Chinese adsorbentia: waar worden ze gebruikt? 

Als mensen het hebben over Chinese adsorbentia, denken veel mensen meteen aan goedkope silicagels in schoenenzakken. Dit is uiteraard een toepassing, maar het topje van de ijsberg. In feite reikt het spectrum van de zuivering van industriële emissies tot de fijnste scheiding van isomeren in farmaceutische producten. En Chinese fabrikanten zijn hier al lang niet alleen bezig met een inhaalslag, maar bepalen in sommige niches ook het tempo, vooral als het gaat om de balans tussen efficiëntie en kosten. Hoewel, om eerlijk te zijn, tien jaar geleden de situatie anders was: er was veel lawaai en de kwaliteit van de games was niet altijd stabiel. Als je nu weet met wie je moet werken, kun je materialen krijgen die niet onderdoen voor Europese analogen, en tegen een prijs per kilogram of per eenheid adsorptiecapaciteit zullen ze meerdere malen hoger zijn. Maar de sleutelzin is “als je weet met wie je moet samenwerken?”. Hierover later meer.

Niet alleen silicagel: het belangrijkste assortiment materialen

Laten we meteen de puntjes op de i zetten. Onder “Chinese adsorbentia?” bedoelen meestal drie grote groepen: zeolieten (moleculaire zeven), actieve kool en diezelfde oxidesorbentia (silicagel, aluminiumoxide). Zeolieten zijn misschien wel het meest interessante segment. Chinese fabrikanten hebben geleerd ze te synthetiseren met zeer specifieke poriegroottes - van 3? tot 10?. Dit is van cruciaal belang. Zeoliet 4A of 13X wordt bijvoorbeeld gebruikt om aardgas of lucht in compressorstations te drogen. Vroeger kochten ze bij UOP of CECA, maar nu kijken ze steeds meer richting China. Maar er is een nuance: niet alle fabrieken kunnen de stabiliteit van de kristalstructuur van batch tot batch garanderen. Ik heb gevallen gezien waarin de dynamische capaciteit hierdoor met 15-20% daalde.

Actieve kool is een ander verhaal. Hier is China een mondiale reus. Maar zo eenvoudig is het niet. Steenkool en steenkool zijn verschillend. Poedervormig (PAC) voor afvalwaterzuivering is één ding, maar granulaat (GAC) met hoge mechanische sterkte voor adsorptie van organische dampen is iets heel anders. Chinese leveranciers zijn sterk in het eerste, maar er zijn problemen geweest met het laatste: de slijtage is hoog, vooral bij bewegende adsorbers. Maar er is vooruitgang. Nu zijn er al productiefaciliteiten die GAC maken van kokosnootschalen met benzeenadsorptie op een niveau van 35-40%, wat zeer de moeite waard is.

En oxiden. Silicagel is niet alleen maar bolletjes in zakjes. Mesoporeuze silicagel met verstelbare poriegrootte 30-100? is een krachtig hulpmiddel voor het scheiden van grote organische moleculen, bijvoorbeeld bij de productie van vitamines. China biedt hier zeer concurrerende opties. Ik herinner me een project voor het zuiveren van plantaardige olie, waarbij ze Chinese silicagel met een aangepast oppervlak gebruikten - het verwijderde pigment- en zeepresten effectiever dan zijn dure Duitse tegenhanger. Maar het duurde lang om monsters uit drie verschillende fabrieken te selecteren en te testen.

Belangrijkste industrieën: van petrochemie tot voedselverwerking

Als we het per sector bekijken, is de olie- en gassector de grootste consument. Het drogen van gas vóór transport door pijpleidingen is een klassieker. Daar werken adsorptietandems: eerst wordt het zware vocht in afscheiders verwijderd, daarna wordt er fijn gedroogd met zeolieten. Hier worden steeds vaker de Chinese moleculaire zeven 4A en 13X gebruikt, vooral op velden in Azië en Afrika. De besparingen op CAPEX zijn aanzienlijk. Maar ingenieurs kijken altijd naar de weerstand tegen ‘vergiftiging’. — als het gas waterstofsulfide of zware koolwaterstoffen bevat, kan de zeoliet snel capaciteit verliezen. Sommige Chinese fabrikanten bieden zeolieten met ionenuitwisselingsmodificatie aan, die beter bestand zijn tegen H2S. Ze hebben het in het laboratorium getest - het lijkt te werken, maar er zijn nog steeds weinig veldgegevens voor 5 jaar gebruik.

