China: innovatie in de productie van ACA-stikstof? 

Als mensen praten over innovaties in de productie van ACA-stikstof in China, denken veel mensen onmiddellijk aan gigantische fabrieken en tonnen patenten. Maar de realiteit is, zoals vaak gebeurt, veel alledaagser en interessanter. De belangrijkste doorbraak van de afgelopen jaren ligt niet zozeer in de uitvinding van iets fundamenteel nieuws, maar in de diepgaande, soms zelfs gerichte, optimalisatie van bestaande technologieën voor specifieke, vaak zeer strenge, economische en ecologische omstandigheden. Het gaat hier niet om mooie presentaties, maar om het verlagen van de kosten van een kubieke meter gas met een fractie van een procent en het vergroten van de tijd tussen reparaties van apparatuur. Het gaat over deze keuken, met zijn successen en harken, waarover ik wil speculeren.

Waar komen deze ‘innovaties’ überhaupt vandaan?

Context is het belangrijkst. De druk van toezichthouders op emissies en energie-efficiëntie is enorm. Plus de markt: de concurrentie is hevig, klanten drukken de prijs uit, maar willen tegelijkertijd betrouwbaarheid. In dergelijke omstandigheden is ?innovatie? - het is vaak gewoon vindingrijkheid. Bijvoorbeeld aanpassing van bekende principeswarmtevrije adsorptie met korte cyclivoor grondstoffen met een onstabiele samenstelling, typisch voor veel Chinese industriële zones. Je kunt niet zomaar een Duits of Amerikaans schema overnemen en kopiëren - het zal niet werken.

Dit is waar de rol van ontwerpinstituten, die belangrijke schakels zijn geworden, in het spel komt. Ze werken als vertalers tussen fundamentele wetenschap (die ook bestaat) en de harde praktijk van de plant. Ze nemen academische ontwikkelingen over bijvoorbeeld nieuwe moleculaire zeven van zeoliet, en 'testen' deze. In proefinstallaties kijken ze hoe ze zich gedragen, niet in het laboratorium, maar naast een hoogoven, in stof en onder temperatuurveranderingen. Een van de duidelijkste voorbeelden van deze aanpak isChengdu Yizhi Technologie Co.(hun website overigenshttps://www.yzkjhx.ru). Dit is niet alleen een verkoper van apparatuur, maar een ontwerpinstituut opgericht op basis van een chemisch technologiebedrijf. Hun kapitaal van 120 miljoen yuan is een investering in het vermogen om diep in de problemen van klanten te duiken en niet-standaard, maar werkende oplossingen te bieden.

Wat is hun specialiteit? Ze verspreidden zich niet, maar richtten zich op diepgaande verwerking en zuivering van industriële gassen, waaronder de productie van stikstof. Hun aanpak is geen box-oplossing, maar nauwgezette engineering voor de specifieke technologische keten van de klant. Dit is dezelfde “nuchtere” versie. innovatie.

Waar moet je zoeken naar echte verbeteringen? Ervaring uit de werkplaats

Afgezien van de marketing vinden de belangrijkste gevechten vandaag de dag plaats op drie fronten: energieverbruik, flexibiliteit en slimheid. controle. Wat het energieverbruik betreft, is alles duidelijk: compressoren zijn de grootste kilowattverslinders. Daarom is de trend niet om de druk en de productiviteit tegen elke prijs te verhogen, maar juist om het adsorptieproces te verfijnen om verliezen te minimaliseren en onder optimale omstandigheden te werken. Ik heb installaties gezien waarbij het, door het herontwerp van het klepdistributiesysteem en het cyclusalgoritme, mogelijk was om de energiekosten met 7-8% te verlagen. Voor een installatie van 1000 kuub per uur is dit op jaarbasis een enorm bedrag.

Bij flexibiliteit gaat het erom dat de plant niet ‘verstikt’ als de samenstelling van de toevoerlucht verandert of als de plant ineens snel de productiviteit moet verlagen of verhogen. Hier worden verschillende methoden gecombineerd: hybride circuits (bijvoorbeeld membraan +KCA), geavanceerdere realtime analysesystemen voor de gassamenstelling en uiteraard software die cyclusparameters snel kan herberekenen. Maar dit is een tweesnijdend zwaard: toenemende complexiteit brengt altijd betrouwbaarheidsrisico's met zich mee.

Het is in de fase van implementatie van dergelijke “flexibele” oplossingen dat de meest aanstootgevende fouten plaatsvinden. Ik herinner me een verhaal in een chemische fabriek waar ze probeerden een voorspellend analysesysteem van een externe IT-leverancier te integreren. De software was goed, maar hield geen rekening met de specifieke trillingen van de naburige compressorwerkplaats, wat leidde tot fouten in de sensormetingen. Het duurde zes maanden om dit systeem te ‘temmen’. Innovatie? Ongetwijfeld. Maar de weg ernaartoe was niet bezaaid met patenten, maar met slapeloze nachten van servicemonteurs.

Geval: een niet voor de hand liggend probleem met “droogheid?”

