Esportatori cinesi di CO2 per assorbimento al VAN? 

Quando si sente questa domanda, la prima cosa che viene in mente sono le enormi installazioni nelle centrali termoelettriche cinesi, dove sono presenti polvere di carbone e gas di processo. Ma il punto non è nella scala, ma nei dettagli del processo e nel modo esatto in cui i fornitori cinesi affrontano l’adsorbimento di CO2 in condizioni di desorbimento senza calore sotto vuoto (NVD). Molte persone credono erroneamente che tutto dipenda dal prezzo dell'assorbente, ma in realtà la chiave è l'ingegnerizzazione dell'intero sistema, dalla distribuzione del flusso al controllo della pompa a vuoto. Io stesso ho lavorato su diversi progetti in cui il cliente ha acquistato zeoliti apparentemente eccellenti, ma non ha tenuto conto delle specifiche dell'umidità dei gas di scarico - di conseguenza, gli adsorbitori erano "ciechi?" al mese. È di queste sfumature che non sono scritte nei cataloghi di cui vorrei parlare.

Cosa si nasconde veramente dietro le “esportazioni cinesi”?

La Cina non è un monolite. Ci sono giganti come alcune aziende statali che fanno affidamento su un ciclo completo chiavi in ​​mano. per i loro megaprogetti. Le loro attrezzature sono spesso sovradimensionate, con un ampio margine, il che per un impianto medio nella CSI può essere ridondante e costoso da gestire. E ci sono società di ingegneria più flessibili che sono nate da partecipazioni chimiche e comprendono il processo dall’interno. Ad esempio,Chengdu Yizhi Technology Co.- questo è proprio un caso del genere. Si tratta di un istituto di progettazione e sviluppo fondato da Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd., con un capitale sociale di 120 milioni di RMB. Questa non è solo una casa commerciale, ma una struttura inizialmente adattata alle soluzioni tecnologiche. Il loro sito webyzkjhx.rusi concentra sul mercato di lingua russa, e questo già dice qualcosa: stanno lavorando intenzionalmente per adattare le loro soluzioni alle nostre realtà post-sovietiche, relativamente parlando: infrastrutture obsolete, problemi con la qualità dell'energia e requisiti specifici per l'automazione.

Qual è il loro vantaggio come esportatore di tecnologia? Spesso offrono non solo adsorbitori, ma uno schema di integrazione nella catena di processo esistente. Ricordo un progetto per catturare la CO2 dai gas di scarico nella produzione di ammoniaca. I colleghi cinesi di un'analoga azienda hanno innanzitutto richiesto non solo la composizione del gas, ma anche schemi dettagliati del funzionamento dei compressori e programmi di manutenzione preventiva programmata dell'intera officina. Perché la modalità operativa della pompa per vuoto nel sistema NPV influisce direttamente sul carico di questi compressori. Questo è un livello di comprensione che deriva solo dall'effettiva esperienza di committenza, non dalle vendite su catalogo.

E qui sta il punto principale per l'acquirente. Quando si sceglie un fornitore cinese, non è necessario guardare un bellissimo modello 3D dell'impianto, ma il suo portafoglio di progetti completati con parametri del gas simili. Chiedersi non “quale grado di depurazione?”, ma “come si comporterà il sistema se la pressione nella rete impiantistica aumenta del 15%?” oppure “quale sarà la dinamica del calo della capacità assorbente dopo 8000 ore di lavoro con il nostro additivo specifico di idrogeno solforato?”. Le risposte a queste domande separano immediatamente chi produce da chi si limita a vendere.

Il VAN non è una bacchetta magica, ma uno strumento pieno di insidie

Il desorbimento sotto vuoto senza calore è, ovviamente, un ciclo energeticamente più favorevole rispetto all’adsorbimento con oscillazione termica (TSA). Il vantaggio principale è il risparmio sul riscaldamento. Ma nella pratica del suo utilizzo per la CO2 ci sono molti “ma”. Il primo è il requisito del vuoto. Per rimuovere efficacemente le molecole di CO2, ad esempio, dalla zeolite 13X, è necessario un vuoto abbastanza profondo. Ciò significa pompe per vuoto costose e di alta qualità (solitamente pompe a vite o rotative a palette con sistema di tenuta dell'olio) e assoluta tenuta delle colonne. I produttori di apparecchiature cinesi spesso scendono a compromessi offrendo pompe rotative a palette più convenienti. Ma in condizioni di lavoro costante con un ambiente aggressivo (anche il gas purificato contiene tracce), la durata di tali pompe può essere 2-3 volte inferiore a quella delle loro controparti europee. E questo deve essere incluso subito nelle spese operative.

