China: argonzuivering - nieuwe technologieën? 

Als je “nieuwe argonzuiveringstechnologieën in China?” hoort, denk je meteen aan laboratoria met briljante apparatuur. Maar de realiteit is vaak eenvoudiger en vuiler. Velen geloven nog steeds dat het grootste probleem eenvoudigweg het bereiken van een hoge zuiverheid is, bijvoorbeeld 99,999%. In werkelijkheid, vooral in de metallurgie of bij de productie van halfgeleiders, zijn de stabiliteit van deze zuiverheid en de beheersing van specifieke onzuiverheden zoals vocht of zuurstof echter veel belangrijker, en niet alleen het mooie getal “vijf negens”. Dit is waar ik waarschijnlijk zal beginnen.

Waar zit het addertje onder het gras met ‘zuiverheid’?

Bij het werken met reinigingssystemen kom je steeds hetzelfde verhaal tegen. De klant eist een zuiverheid van 99,9995%, de apparatuur produceert deze op proefmonsters, maar in een echt continu proces in het afgewerkte argon “duiken” ze plotseling “op”? problemen met lassen of kristallen. Iedereen gaat op zoek naar de boosdoener: de houding. En de reden ligt vaak in het monsternamepunt, in het materiaal van de pijpleidingen na de reinigingseenheid, of in het feit dat de analyse is uitgevoerd op idealiter droog gas en dat er ergens lucht in de leiding wordt gezogen. De nieuwigheid van technologie gaat vaak niet over ‘nog meer schoonmaken’, maar over het resistent maken van het proces tegen zulke ‘kleinigheden’.

Neem bijvoorbeeld adsorptiezuivering bij lage temperaturen. De technologie is niet nieuw, maar Chinese fabrikanten hebben de afgelopen jaren veel werk verricht aan het ontwerp van adsorbers en algoritmen voor het beheersen van de regeneratiecyclus. Vroeger was een veelvoorkomend probleem de onvolledige verwarming van zeolietlagen, waardoor de vochtcapaciteit al na een paar weken daalde. Nu zijn velen hetzelfdeChengdu Yizhi Technologie Co.(Hun website ishttps://www.yzkjhx.ru), waarbij meerpuntstemperatuurregeling over de gehele hoogte van de kolom en cascadereiniging met regeneratiegas worden geïntroduceerd. Dit is geen doorbraak in de wetenschap, maar eerder een verfijning “to the point”, het resultaat van vele praktijktesten ter plaatse.

Ik had ervaring bij een pijpwalserij. Er was een oude installatie, het argon leek schoon, maar bij het lassen van RVS bleek de naad soms poreus te zijn. Ze begonnen het uit te zoeken. Het bleek dat drukschommelingen in het ruwe argonnetwerk op korte termijn een doorbraak van stikstof in de schone gasleiding veroorzaakten. Het schoonmaaksysteem had er niets mee te maken; het kon omgaan met wat erin kwam. Het probleem werd niet opgelost door het te vervangen door ‘nieuwe technologie’, maar door een eenvoudige bufferontvanger en een nauwkeurigere regelklep bij de inlaat te installeren. Soms?nieuw? is simpelweg een meer doordachte engineering van het hele systeem, en niet alleen van het hart ervan.

Over katalytische methoden en ?Chinees? aanpak

Als we het hebben over echt nieuwe richtingen, dan is het de moeite waard om gecombineerde schema's nader te bekijken. Bijvoorbeeld voorlopige katalytische verwijdering van zuurstof en waterstof, gevolgd door adsorptiedrogen en fijne zuivering. In Rusland en Europa ondergaan ze vaak diepe cryogene destillatie, wat een fantastische zuiverheid oplevert, maar ook enorme kapitaal- en energiekosten vereist. Chinese ingenieurs, vooral in ontwerpinstituten zoalsChengdu Yizhi Technologie Co., Ltd.(dit is trouwens een instituut opgericht op basis van Huaxi-technologie met een solide toegestaan kapitaal), bieden vaak flexibelere en modulaire oplossingen. Hun doel is niet een absoluut record, maar een optimale verhouding tussen “zuiverheid/kosten/betrouwbaarheid?” voor een specifieke klanttaak.

Ik zag hun projecten voor polysiliciumproductiefabrieken. De eisen aan argon zijn daar streng, maar ook de volumes zijn enorm. Ze gebruikten een cascade van goedkope metaalvangerpatronen voor ruwe zuivering van actieve gassen, en vervolgens zeer efficiënte zeolietvangers met de nieuwste generatie adsorbentia. Besparingen in de eerste fase maakten het mogelijk om de levensduur van dure dunne filters niet te overbelasten en te verlengen. Het is een praktische, nuchtere aanpak. Ze schreeuwen niet over ‘revolutie’, maar tonen eenvoudigweg berekeningen over TCO (total cost of ownership), die overtuigender zijn dan welke reclameslogan dan ook.

Maar mislukkingen komen ook voor. Ik herinner me dat ze in één fabriek membraanscheiding probeerden te introduceren voor de voorlopige verrijking van argon uit uitlaatgassen. De technologie is in de mode, schrijven ze in artikelen. Op papier had de besparing 15-20% moeten bedragen. In de praktijk fluctueerden de stabiliteit van de stroming en de samenstelling ervan zo sterk dat de daaropvolgende behandelingsfase het niet meer aankon en het alarm voortdurend afging. Ik moest terugkeren naar het beproefde schema met korte-cyclische warmtevrije adsorptie (SCA). Conclusie: niet elke ?nieuwe? De technologie is 24/7 klaar voor de zware omstandigheden van een echte werkplaats. Chinese collega's begrijpen dit en bieden vaak pilottests ter plaatse aan voordat de implementatie op volledige schaal plaatsvindt.