De chemische en farmaceutische industrie is het domein van fijne zuivering en scheiding. Hier worden zowel zeolieten als gespecialiseerde polymeersorbentia gebruikt. Bijvoorbeeld de scheiding van para- en metaxyleen. Voorheen was dit een vrijwel exclusieve UOP-technologie. Nu worden Chinese analogen van hun zeolieten voor dit proces (bijvoorbeeld zoals BaX of K-BaX) actief getest. Ik zal niet zeggen dat ze volledig identiek zijn, maar voor sommige installaties waar de eisen aan de productzuiverheid iets lager liggen, zijn ze ideaal. In de farmaceutische sector wordt voor chromatografie zeer zuivere silicagel gebruikt. Chinese bedrijven betreden deze markt, maar de weg is lang: ze hebben GMP-naleving en bergen documentatie nodig.

Milieubescherming is een enorme markt. Het afvangen van vluchtige organische stoffen (VOS) op koolstofadsorbers, het zuiveren van emissies uit zwaveldioxide met behulp van zeolieten, het zuiveren van afvalwater van fenolen, kleurstoffen en zware metalen. Hier zijn Chinese materialen ongeëvenaard in prijs. Maar nogmaals, voor stationaire systemen met stoomregeneratie is het beter om steenkool met hoge sterkte te zoeken, anders heb je na zes maanden regeneratie kolenstof in het apparaat. Ik had een onaangename ervaring met een oplosmiddelterugwinningseenheid in een meubelfabriek: ik moest het koolstofmondstuk eerder dan gepland vervangen.

Voedingsmiddelen- en drankenindustrie. Luchtdroging in verpakkingslijnen, cafeïnevrij maken van koffie, zuivering van bier en sap, geurverwijdering. Hier zijn de eisen voor materiaalveiligheid het strengst. Moet FDA-gecertificeerd of gelijkwaardig zijn. Niet elke Chinese fabriek kan ze leveren. Maar degenen die dat wel kunnen, bijvoorbeeld sommige fabrikanten van silicagel van voedselkwaliteit of actieve kool uit kokosnootschalen, hebben deze niche stevig bezet. Hun producten zijn te vinden op bottellijnen voor mineraalwater over de hele wereld.

Praktische aspecten van het kiezen van en werken met leveranciers

Dit is waarschijnlijk het belangrijkste onderdeel. Hoe mis je de keuze niet? De eerste regel is om nooit “Chinese adsorbens?” te kopen. tegen de laagste prijs op Alibaba. Dit is een recept voor hoofdpijn. U hebt een vertrouwde leverancier nodig die specifiek gespecialiseerd is in sorptiemiddelen, een eigen laboratorium heeft voor kwaliteitscontrole en gedetailleerde technische gegevensbladen (TDS) kan verstrekken met echte, niet-reclamegegevens: niet alleen “specifiek oppervlak > 1000 m2/g”, maar curven voor de verdeling van de poriegrootte, adsorptie-isothermen voor specifieke stoffen (stikstof, benzeen, water), gegevens over mechanische sterkte voor schuren en breken.

Ten tweede: zorg ervoor dat u monsters aanvraagt ​​en test. Test bovendien onder omstandigheden die zo dicht mogelijk bij uw technologische omstandigheden liggen. Als je koolstof nodig hebt om acetondamp op te vangen, beperk je dan niet tot het meten van een specifiek oppervlak. Voer een testadsorptie uit in de dynamische modus, teken de uitgangscurve uit en bereken de werkelijke dynamische capaciteit. We hadden een geval waarin steenkool met uitstekende BET-parameters een capaciteit vertoonde die 30% lager was dan aangegeven als gevolg van een onjuiste verdeling van de microporiën.

Ten derde: let op verpakking en logistiek. Adsorbentia, vooral zeolieten en actieve kool, zijn hygroscopisch. Ze moeten worden geleverd in verzegelde zakken met een polyethyleen voering. Ik zag hoe een partij zeoliet in gewone papieren zakken arriveerde en vocht absorbeerde tijdens transport over zee - de adsorptiecapaciteit daalde catastrofaal, het moest worden geregenereerd zelfs voordat het in adsorbers werd geladen.