La seconda pietra è l'umidità. Se il gas davanti all'assorbitore di CO2 non è adeguatamente essiccato, l'acqua occuperà spazio sull'adsorbente più velocemente dell'anidride carbonica. Nei sistemi NPV con la sua modalità ciclica, ciò è particolarmente critico, perché è più difficile desorbire l'acqua mediante vuoto. In uno degli stabilimenti in Kazakistan si è verificato esattamente questo problema: la pre-essiccazione sui setacci molecolari era instabile. Di conseguenza, le colonne di zeolite CO2 hanno perso rapidamente efficienza. Alla fine la soluzione non è stata la sostituzione dell'assorbente, ma il perfezionamento della modalità di spurgo e l'installazione di un analizzatore del punto di rugiada in ingresso aggiuntivo e più sensibile. Gli ingegneri cinesi, tra l'altro, hanno prontamente inviato il loro specialista: ha trascorso due settimane sul sito, raccogliendo dati. È prezioso.

Il terzo punto di cui non si parla molto sono gli effetti termici. L’adsorbimento della CO2 è un processo esotermico, mentre il desorbimento sotto vuoto è endotermico. Nei cicli BPD veloci (dell'ordine di diversi minuti), possono verificarsi variazioni locali della temperatura all'interno della colonna, che portano a sollecitazioni meccaniche nello strato assorbente e alla sua distruzione (formazione di particelle fini, polvere). Ho visto come, dopo sei mesi di lavoro, l'adsorbitore è stato aperto e gli strati inferiori si sono sinterizzati in grumi a causa del costante riscaldamento e raffreddamento ciclico, sebbene secondo il passaporto la temperatura non sia cambiata. I progettisti cinesi hanno successivamente ammesso che per cicli così brevi era necessario installare un diverso tipo di distributore di gas in ingresso in modo che il fronte di adsorbimento scorresse in modo più uniforme. Esperienza comprata con il sangue.

Assorbenti: promesse dei produttori vs realtà di fabbrica

Il mercato dei assorbenti in Cina è enorme. Puoi acquistare zeolite da centinaia di piccole fabbriche. Ma non tutti sono adatti al ciclo VAN. Parametri chiave: non solo capacità di CO2 a bassa pressione parziale (tutto questo è dimostrato nei test di laboratorio), ma anche cinetica di assorbimento-desorbimento, resistenza all'abrasione meccanica (dopo 100.000 cicli di differenza di pressione) e resistenza all'"avvelenamento?" altri componenti.

Molti esportatori cinesi nelle loro presentazioni fanno riferimento ad assorbenti basati su materiali mesoporosi modificati o MOF (strutture metallo-organiche). Sembrano rivoluzionari, i numeri di capacità sono impressionanti. Ma su scala industriale, il loro utilizzo per i gas di scarico è ancora raro. Costoso. Il principale cavallo di battaglia sono le stesse zeoliti e, in una certa misura, il carbone attivo impregnato. CompagniaTecnologia Chengdu Yizhi, a giudicare dai materiali aperti, si affida ad assorbenti zeolitici di propria progettazione, adattati specificamente per il ciclo di desorbimento sotto vuoto. Un punto importante: come istituto di design, spesso offrono l'assorbente come parte del loro pacchetto tecnologico e non come prodotto separato. Questo è logico: sono responsabili del funzionamento dell'intero sistema.

Dalla pratica: una volta abbiamo acquistato un lotto di “migliorati”? zeolite di un noto produttore cinese. In condizioni di laboratorio tutto era perfetto. Ma in un'installazione reale, dove il ciclo di desorbimento sotto vuoto è durato non 3 minuti (come nel test), ma 7 (come è avvenuto secondo la tecnologia), l'assorbente ha iniziato a degradarsi rapidamente. Si è scoperto che con un'esposizione più lunga al vuoto, si verificava una rimozione incompleta dell'acqua legata e la struttura collassava gradualmente. Il produttore, ovviamente, ha affermato che abbiamo violato il regime. La disputa non portò da nessuna parte. Conclusione: l'assorbente e il regime tecnologico sono un tutt'uno. È meglio acquistarli da un fornitore che garantirà il sistema completo.

