия туралы - белгілі принциптерді сенімді, тиімді және сыни, экономикалық тұрғыдан мүмкін болатын жабдық деңгейіне қалай жеткізу керек. Бұл әсіресе секторда байқаладыоттегін тазартуметаллургия, химия өнеркәсібі және медицина үшін.

Бұл қызығушылық қайдан пайда болады?

Мұның бәрі масштабта төмендейді. Қытай өнеркәсібі өнеркәсіптік газдардың үлкен тұтынушысы болып табылады. Кез келген, тіпті аз болса да, ауаны бөлу немесе өнімді тазарту процесінің тиімділігін арттыру ұлттық ауқымда орасан зор үнемдеуді қамтамасыз етеді. Сондықтан ҒЗТКЖ-ға инвестиция мұнда өте прагматикалық болып табылады. Бірақ тағы бір жүргізуші жиі назардан тыс қалады: қоршаған ортаны қорғау ережелері. Олар секіріп, шектен шығып, жай ғана ?оттегін шығарады ма? жеткіліксіз. Мысалы, электроника өнеркәсібінде кремний пластинкаларының ластану қаупі болмауы үшін энергияны тұтынуды (демек, электр станцияларының шығарындыларын) азайту және шығарылатын өнімнің тазалығына кепілдік беру қажет.

Мен бір рет медициналық оттегін өндіруге арналған қысқа циклді жылусыз адсорбция (PSA) қондырғысының аудитінде жұмыс істедім. Тұтынушы цеолиттің көп тұтынылуына және өнімділіктің төмендеуіне шағымданды. Стандартты жауап - адсорбентті өзгерту. Бірақ әзірлеуші компанияның қытайлық инженерлері сияқтыChengdu Yizhi Technology Co., тереңірек қазды. Олар цеолиттің басқа түрін ғана ұсынып қойған жоқ, сонымен қатар бағандардағы барлық гидродинамикаларды қайта қарап, ағынның кедергісі мен батпақты батпақтануын азайту үшін тарату науаларының конфигурациясын өзгертті. Нәтижесінде олар адсорбенттің қызмет ету мерзімін 30%-ға ұзартып қана қоймай, компрессордың энергия шығынын азайтты. Бұл олардың көзқарасының әдеттегі мысалы: доңғалақты қайта ойлап табу емес, ондағы әрбір берілістің шегіне дейін оңтайландыру.

Айтпақшы, шамаменChengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yzkjhx.ru). Бұл жай ғана өндіруші емес, олардың өздерін қалай орналастыратыны – химиялық технология компаниясының негізінде құрылған жобалау институты. Жарғылық капиталы 120 миллион юань - бұл маңызды ұсыныс. Олардың күші, менің ойымша, олар іргелі зерттеулер (қазір Қытайда көп) мен нақты зауыт қабаты арасындағы байланыстырушы рөл атқарады. Олар зертханалық әзірлемелерді алып, тәжірибелік зауыттарда сынақтан өткізеді, содан кейін клиентке дайын технологиялық шешімді ұсынады. Мен олардың тотығу процестері үшін көмірсутектерден оттегін терең тазарту жөніндегі жобаларын көрдім – мұнда каталитикалық және адсорбциялық әдістердің үйлесімі өте сауатты түрде құрастырылған.

Олар серпілістерді қайдан іздейді?

Технологиялық бағыттар туралы айтатын болсақ, бірнеше өсу нүктелеріне назар аударылады. Біріншісі - мембраналар. Дөрекі бөлуге арналған жалпы полимерлі мембраналар емес, жоғары селективті композициялық материалдар. Қытай зертханалары металл-органикалық құрылымдар (MOF) немесе графен оксидтеріне негізделген нанокеуекті құрылымдармен белсенді түрде тәжірибе жасауда. Әзірге бұл негізінен ғылыми журналдардағы мақалалар, бірақ мұндай мембраналар оттегі ағынынан азот пен аргонның микроқоспаларын жою үшін сынақтан өткізіліп жатқан пилоттық желілер бар. Мәселе, әдеттегідей, төзімділік пен масштабтау. Мен білетін бір технолог MOF негізіндегі мембрана алғашқы екі жүз сағатта керемет селективтілікті көрсетті, содан кейін оның тесіктері тіпті талдау бірден анықтай алмайтын нәрсемен бітеліп қалды деп шағымданды.