Case study: een geïntegreerde aanpak van een project

Het is goed als de leverancier niet alleen een verkoper van zakjes poeder is, maar een technologiepartner. Ik zal u een voorbeeld geven van een bedrijfChengdu Yizhi Technologie Co.(Hun website ishttps://www.yzkjhx.ru). Dit is geen willekeurig handelshuis, maar een ontwerpinstituut opgericht door een chemisch bedrijf. Wanneer je met zo’n structuur te maken krijgt, wordt het werk anders opgebouwd. We hebben ooit het probleem van de diepe zuivering van waterstof uit sporen van CO en CO2 opgelost voor één energiecentrale. Er was een meerlaagse adsorber nodig.

Specialisten vanChengdu Yizhi Technologie Co.bood niet alleen zeoliet en geactiveerd aluminiumoxide aan. Ze stuurden een ingenieur die samen met ons de volledige samenstelling van het gas, de druk, de temperatuur en de benodigde restconcentratie bestudeerde. Op basis hiervan modelleerden ze het proces, berekenden ze de verhouding van de lagen en de doorbraaksnelheid. Het is belangrijk dat ze zelf adsorbentia produceren en modificeren, zodat ze deze kunnen ‘op maat maken’. eigenschappen van zeoliet onder onze omstandigheden - vergroot de kristalgrootte enigszins om de drukval te verminderen.

Als gevolg hiervan is het systeem al drie jaar in bedrijf en verlopen de regeneratiecycli normaal. Dit betekent natuurlijk niet dat ze geen mislukkingen hebben. Bij een ander mercaptanverwijderingsproject vertoonde hun voorgestelde met metaal geïmpregneerde zeoliet een kortere levensduur dan verwacht - blijkbaar was de samenstelling van de grondstof op de locatie enigszins veranderd. Maar ze analyseerden snel het verbruikte sorptiemiddel en stelden een alternatief voor. Het is waardevol.

Trends en waar u in de toekomst op moet letten

Waar gaat het heen met de sector? Ten eerste zijn dit hybride en gefunctionaliseerde materialen. Niet zomaar een zeoliet, maar een zeoliet met metalen nanodeeltjes die op het oppervlak zijn afgezet voor katalytische adsorptie. Bijvoorbeeld voor de gelijktijdige verwijdering van waterstofsulfide en de oxidatie ervan tot elementaire zwavel. Chinese onderzoeksinstituten publiceren actief artikelen over dit onderwerp en sommige ontwikkelingen bereiken al het commerciële niveau.

Ten tweede adsorbentia voor het afvangen van CO2. Het onderwerp is hot. Er worden nieuwe klassen materialen ontwikkeld: metaal-organische raamwerkstructuren (MOF's), gemodificeerde polymeren. Ze zijn momenteel duur, maar Chinese fabrikanten kunnen, met hun capaciteit en focus op het verlagen van de kosten, in het komende decennium game changers op dit gebied worden.

Ten derde, ‘slimme’ sorptiemiddelen met verbeterde kinetische eigenschappen. De snelheid van adsorptie is vaak de beperkende factor. Door het creëren van hiërarchische poriën (micro + mesoporiën) kunnen moleculen sneller dieper in de korrel diffunderen. Dit verhoogt de efficiëntie van het gebruik van sorptiemiddelen. Ik zag experimentele batches van dergelijke materialen uit China - het is indrukwekkend.

Het komt erop neer dat het eenvoudig is.Chinese adsorbentiahebben hun positie in de wereldpraktijk stevig ingenomen. Het gebruik ervan is niet alleen economisch, maar ook technisch gerechtvaardigd - op verschillende gebieden, van ruwe zuivering van gasemissies tot hightech scheidingsprocessen. De sleutel tot succes is een competente leverancierskeuze, grondige tests en het inzicht dat het sorptiemiddel geen product is, maar onderdeel van een technologisch systeem. En soms, zoals het geval is metChengdu Yizhi Technologie Co., Ltd., kunt u een partner vinden die helpt bij het bouwen van dit hele systeem, van calculatie tot levering van precies het materiaal dat nodig is voor uw specifieke taak, en niet uit een algemene catalogus.