Chinese CO2-exporteurs door adsorptie tegen NPV? 

Als je deze vraag hoort, denk je als eerste aan de enorme installaties van Chinese thermische energiecentrales, waar steenkoolstof en procesgassen aanwezig zijn. Maar het gaat niet om de schaal, maar om de details van het proces en hoe Chinese leveranciers de CO2-adsorptie onder vacuüm-warmteloze desorptie (NVD)-omstandigheden precies benaderen. Veel mensen denken ten onrechte dat alles afhangt van de prijs van het sorptiemiddel, maar in feite is de sleutel de engineering van het hele systeem, van stroomverdeling tot vacuümpompregeling. Ik heb zelf aan verschillende projecten gewerkt waarbij de klant ogenschijnlijk uitstekende zeolieten kocht, maar geen rekening hield met de specifieke kenmerken van de vochtigheid van de rookgassen - als gevolg daarvan waren de adsorbers "blind?" per maand. Het zijn deze nuances die niet in catalogi zijn geschreven waar ik het over zou willen hebben.

Wat gaat er werkelijk schuil achter de ‘Chinese export’?

China is geen monoliet. Er zijn giganten zoals sommige staatsbedrijven die vertrouwen op een volledige turnkey-cyclus. voor hun megaprojecten. Hun apparatuur is vaak te groot, met een grote marge, wat voor een gemiddelde fabriek in het GOS overbodig en duur in gebruik kan zijn. En er zijn flexibelere engineeringbedrijven die zijn voortgekomen uit chemische bedrijven en het proces van binnenuit begrijpen. BijvoorbeeldChengdu Yizhi Technologie Co.- dit is precies zo'n geval. Ze zijn een ontwerp- en ontwikkelingsinstituut opgericht door Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd., met een maatschappelijk kapitaal van RMB 120 miljoen. Dit is niet zomaar een handelshuis, maar een structuur die in eerste instantie was toegesneden op technologische oplossingen. Hun websiteyzkjhx.ruis gericht op de Russischtalige markt, en dit zegt al iets: ze werken doelbewust aan het aanpassen van hun oplossingen aan onze, relatief gesproken, post-Sovjet-realiteit: verouderde infrastructuur, problemen met de energiekwaliteit en specifieke vereisten voor automatisering.

Wat is hun voordeel als exporteur van technologie? Ze bieden vaak niet alleen adsorbers, maar ook een integratieschema in de bestaande procesketen. Ik herinner me een project om CO2 af te vangen uit afgassen bij de productie van ammoniak. Chinese collega's van een soortgelijk bedrijf vroegen allereerst niet alleen om de samenstelling van het gas, maar ook om gedetailleerde diagrammen van de werking van de compressoren en schema's voor gepland preventief onderhoud van de hele werkplaats. Omdat de bedrijfsmodus van de vacuümpomp in het NPV-systeem rechtstreeks van invloed is op de belasting van deze compressoren. Dit is een niveau van begrip dat alleen voortkomt uit daadwerkelijke ervaring met inbedrijfstelling, niet uit catalogusverkoop.

En hier ligt het belangrijkste punt voor de koper. Bij het kiezen van een Chinese leverancier moet je niet kijken naar een prachtig 3D-model van de installatie, maar naar zijn portfolio van voltooide projecten met vergelijkbare gasparameters. Vraag niet “welke mate van zuivering?”, maar “hoe zal het systeem zich gedragen als de druk in het fabrieksnetwerk met 15% toeneemt?” of “wat zal de dynamiek zijn van de daling van de absorptiecapaciteit na 8000 werkuren met ons specifieke waterstofsulfidemengsel?”. De antwoorden op dergelijke vragen scheiden degenen die maken onmiddellijk van degenen die alleen verkopen.

NPV is geen toverstaf, maar een hulpmiddel met valkuilen

Warmteloze vacuümdesorptie is uiteraard een energetisch gunstiger cyclus vergeleken met thermische swing-adsorptie (TSA). Het belangrijkste voordeel is besparing op verwarming. Maar in de praktijk van het gebruik ervan voor CO2 zijn er veel ‘maren’. De eerste is de vacuümvereiste. Om effectief CO2-moleculen uit bijvoorbeeld zeoliet 13X te verwijderen, heb je een vrij diep vacuüm nodig. Dit betekent dure, hoogwaardige vacuümpompen (meestal schroef- of schottenpompen met olieafdichtingssysteem) en absolute dichtheid van de kolommen. Chinese fabrikanten van apparatuur sluiten hier vaak compromissen door goedkopere schottenpompen aan te bieden. Maar onder omstandigheden van constant werken in een agressieve omgeving (zelfs gezuiverd gas bevat sporen) kan de levensduur van dergelijke pompen 2-3 keer korter zijn dan die van hun Europese tegenhangers. En dit moet meteen in de bedrijfskosten worden opgenomen.