Екінші аймақ - адсорбенттер. Мұнда жұмыс екі бағытта жүргізілуде: берілген кеуек өлшемі бар цеолиттерді жасау (нақты ластаушы молекула үшін) және гибридті материалдарды әзірлеу. Мысалы, күміс немесе марганец оксидінің нанобөлшектерімен сіңдірілген цеолит, ол тек адсорбцияланып қана қоймайды, сонымен қатар этилен немесе ацетилен сияқты қоспаларды каталитикалық түрде ыдыратады. Ол тыныс алу үшін оттегін өндіру және кейбір химиялық синтездер үшін өте маңызды. Мен мұндай материалдың тәжірибелік партиясын көрдім - ол қарапайым түйіршіктерге ұқсады, бірақ оның регенерациясы стандартты қыздыруды емес, белгілі бір газ қоспасымен жууды қажет етті. Инженерлер клапанның басқару блогын қайта жасауға мәжбүр болды.

Үшіншіден, бұл «ақылды ма?» бақылау. Бұл жерде не жаңалық бар сияқты? Бірақ қытайлық компаниялар, соның ішінде Yizhi Technology, өнеркәсіптік Интернет заттары (IIoT) және машиналық оқыту негізіндегі жүйелерді белсенді түрде енгізуде. Датчиктер нақты уақытта қысым мен температураны ғана емес, сонымен қатар шығыс ағынының спектрлік құрамын да бақылайды. Алгоритм қоспалардың жарылуы немесе адсорбенттің сарқылу сәтін белгіленген уақытқа емес, параметрлердің өзгеру динамикасы бойынша болжауды үйренеді. Бұл циклдарды оңтайландыруға, қуат пен ресурстарды үнемдеуге мүмкіндік береді. Рас, бастапқыда мұндай жүйелер түймелер мен манометрлерге үйренген техникалық қызмет көрсету персоналының бас ауруы болып табылады.

Шұңқырлар мен тұзақтар

Сәтсіздік туралы айтпай, инновация туралы айтуға болмайды. Олардың саны жеткілікті. Әдеттегі оқиға - зертханалық жетістіктерді өнеркәсіпке беру үшін тым тез және өрескел түрде сынау. Бір металлургия зауытында жағдай болды: олар жаңа схеманы енгіздіоттегін тазартусутекті жою үшін төмен температуралы катализді қолдану. Зертханада таза синтез газын қолданып, бәрі тамаша жұмыс істеді. Зауытта ағында компрессорлық майлау материалдарынан силоксандардың іздері болған, олар есепке алынбаған. Катализатор уланды ма? бір апта ішінде жоба тоқтап қалды және олар ескі, тиімділігі аз, бірақ дәлелденген схемаға оралды. Бұл классикалық қателік - шынайы, «лас» дегенді бағаламау? шикізаттың құрамы.

Тағы бір мәселе – экономика. Ең жетілдірілген адсорбент немесе мембрана тым қымбат болуы мүмкін. Қытайлық компаниялар бұдан шикізат өндірісін және масштабты локализациялау арқылы шығуда. Бірақ бұл әрқашан үнемдей бермейді. Бір сатушының рекордтық ылғал сыйымдылығы бар суперцеолитті ұсынғаны есімде. Бірақ оны қалпына келтіру үшін стандарттыдан 50 градус жоғары температура қажет болды. Біз пешті қайта жасап, отын шығынын көбейтуіміз керек еді. Нәтижесінде жобаның өмірлік циклі теріс болды. Жаңашылдық үшін инновация ешкімге керек емес.

Және, әрине, адам факторы. Жаңа технологиялар жаңа дағдыларды қажет етеді. Орнатуды орнату жеткіліксіз, оны басқаруға, оның «мінез-құлқын» түсінуге адамдарды үйрету керек. Мен тазалау блогын жаңартқаннан кейін әдеттен тыс операторлар адаптивті жүйенің барлық артықшылықтарын жоққа шығарып, ескі таймерге сәйкес регенерация режимін қосқан жағдайға тап болдым. Маған дәл сол жерде практикалық сабақтардың толық сериясын өткізуге тура келді.

