China: Instalações PSA O2 – mercado e ecologia? 

Quando as pessoas falam sobre PSA O2 na China, muitas pessoas pensam imediatamente em números gigantescos e em crescimento explosivo. Mas, na realidade, há muitas nuances por trás disso que você não verá nos relatórios. É muitas vezes esquecido que o crescimento do mercado por si só não é um indicador da maturidade de uma tecnologia ou, mais importante, do seu verdadeiro impacto ambiental. Havia muito barulho em volta do ?verde? hidrogénio e fontes de energia renováveis, enquanto os sistemas PSA de oxigénio permaneceram nas sombras, embora o seu papel na descarbonização industrial não seja uma questão menor.

Mercado: não apenas números, mas a estrutura da demanda

Se você olhar para os volumes, a China é, obviamente, líder em produção e implementaçãoInstalações PSA O2. Mas o ponto principal é quem os compra e por quê. Anteriormente, o principal impulsionador era a metalurgia e a química, onde o oxigênio era necessário simplesmente como reagente em grandes volumes. Agora o quadro está mudando. Cada vez mais encomendas vêm de empresas médias, não de gigantes, mas daquelas que estão a modernizar a produção local. Por exemplo, pequenas oficinas de processamento de vidro ou tratamento de águas residuais. O que é importante para eles não é tanto a pureza absoluta do O2 (até 99,5%), mas a confiabilidade e facilidade de operação. E aqui começam as primeiras armadilhas.

Muitos fabricantes locais, especialmente nas províncias, ainda oferecem sistemas copiados de antigos modelos soviéticos ou alemães. Sim, eles são mais baratos. Mas a sua eficiência energética deixa muito a desejar e a sua adaptabilidade às flutuações de carga é fraca. Ao mesmo tempo, também ficamos impressionados com isso, tentando instalar tal sistema em uma empresa de produção de eletrônicos. Eles prometeram 93% de pureza com consumo estável, mas na prática, quando a pressão aumenta na rede, a produção de oxigênio caiu para 88% e o processo deu errado. Tivemos que melhorar urgentemente o sistema de controle, o que significou custos adicionais e tempo de inatividade.

A tendência agora são soluções híbridas. Não apenas adsorção por oscilação de pressão, mas uma combinação com regeneração sem calor de ciclo curto ou mesmo elementos de tecnologias de membrana na fase de pré-tratamento. Isso permite reduzir o consumo de energia em 15-20%, o que já é um argumento sério para um cliente que conta cada quilowatt-hora. Mas até agora apenas alguns estão implementando isso. Por que? São necessários mais ajustes e compreensão da tecnologia, não como uma “caixa preta”, mas como um processo. E a contratação de pessoal nas regiões é um grande problema.

Efeito ecológico: você precisa contar de forma diferente

Aqui está a maior lacuna entre as declarações e a prática. Muitas vezes, nas apresentações, escrevem: “Instalação PSA O2 - uma solução amiga do ambiente?”. Formalmente sim, quando comparadas com instalações criogénicas, que requerem um enorme consumo de energia. Mas a pegada ecológica deve ser calculada desde a extracção da matéria-prima até à sua eliminação. E isso ainda é difícil na China.

Vejamos, por exemplo, as peneiras moleculares de zeólito, o coração de qualquer sistema PSA. A maioria dos fabricantes os compra no mercado interno. A qualidade varia, mas o principal é o recurso. As peneiras baratas perdem a eficácia após apenas 1,5 a 2 anos de trabalho intensivo e precisam ser substituídas. E quanto à reciclagem? Na maioria das vezes, simplesmente vai para um aterro sanitário, porque a reciclagem de adsorventes especiais não é economicamente lucrativa. Acontece que economizamos energia no processo, mas criamos um problema com os resíduos sólidos. Em um dos projetos, tentamos implementar um sistema de regeneração de tela no local, em conjunto com engenheiros da Chengdu Yizhi Technology Co. Eles têm competência na área de projeto de sistemas tecnológicos químicos. A ideia não era apenas mudar, mas restaurar parte da capacidade. Mas nos deparamos com o fato de que isso requer uma linha separada com reagentes, o que complica a operação para o pessoal da fábrica. O projeto foi congelado, embora tecnicamente fosse viável.

Outro aspecto é a influência indireta.PSA O2frequentemente usado para enriquecer o ar em processos de oxidação, como tratamento de águas residuais ou incineração de resíduos. Uma maior concentração de oxigênio aumenta a eficiência da combustão e reduz as emissões de hidrocarbonetos e dioxinas não queimados. Esta é uma verdadeira vantagem. Mas se a instalação for instável e fornecer oxigênio em jatos, a temperatura no forno flutua e, ao contrário, podem formar-se subprodutos mais nocivos. Vi uma situação semelhante numa instalação de incineração de resíduos na província de Sichuan. Tivemos que reconfigurar completamente o algoritmo de controle do fornecimento de O2 para sincronizá-lo com o carregamento de resíduos.

