China: purificação de argônio – novas tecnologias? 

Quando você ouve “novas tecnologias de purificação de argônio na China?”, você imediatamente imagina laboratórios com equipamentos brilhantes. Mas a realidade é muitas vezes mais simples e suja. Muitos ainda acreditam que o principal problema é simplesmente alcançar uma pureza elevada, digamos 99,999%. Porém, na realidade, especialmente na metalurgia ou na produção de semicondutores, a estabilidade desta pureza e o controle de impurezas específicas como umidade ou oxigênio são muito mais importantes, e não apenas o belo número “cinco noves”. É aqui que provavelmente começarei.

Onde está o problema com a “pureza”?

Ao trabalhar com sistemas de limpeza, você constantemente se depara com a mesma história. O cliente exige uma pureza de 99,9995%, o equipamento produz em amostras de teste, mas em um processo real contínuo no argônio acabado eles “aparecem” de repente? problemas com soldagem ou cristais. Todo mundo começa a procurar o culpado – a atitude. E o motivo muitas vezes está no ponto de amostragem, no material das tubulações após a unidade de limpeza, ou no fato de a análise ter sido realizada com gás idealmente seco e o ar ser sugado para algum lugar da linha. A novidade da tecnologia muitas vezes não é “limpar ainda mais”, mas sim tornar o processo resistente a essas “ninharias”.

Tomemos, por exemplo, a purificação por adsorção a baixas temperaturas. A tecnologia não é nova, mas os fabricantes chineses têm trabalhado muito nos últimos anos no design de adsorvedores e algoritmos para controlar o ciclo de regeneração. Anteriormente, um problema comum era o aquecimento incompleto das camadas de zeólita, razão pela qual a capacidade de umidade caiu após apenas algumas semanas. Agora muitos são iguaisTecnologia Co. de Chengdu Yizhi.(o site deles éhttps://www.yzkjhx.ru), introduzindo controle de temperatura multiponto em toda a altura da coluna e purga em cascata com gás de regeneração. Isto não é um avanço na ciência, mas sim um refinamento “direto ao ponto”, resultado de muitos testes práticos no local.

Tive experiência em uma fábrica de laminação de tubos. Havia uma instalação antiga, o argônio parecia limpo, mas na soldagem do aço inoxidável a costura às vezes ficava porosa. Eles começaram a descobrir. Descobriu-se que as flutuações de pressão na rede de argônio bruto causaram um avanço de curto prazo de nitrogênio na linha de gás limpo. O sistema de limpeza não teve nada a ver com isso - ele lidou com o que aconteceu. O problema foi resolvido não com a substituição por “nova tecnologia”, mas com a instalação de um receptor de buffer simples e uma válvula de controle mais precisa na entrada. Às vezes? Novo? é simplesmente uma engenharia mais cuidadosa de todo o sistema, não apenas de seu coração.

Sobre métodos catalíticos e ?chineses? abordagem

Se falamos de direções verdadeiramente novas, vale a pena dar uma olhada mais de perto nos esquemas combinados. Por exemplo, remoção catalítica preliminar de oxigênio e hidrogênio seguida de secagem por adsorção e purificação fina. Na Rússia e na Europa, muitas vezes passam por destilação criogênica profunda, o que proporciona uma pureza fantástica, mas também requer enormes custos de capital e energia. Engenheiros chineses, especialmente em institutos de design comoTecnologia Co. de Chengdu Yizhi, Ltd.(este, aliás, é um instituto criado com base na Huaxi Technology com um sólido capital autorizado), muitas vezes oferece soluções mais flexíveis e modulares. Seu objetivo não é um recorde absoluto, mas uma relação ideal de “pureza/custo/confiabilidade?” para uma tarefa específica do cliente.

Vi seus projetos para plantas de produção de polissilício. Os requisitos para o argônio são rigorosos, mas os volumes também são enormes. Eles usaram uma cascata de cartuchos coletores de metal baratos para purificação grosseira de gases ativos e, em seguida, armadilhas de zeólita altamente eficientes com a última geração de adsorventes. A economia no primeiro estágio permitiu não sobrecarregar e aumentar a vida útil de filtros finos caros. É uma abordagem prática e realista. Eles não gritam sobre “revolução”, mas simplesmente mostram cálculos de TCO (custo total de propriedade), que são mais convincentes do que quaisquer slogans publicitários.

Mas falhas também acontecem. Lembro-me que em uma instalação eles tentaram introduzir a separação por membrana para o enriquecimento preliminar de argônio dos gases de exaustão. A tecnologia está na moda, escrevem em artigos. No papel, a poupança deveria ter sido de 15-20%. Na prática, a estabilidade do fluxo e a sua composição flutuavam tanto que a fase de tratamento subsequente não conseguia aguentar e o alarme disparava constantemente. Tive que retornar ao esquema comprovado com adsorção livre de calor de ciclo curto (SCA). Conclusão: nem todo ?novo? A tecnologia está pronta para as duras condições de uma oficina real, 24 horas por dia, 7 dias por semana. Os colegas chineses compreendem isto e muitas vezes oferecem testes piloto no local antes da implementação em grande escala.