Apparatuur en hardware: wat is er echt veranderd

Als je wegkijkt van de processen en naar de hardware kijkt, is de vooruitgang merkbaar. We hebben het niet over fundamenteel nieuwe apparaten, maar over de kwaliteit van uitvoering en controle. Nog maar tien jaar geleden konden Chinese kleppen voor procesgassen een bron van voortdurende problemen zijn: lekken, vastlopen. Nu houden veel fabrikanten, vooral grote, van Huaxi Technology, waarachter zich bevindtChengdu Yizhi Technologie Co., gebruiken afsluiters van bekende internationale merken of eigen productie, maar onder licentie en op hetzelfde machinepark. Er is nog steeds een prijsverschil met Europese analogen, maar de kloof in betrouwbaarheid is niet langer zo dramatisch.

De monitoring- en controlesystemen hebben grote vooruitgang geboekt. Bijna alle nieuwe units worden geleverd met ingebouwde restzuurstof- en vochtanalysatoren, waarvan de gegevens in realtime worden geïntegreerd in het procesbesturingssysteem. Dit is niet zomaar een “truc”, het is een noodzaak. Want, terug naar het begin: stabiliteit is belangrijk. De exploitant ziet niet alleen dat de installatie werkt, maar ziet ook een trend. Als het vochtgehalte aan de uitlaat in een week begint te stijgen van 0,1 ppm naar 0,3 ppm, is dit een signaal om de regeneratiecyclus te controleren of het adsorbens te vervangen. Voorheen was dit achteraf bekend vanwege gebreken aan producten.

Een apart onderwerp is materialen. Steeds vaker worden elektrolytisch gepolijste 316L roestvrijstalen buizen met argonsolderen gebruikt voor contact met zeer zuiver argon na reiniging, in plaats van alleen maar te lassen. Dit is bijna de standaard geworden voor nieuwe projecten. Chinese fabrikanten leveren dergelijke pijpleidingen nu gemakkelijk, en maken ze ter plaatse, voor een specifieke lay-out. Hierdoor wordt de kans op besmetting tijdens de installatie verkleind. Kleinigheid? Nee, dit is precies het detail dat een project van hoge kwaliteit onderscheidt van een middelmatig project.

Praktijkgeval: niet voor de hand liggende besparingen

Ik wil graag een voorbeeld geven waaruit blijkt dat er goed wordt nagedacht. Er was een moderniseringsproject bij een glasfabriek. Argon werd gebruikt om een ​​beschermende atmosfeer in ovens te creëren. Er werd schoongemaakt, maar het was oud en "vraatzuchtig?" in termen van energie voor regeneratie. Er werden twee opties overwogen: een nieuwe adsorptie-eenheid en een membraan-cryogeen hybridesysteem (nieuw en geadverteerd).

Specialisten van het ontwerpinstituutChengdu Yizhi Technologie Co.een gedetailleerde audit uitgevoerd. Het bleek dat tot 30% van het ruwe argon (met een lage zuiverheid) op een bepaald moment eenvoudigweg in de atmosfeer werd afgevoerd omdat de druk iets hoger was dan vereist, en het oude systeem er geen gebruik van kon maken. Ze stelden voor om eerst een compressor te installeren om dit afvalgas terug naar de behandelingsinlaat te recirculeren. En ten tweede: installeer een nieuwe adsorptie-eenheid met een verbeterde warmtewisselaar die de warmte van regeneratie gebruikt om proceswater te verwarmen.

De introductie van een ?supernova? membraantechnologie zou in dit geval een verhoging van de zuiverheid opleveren die simpelweg niet nodig was voor het proces. En hun oplossing bespaarde gas en verminderde het energieverbruik met 40% vergeleken met het oude systeem. De sleutel was niet het kiezen van de meest geavanceerde technologie ter wereld, maar het analyseren van het hele plaatje tijdens de productie. Het economische effect bleek vele malen groter.

Dus nieuwe technologieën of niet?

Om enkele informele resultaten samen te vatten, zal ik het volgende zeggen. Als we een fantastische doorbraak van China verwachten in de fysica van gaszuivering, dan is het misschien nog te vroeg. Maar als we het hebben over nieuwe technologieën in de zin van nieuwe, meer rationele, gestroomlijnde en kosteneffectieve technische oplossingen, over nieuwe benaderingen van het ontwerp en de integratie van systemen - dan gebeurt dit inderdaad zeer actief.

Sterkte van lokale spelers zoalsChengdu Yizhi Technologie Co., in hun nauwe verbondenheid met de echte industrie. Ze zien problemen van binnenuit, ze hebben de mogelijkheid om snel prototypes te testen op hun eigen locaties of op die van partners. Hun ?nieuwigheid? - dit is vaak een technologische puzzel gemaakt van beproefde componenten, perfect afgestemd op de taak, samengesteld rekening houdend met duizenden kleine nuances waarover niet in leerboeken is geschreven.

Daarom op de vraag ?? Ik zou antwoorden: ja, maar met verduidelijking. Dit zijn nieuwe technologieën om een ​​betrouwbaar industrieel proces naar een staat van economische en operationele optimaliteit te brengen. Dit zijn technologieën die niet zozeer gericht zijn op ontdekkingen als wel op perfectie. En dit is misschien wel hun belangrijkste waarde voor de huidige markt. Al het andere is marketing en mooie cijfers in brochures, die bij de eerste kennismaking met echte productie snel vergeten worden.