De tweede steen is vocht. Als het gas vóór de CO2-adsorber niet goed is gedroogd, zal water sneller ruimte innemen op het sorptiemiddel dan kooldioxide. In NPV-systemen met zijn cyclische modus is dit vooral van cruciaal belang, omdat het moeilijker is om water door vacuüm te desorberen. Bij een van de faciliteiten in Kazachstan was er precies dit probleem: het voordrogen op moleculaire zeven was instabiel. Als gevolg hiervan verloren de CO2-zeolietkolommen snel hun efficiëntie. De oplossing werd uiteindelijk niet gevonden in het vervangen van het sorptiemiddel, maar in het verfijnen van de spoelmodus en het installeren van een extra, gevoeliger inlaatdauwpuntanalysator. Chinese ingenieurs stuurden trouwens onmiddellijk hun specialist - hij bracht twee weken op de site door om gegevens te verzamelen. Het is waardevol.

Het derde punt waar niet veel over gesproken wordt, zijn de thermische effecten. CO2-adsorptie is een exotherm proces, terwijl desorptie in vacuüm endotherm is. Bij snelle BPD-cycli (in de orde van enkele minuten) kunnen lokale temperatuurveranderingen optreden in de kolom, wat leidt tot mechanische spanning in de sorbenslaag en de vernietiging ervan (vorming van fijne deeltjes, stof). Ik zag hoe, na zes maanden werken, de adsorber werd geopend - en de onderste lagen in klonten sinterden als gevolg van constante cyclische verwarming en koeling, hoewel de temperatuur volgens het paspoort niet veranderde. Ontwerpers uit China gaven later toe dat het voor zulke korte cycli noodzakelijk was om bij de inlaat een ander type gasverdeler te installeren, zodat het adsorptiefront gelijkmatiger zou verlopen. Ervaring gekocht met bloed.

Absorptiemiddelen: beloften van fabrikanten versus fabrieksrealiteit

De markt voor sorptiemiddelen in China is enorm. Je kunt zeoliet kopen bij honderden kleine fabrieken. Maar niet iedereen is geschikt voor de NPV-cyclus. Belangrijke parameters: niet alleen de CO2-capaciteit bij lage partiële druk (dit blijkt allemaal uit laboratoriumtests), maar ook de sorptie-desorptiekinetiek, mechanische slijtvastheid (na 100.000 drukverschilcycli) en weerstand tegen “vergiftiging?” andere componenten.

Veel Chinese exporteurs verwijzen in hun presentaties naar sorptiemiddelen op basis van gemodificeerde mesoporeuze materialen of MOF's (metaal-organische raamwerken). Ze zien er revolutionair uit, de capaciteitscijfers zijn indrukwekkend. Maar op industriële schaal is het gebruik ervan voor rookgassen nog steeds zeldzaam. Duur. Het belangrijkste werkpaard zijn dezelfde zeolieten en, tot op zekere hoogte, geïmpregneerde actieve kool. BedrijfChengdu Yizhi-technologie, te oordelen naar hun open materialen, vertrouwt op zeoliet-sorbentia van zijn eigen ontwerp, specifiek aangepast voor de vacuümdesorptiecyclus. Belangrijk punt: zij bieden als ontwerpinstituut het sorptiemiddel vaak aan als onderdeel van hun technologiepakket, en niet als los product. Dit is logisch: zij zijn verantwoordelijk voor de werking van het hele systeem.

Uit de praktijk: hebben we ooit een partij “verbeterd” gekocht? zeoliet van een bekende Chinese fabrikant. In laboratoriumomstandigheden was alles perfect. Maar in een echte installatie, waar de vacuümdesorptiecyclus niet 3 minuten duurde (zoals in de test), maar 7 (zoals het gebeurde volgens de technologie), begon het sorptiemiddel snel af te breken. Het bleek dat bij langere blootstelling aan vacuüm een ​​onvolledige verwijdering van gebonden water plaatsvond en de structuur geleidelijk instortte. De fabrikant zei natuurlijk dat we het regime hadden geschonden. Het dispuut leidde nergens toe. Conclusie: het sorptiemiddel en het technologische regime vormen één geheel. Het is beter om ze bij één leverancier te kopen die het volledige systeem garandeert.

Integratie en “turnkey”: waar de verborgen moeilijkheden liggen

Chinese bedrijven zeggen graag ‘turnkey’. Maar voor een koper uit het GOS vereist dit concept meer details. ?Turn-key? — is dit het moment waarop ze de apparatuur hebben afgeleverd, geïnstalleerd met behulp van de geïmporteerde installateurs en opgestart? Of omvat het volledige integratie met het instrumentatiesysteem van de klant, training van lokaal personeel, levering van reserveonderdelen gedurende 3 jaar vooraf en ondersteuning op afstand? Het verschil is enorm.