Equipamentos e ferragens: o que realmente mudou

Se você desviar o olhar dos processos e olhar para o hardware, o progresso é perceptível. Não estamos falando de dispositivos fundamentalmente novos, mas de qualidade de execução e controle. Há apenas dez anos, as válvulas chinesas para gases de processo podiam ser uma fonte de problemas constantes – fugas, emperramento. Agora, muitos fabricantes, especialmente os grandes, como a Huaxi Technology, por trás da qual existeTecnologia Co. de Chengdu Yizhi., utilizam válvulas de marcas internacionais de renome ou de produção própria, mas sob licença e no mesmo parque de máquinas. Ainda existe uma diferença de preço em relação aos análogos europeus, mas a diferença em termos de fiabilidade já não é tão dramática.

Os sistemas de monitorização e controlo registaram grandes progressos. Quase todas as novas unidades vêm com analisadores de oxigênio residual e umidade integrados, cujos dados são integrados em tempo real no sistema de controle do processo. Isto não é apenas um “truque”, é uma necessidade. Porque, voltando ao início, a estabilidade é importante. O operador vê não apenas que a instalação está funcionando, mas também uma tendência. Se o teor de umidade na saída começar a subir de 0,1 ppm para 0,3 ppm em uma semana, isso é um sinal para verificar o ciclo de regeneração ou para substituir o adsorvente. Anteriormente, isso era conhecido após o fato, devido a defeitos nos produtos.

Um tópico separado são os materiais. Cada vez mais, tubos de aço inoxidável 316L eletropolidos com brasagem com argônio são usados ​​para contato com argônio de alta pureza após a limpeza, em vez de apenas soldas. Isso se tornou quase o padrão para novos projetos. Os fabricantes chineses agora fornecem facilmente esses dutos e os fabricam no local, para um layout específico. Isto reduz o risco de contaminação durante a instalação. Bagatela? Não, é exatamente esse detalhe que distingue um projeto de alta qualidade de um medíocre.

Caso prático: economias não óbvias

Gostaria de dar um exemplo que mostra pensar bem. Houve um projeto de modernização em uma fábrica de vidros. O argônio foi usado para fornecer uma atmosfera protetora em fornos. Tinha limpeza, mas era velha e “gulosa?” em termos de energia para regeneração. Duas opções foram consideradas: uma nova unidade de adsorção e um sistema híbrido membrana-criogênico (novo e anunciado).

Especialistas do instituto de designTecnologia Co. de Chengdu Yizhi.realizou uma auditoria detalhada. Descobriu-se que até 30% do argônio bruto (com baixa pureza) foi simplesmente liberado na atmosfera em um estágio porque sua pressão era ligeiramente superior à necessária e o sistema antigo não conseguia utilizá-lo. Eles sugeriram, primeiro, instalar um compressor para recircular esse gás residual de volta à entrada de tratamento. E em segundo lugar, instale uma nova unidade de adsorção com um trocador de calor aprimorado que utiliza o calor da regeneração para aquecer a água do processo.

A introdução de uma ?supernova? a tecnologia de membrana, neste caso, proporcionaria um aumento na pureza que simplesmente não era necessário para o processo. E a solução deles economizou gás e reduziu o consumo de energia em 40% em comparação com o sistema antigo. O segredo não foi escolher a tecnologia mais avançada do mundo, mas analisar todo o cenário da produção. O efeito econômico acabou sendo muitas vezes maior.

Então, novas tecnologias ou não?

Para resumir alguns resultados informais, direi isto. Se esperamos algum avanço fantástico da China na física da purificação de gás, então talvez seja demasiado cedo. Mas se falamos de novas tecnologias no sentido de soluções de engenharia novas, mais racionais, simplificadas e económicas, de novas abordagens para a concepção e integração de sistemas - então sim, isto está a acontecer de forma muito activa.

A força dos atores locais, comoTecnologia Co. de Chengdu Yizhi., na sua estreita ligação com a indústria real. Eles veem os problemas por dentro e têm a capacidade de testar protótipos rapidamente em seus próprios sites ou em sites de parceiros. Sua ?novidade? - muitas vezes trata-se de um quebra-cabeça tecnológico feito de componentes comprovados, perfeitamente adaptados à tarefa, montados levando em consideração milhares de pequenas nuances que não estão escritas nos livros didáticos.

Portanto, para a pergunta ?? Eu responderia: sim, mas com esclarecimentos. Estas são novas tecnologias para levar um processo industrial confiável a um estado de otimização econômica e operacional. Estas são tecnologias não tanto de descoberta, mas de perfeição. E este, talvez, seja o seu principal valor para o mercado hoje. Todo o resto é marketing e lindos números em brochuras, que são rapidamente esquecidos no primeiro contato com a produção real.