Бұл нарық үшін нені білдіреді?

Сонымен, бізде қорытындыда не бар? Қытай мүлдем жаңа принциптерді ойлап таппайдыоттегін тазарту, олардың дамуы, интеграциясы және коммерциялануы бойынша әлемдік көшбасшыға айналғандары қаншама. Олардың көзқарасы жүйелі: іргелі ғылымнан (мемлекет тарапынан жомарт қаржыландырылады) қолданбалы институттар арқылы (жоғарыда аталған Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd.) жабдықты жаппай өндіруге дейін. Бұл күшті синергетикалық әсерді жасайды.

Жаһандық ойыншылар үшін бұл қиындық та, мүмкіндік те. Қиындық мынада: Қытай жабдықтары тек баға бойынша ғана емес, техникалық сипаттамалары бойынша, әсіресе орташа қуатты сегментте бәсекеге қабілетті болып келеді. Мүмкіндік - өйткені технологиялық шешімдер мен компоненттердің жаңа көзі пайда болады. Еуропалық инженерия үшін Қытайдан қондырғылардың негізгі элементтерін, мысалы, басқару блоктарын немесе мамандандырылған адсорберлерді сатып алу және оларды кешендерге біріктіру енді сирек емес.

Өз басым, менің ойымша, ең қызықты тренд - будандастыру. Болашақ бір ғана «жеңіске» тиесілі емес. технология, бірақ олардың ақылды комбинациясының артында. Мысалы, бастапқы байытуға арналған мембраналық қондырғы, содан кейін «ақылдыларда» қысқа циклді адсорбция. жақсы тазалауға арналған цеолиттер және мұның барлығы өздігінен үйрену жүйесінің бақылауында. Дәл осындай икемді, тиімді және сенімді кешендерді құруда, қатты ұрандарда емес, бұл саладағы нағыз қытай жаңалықтары бүгінде көрінеді. Ал даму қарқыны мен тереңдігіне қарап, бұл үрдіс тек күшейе түседі.

Қорытындының орнына: алға қарау

Егер сіз көкжиектен тыс қарауға тырыссаңыз, онда негізгі күш-жігер, менің ойымша, ресурстарды үнемдеу мен теңшеуге ауысады. Өнеркәсіпке қойылатын талаптар барған сайын нақтылана түсуде. Бір зауытқа 99,8% тазалықтағы оттегі қажет, бірақ СО2 біркелкі іздерінің болмауына кепілдік беріледі, екіншісі - 99,5%, бірақ тұрақсыз жүктеме кезінде ең төмен шығындармен. Әмбебап шешімдер аз болады.

Цифрлық егіздер маңызды рөл атқара бастайды - жаңа жұмыс режимдерін сынауға, тозуды болжауға және нақты өндіріске қауіп төндірмейтін қызметкерлерді оқытуға болатын қондырғылардың виртуалды үлгілері. Қытай компаниялары қазірдің өзінде бұл салаға белсенді түрде инвестиция салуда.

Және соңғы бір нәрсе. Табыс тек технологияға ғана емес, экожүйеге де байланысты болады. Бұл қондырғының сенсорларынан алынған деректерді зауыттың жалпы энергия менеджменті жүйесіне немесе техникалық газ логистикасына қаншалықты жылдам және тегіс біріктіруге болатынына байланысты. Дәл осы жерде оттегін тазартудағы инновация оқшауланған тапсырма болуды тоқтатады және «ақылды» үлкен суреттің бір бөлігіне айналады. өндіріс. Бұл үлкен суретте қытайлық ойыншылардың өте көрнекті орынды иеленуге барлық мүмкіндіктері бар сияқты. Олар қатты айғайлағаны үшін емес, күрделі істерді сенімді және жобаның соңғы экономикасына көзбен қарап үйренгендіктен. Бұл, сайып келгенде, нарықтағы ең күшті дәлел.