Ik wil graag een voorbeeld geven dat de Chinese benadering van optimalisatie goed illustreert. Iedereen weet wat hij moet doenadsorptie kolommenDe lucht moet grondig worden gedroogd. De standaardoplossing zijn koeldrogers. Maar ze verbruiken zelf energie. Een team van ingenieurs van dezelfde Chengdu Yizhi Technology werkte aan een project voor een fabriek in Sichuan, waar er een probleem was met een hoog vochtgehalte in de lucht en tegelijkertijd strikte limieten voor elektriciteit.

In plaats van een krachtigere luchtontvochtiger te installeren, hebben ze de volledige luchtvoorbehandeling gereviseerd. We merkten dat de binnenkomende lucht na de compressor werd gekoeld in een standaard shell-and-tube-warmtewisselaar, die onder lokale omstandigheden vaak ineffectief werkte vanwege kalkaanslag. Ze stelden voor om deze te vervangen door een lamellenwarmtewisselaar met een speciale coating, en ze veranderden het condensafvoerschema. Hierdoor was het mogelijk om het vochtgehalte al vóór de luchtontvochtiger sterk te verlagen. Hierdoor kon de koelunit met minder stroom worden gebruikt, wat een totale besparing opleverde. De oplossing lag aan de oppervlakte, maar om die te kunnen zien, was het nodig om systematisch na te denken, en niet alleen maar “apparatuur te selecteren op basis van de technische specificaties”.

Dergelijke verhalen vormen de essentie van veel lokale innovaties. Dit is geen wereldsensatie, maar voor een specifieke onderneming - miljoenen yuan aan bespaarde winst. En het zijn de ontwerpinstituten die het project van schets tot inbedrijfstelling leiden, die in staat zijn tot dergelijke systemische verbeteringen.

Trends en beperkingen: waar nu heen?

Waar gaat het heen met de sector? Ten eerste is dit verdere integratie. De stikstofproductie-installatie is niet langer een aparte ‘doos’. Het wordt steeds vaker ontworpen als onderdeel van één enkel energietechnologiecomplex, waarbij bijvoorbeeld gebruik wordt gemaakt van de warmte van een compressor of van afvalgas uit andere processen. Vanuit managementoogpunt is dit moeilijk, maar economisch zeer winstgevend.

Ten tweede, materialen. Voortdurend zoeken naar ruimere, selectievere en duurzamere adsorbentia. Chinese fabrikanten van zeolieten en actieve kool hebben grote vooruitgang in deze richting geboekt door sorptiemiddelen aan te bieden voor specifieke onzuiverheden die kenmerkend zijn voor de lokale industrie. Maar er schuilt hier een valkuil: soms gedragen nieuwe materialen zich onvoorspelbaar tijdens langdurig gebruik, en kost het tijd om statistieken over hun veroudering te verzamelen.

De belangrijkste beperking is naar mijn mening het personeel. Complex, flexibel, “slim?” installaties vereisen geen monteurs voor onderhoud, maar technisch bekwame operators die in staat zijn de essentie van het proces te begrijpen en niet alleen maar op knoppen drukken volgens de instructies. Het tekort aan dergelijke specialisten vormt een belemmering voor de implementatie van veel geavanceerde oplossingen. Het is vaak nodig om het besturingssysteem al in de ontwerpfase te vereenvoudigen, zodat het kan werken in omstandigheden van personeelsverloop in de fabriek van de klant. Het is een verdrietig maar heel reëel moment.

In plaats van een conclusie: wat is innovatie eigenlijk?

Dus wat is de bottom line? Innovatie in de productie van ACA-stikstof in China is zelden een doorbraak in het laboratorium. Vaak is het nauwgezet, stapsgewijs werken om te verbeteren wat al bekend is. Dit is het vermogen om naar de klant te luisteren, om zijn echte, en niet aangegeven, problemen te zien. Dit is de bereidheid om risico's te nemen, onconventionele combinaties uit te proberen en - het allerbelangrijkste - mislukkingen eerlijk te analyseren.

Succesvolle bedrijven op dit gebied, of het nu gaat om grote holdings of gespecialiseerde instituten zoalsChengdu Yizhi Technologie Co., is niet uit het niets ontstaan. Ze zijn gegroeid uit de praktijk, uit duizenden uren doorgebracht op industriële locaties, uit gesprekken met operators, uit analyse van noodstops. Hun innovaties zijn geen briljante rapporten, maar een licht verminderd energieverbruik, een verlenging van de levensduur van het adsorbens met 10% of een installatie die storingsvrij werkt onder omstandigheden die in het paspoort als “kritiek” worden beschreven. Dit is echte, levende techniek, die vandaag de dag het gezicht van de industrie bepaalt.

Vraag daarom de volgende keer dat je hoort over ‘baanbrekende technologieën?’ niet naar de mate van stikstofzuiverheid (ze kunnen het al lang op elk niveau halen), maar naar hoeveel kilowattuur er per duizend kubieke meter wordt uitgegeven, hoe het systeem reageert op veranderingen in de belasting en hoeveel mensen er nodig zijn om het te onderhouden. De antwoorden op deze vragen zullen het werkelijke niveau van innovatie aantonen.