Sutilezas tecnológicas: onde estão os verdadeiros problemas

Em teoria, tudo é tranquilo: ar -> compressor -> secador -> adsorvedores -> produção de oxigênio. Na prática, toda flecha é uma potencial dor de cabeça. Compressores, por exemplo. Os fabricantes chineses geralmente economizam instalando unidades com baixa manutenção. Vibração, superaquecimento - e agora poeira e óleo entram nos adsorvedores, matando as peneiras. Agora recomendamos sempre que os clientes instalem um sistema de filtragem adicional, mesmo que não esteja incluído na configuração básica. Mais caro no início, mas aumenta significativamente a vida útil.

Os próprios adsorventes. O desenho parece simples: um cilindro cheio de uma peneira. Mas depende muito da qualidade das soldas e dos distribuidores internos. Houve casos em que, devido a microfissuras na soldagem, ocorreu um “curto-circuito”. fluxos e a pureza do oxigênio não ultrapassou 90%. Procurar tal mau funcionamento é um trabalho infernal. Temos que desligar as colunas uma a uma e fazer testes de pressão.

Sistema de controle. O progresso é perceptível aqui. Anteriormente, existiam CLPs simples com lógica básica. Hoje em dia, são cada vez mais instalados sistemas que podem se adaptar às mudanças na umidade e temperatura do ar que entra e prever a carga. Mas, novamente, isso ocorre em instalações do segmento de preço superior. Para o mercado de massa, a gestão continua frequentemente a ser o elo mais fraco. O pessoal não é treinado, a interface é incompreensível e, por isso, o sistema não funciona no modo ideal, mas sim naquele que foi “de alguma forma configurado e não tocado?”.

O papel dos institutos e integradores de design

A situação aqui é interessante. O mercado está dividido entre quem vende ?ferro? (instalações prontas) e aqueles que vendem soluções chave na mão. Estes últimos, via de regra, ganham no longo prazo porque podem otimizar o sistema para um processo específico do cliente. Essas empresas incluem, por exemplo,Tecnologia Co. de Chengdu Yizhi.(site:https://www.yzkjhx.ru). Não se trata apenas de um vendedor de equipamentos, mas de um instituto de design criado a partir de uma empresa de tecnologia química. A sua abordagem é muitas vezes diferente: primeiro analisam profundamente o ciclo do processo do cliente e depois propõem uma configuração PSA. Às vezes, eles até desencorajam o excesso de energia ou, inversamente, recomendam redundância.

A experiência deles, como a nossa, mostra que o sucesso de um projeto depende 40% de uma pesquisa pré-projeto competente. Um de seus casos é a integraçãoInstalação PSA O2em uma planta de produção de óxido de etileno. Não só a limpeza era fundamental, mas também a estabilidade da pressão de alimentação com uma precisão de 0,1 bar. A instalação padrão não forneceu isso. Juntos tivemos que desenvolver um sistema customizado de tanques tampão e regulagem precisa, praticamente “costurando”. para o reator existente. Trabalhamos vários meses, mas o resultado valeu a pena - o rendimento do produto aumentou e a quantidade de desperdício diminuiu.

Empresas como a Yizhi muitas vezes atuam como uma ponte entre os desenvolvimentos acadêmicos (como novas formulações de zeólitas das universidades) e a indústria. Eles têm recursos para testar novas soluções em projetos piloto. Mas eles também enfrentam o conservadorismo dos clientes. Muitos gestores de negócios preferem uma solução comprovada há décadas, embora menos eficaz, do que correr riscos com uma inovação, mesmo que ela prometa economia.

Um olhar para o futuro: o que moverá o mercado a seguir?

Penso que os próximos cinco anos serão determinados por dois factores. A primeira é o reforço das normas ambientais, não ao nível das emissões, mas ao nível do consumo de recursos (energia, água, matérias-primas). Isto obrigar-nos-á a reconsiderar o ciclo de vida das instalações. A segunda é a digitalização. Não apenas para exibição, mas para monitoramento on-line real com análise preditiva. Imagine que o próprio sistema avisa que após 200 horas de operação a eficiência de adsorção na coluna A cairá 5% e sugere um plano de manutenção.

Já estão surgindo soluções onde os dados dos sensores de instalação são coletados na nuvem e analisados ​​usando algoritmos de aprendizado de máquina. Isso permite detectar anomalias que um operador humano simplesmente não notaria. Mas isto está a ser implementado lentamente, mais uma vez devido aos custos e à desconfiança em tais tecnologias.

E uma última coisa. Não se esqueça das alternativas.Tecnologia PSA- não é uma panacéia. Para volumes muito grandes e purezas elevadas, a destilação criogênica ainda é benéfica. Para pequenos volumes e purezas médias, sistemas de membranas estão começando a ser utilizados. O futuro provavelmente está nos híbridos, onde o PSA será uma das etapas e não o único processo. A tarefa dos engenheiros e das empresas integradoras não é apenas vender instalações, mas selecionar a rota tecnológica ideal para cada tarefa específica. E aqui, experiências como a acumulada na Chengdu Yizhi Technology Co., onde o capital social de 120 milhões de yuans lhe permite assumir projetos complexos e complexos, será cada vez mais valorizada. Afinal, no fundo, não estamos a falar do mercado de equipamentos, mas sim do mercado de soluções industriais eficientes e amigas do ambiente.