Uit ervaring blijkt dat de meest succesvolle projecten die zijn waarbij niet alleen een verkoopteam aan de Chinese kant werkte, maar een toegewijde procesingenieur die ter plekke beslissingen kon nemen. Op een dag, tijdens de opstartfase, bleek dat de flenzen op de gastoevoerleiding van de klant een andere standaard hadden (GOST vs. ANSI). De Chinese installateurs stelden, zonder er twee keer over na te denken, voor om de adapters eenvoudigweg te lassen. Maar daarvoor zou de naburige productie moeten worden stopgezet. Als gevolg hiervan vond hun ingenieur in wezen kant-en-klare adapterringen in een plaatselijke stad - het probleem werd opgelost zonder lassen. Deze flexibiliteit brengt een prijs met zich mee.

Een ander pijnlijk probleem is automatisering. Vaak voorzien Chinese leveranciers hun schakelkasten van een interface in het Chinees en Engels. Maar voor onze operator, die al twintig jaar met Sovjet-apparaten werkt, kan dit een barrière zijn. Goede exporteurs, gericht op langdurige relaties, kiezen voor lokalisatie: vertaling van de interface, aanpassing van signaleringsschema's aan lokale normen, het geven van trainingen niet via een vertaler, maar met de betrokkenheid van een Russisch sprekende ingenieur. Op de websiteyzkjhx.ruhet is duidelijk dat ze hieraan werken - de informatie is gestructureerd voor ons publiek. Dit is een indirect teken dat ze in de markt investeren.

En last but not least over integratie: ecologie en documenten. De levering van een CO2-afvanginstallatie is vaak onderdeel van een groter milieuproject. Chinese leveranciers moeten een volledig pakket aan berekeningen, certificaten en, cruciaal, testmethoden voor acceptatie aanleveren. Er waren gevallen waarin de installatie werkte, maar het was niet mogelijk om door metingen te bewijzen dat de opgegeven afvangefficiëntie van 90% werd bereikt vanwege meningsverschillen in de bemonsteringsmethode. Dit alles moet worden overeengekomen in de fase van de technische specificaties.

Vooruitkijken: waar de technologie en de markt naartoe gaan

De vraag naar oplossingen voor het afvangen van CO2 zal alleen maar groeien, en China is hier een van de belangrijkste spelers. Maar de trend is niet zichtbaar in gigantische installaties voor thermische energiecentrales, maar in compactere, modulaire oplossingen voor de middelgrote industriële sector: cementfabrieken, metallurgie, petrochemie. Dit is waar PDD-technologie, omdat deze relatief minder energie-intensief is, een voordeel heeft.

Chinese bedrijven experimenteren nu actief met hybride systemen: bijvoorbeeld een combinatie van membraanvoorconcentratie van CO2 met uiteindelijke adsorptie aan zeolieten in de PPV-modus. Dit maakt het mogelijk om de grootte van adsorbers te verkleinen en de zuiverheid van productie-CO2 te vergroten. Terwijl voorheen opgevangen CO2 vaak simpelweg werd weggegooid, wordt het nu steeds meer beschouwd als een verkoopbaar product voor de voedselindustrie, de productie van droogijs of injectie in formaties voor ultraviolette injectie. Dit verandert de economie van het hele project.

Voor exporteurs betekent dit een verschuiving weg van de verkoop van “ijzer?” voor de verkoop van “technologie en diensten?”. Er zal vraag zijn naar bedrijven die niet alleen de installatie kunnen leveren, maar ook kunnen helpen met het businessmodel voor het recyclen van afgevangen CO2 en het verstrekken van carbon credits (indien relevant voor het kopende land). Degenen die binnen het raamwerk van eenvoudige techniek blijven, kunnen verliezen.

Met betrekking tot specifiek de adsorptie tijdens NPV zijn de belangrijkste ontwikkelingsrichtingen het creëren van duurzamere en selectievere sorptiemiddelen die werken onder reële, ongezuiverde gasomstandigheden, en de verbetering van op AI gebaseerde cycluscontrolesystemen. Stel je een systeem voor dat de samenstelling van het inlaatgas in realtime analyseert en zelf de duur van de adsorptie- en vacuümdesorptiefasen optimaliseert om de efficiëntie te maximaliseren en slijtage te minimaliseren. Chinese technologiebedrijven, vooral bedrijven met een achtergrond in de chemie, vinden het leukChengdu Yizhi-technologie, hebben alle kans om tot de leiders op dit gebied te behoren. Hun kracht ligt in de nabijheid van grote industriële locaties in huis, waar ze nieuwe oplossingen in het veld kunnen testen. omstandigheden, om diezelfde praktische ervaring op te doen, die dan hun belangrijkste exportmiddel wordt.

Als gevolg hiervan moet u bij het kiezen van een Chinese partner voor een CO2-adsorptieproject niet naar grote namen kijken, maar naar de diepte van het begrip van de technologie, de bereidheid om ervaringen te delen (ook niet-succesvolle) en het vermogen om in uw project niet alleen een verkoop te zien, maar gezamenlijk te werken aan een langetermijnresultaat. Het zijn deze bedrijven, ook al zijn ze niet de grootste, die uiteindelijk winnen en echte voordelen opleveren.