Integrazione e “chiavi in mano”: dove stanno le difficoltà nascoste

Le aziende cinesi amano dire “chiavi in mano”. Ma per un acquirente della CSI questo concetto richiede maggiori dettagli. ?Chiavi in ​​mano? — è stato allora che hanno consegnato l'apparecchiatura, l'hanno installata utilizzando gli installatori importati e l'hanno avviata? Oppure include la piena integrazione con il sistema di strumentazione del cliente, la formazione del personale locale, la fornitura di pezzi di ricambio con 3 anni di anticipo e il supporto remoto? La differenza è colossale.

Per esperienza, i progetti di maggior successo sono stati quelli in cui non lavorava solo un team di vendita per la parte cinese, ma anche un ingegnere di processo dedicato che poteva prendere decisioni sul posto. Un giorno, durante la fase di avviamento, si è scoperto che le flange della tubazione di fornitura del gas del cliente avevano uno standard diverso (GOST vs. ANSI). Gli installatori cinesi, senza pensarci due volte, hanno suggerito semplicemente di saldare gli adattatori. Ma ciò richiederebbe la chiusura della produzione vicina. Di conseguenza, il loro ingegnere ha trovato essenzialmente anelli adattatori già pronti in una città locale: il problema è stato risolto senza saldatura. Questa flessibilità ha un costo.

Un’altra questione dolorosa è l’automazione. Spesso i fornitori cinesi forniscono ai loro quadri elettrici un'interfaccia in cinese e inglese. Ma per il nostro operatore, che lavora con dispositivi sovietici da 20 anni, questo può rappresentare un ostacolo. I buoni esportatori, mirati a relazioni a lungo termine, optano per la localizzazione: traduzione dell'interfaccia, adattamento degli schemi di segnalazione agli standard locali, conduzione di corsi di formazione non tramite un traduttore, ma con il coinvolgimento di un ingegnere di lingua russa. Sul sito webyzkjhx.ruè chiaro che ci stanno lavorando: l'informazione è strutturata per il nostro pubblico. Questo è un segno indiretto che stanno investendo nel mercato.

E non ultimo sull'integrazione: ecologia e documenti. La fornitura di un impianto per la cattura della CO2 è spesso parte di un progetto ambientale più ampio. I fornitori cinesi devono fornire un pacchetto completo di calcoli, certificati e, soprattutto, metodi di prova per l’accettazione. Ci sono stati casi in cui l'impianto ha funzionato, ma non è stato possibile dimostrare mediante misurazioni che raggiungesse l'efficienza di cattura dichiarata del 90% a causa di disaccordi nella metodologia di campionamento. Tutto ciò deve essere concordato in fase di specifiche tecniche.

Guardando avanti: dove stanno andando la tecnologia e il mercato

La domanda di soluzioni per la cattura della CO2 non potrà che crescere e la Cina è uno dei principali attori in questo ambito. Ma la tendenza non si vede negli impianti giganti per le centrali termoelettriche, bensì in soluzioni più compatte e modulari per il settore industriale di medie dimensioni: cementifici, metallurgia, petrolchimica. È qui che la tecnologia PDD presenta un vantaggio poiché consuma relativamente meno energia.

Le aziende cinesi stanno ora sperimentando attivamente sistemi ibridi: ad esempio, una combinazione di preconcentrazione su membrana di CO2 con adsorbimento finale su zeoliti in modalità PPV. Ciò consente di ridurre le dimensioni degli adsorbitori e di aumentare la purezza della CO2 prodotta. Mentre in precedenza la CO2 catturata veniva spesso semplicemente gettata via, ora viene sempre più considerata un prodotto commerciabile per l'industria alimentare, la produzione di ghiaccio secco o l'iniezione in formazioni per l'iniezione ultravioletta. Ciò cambia l’economia dell’intero progetto.

Per gli esportatori, ciò significa abbandonare la vendita di “ferro?” per la vendita di “tecnologie e servizi?”. Ci sarà una richiesta di aziende che non solo possano fornire l’installazione, ma anche aiutare con il modello di business per il riciclaggio della CO2 catturata e l’emissione di crediti di carbonio (se questo è rilevante per il paese acquirente). Coloro che rimangono nell’ambito dell’ingegneria semplice potrebbero perdere.

Per quanto riguarda specificamente l’adsorbimento durante il NPV, le principali direzioni di sviluppo sono la creazione di adsorbenti più durevoli e selettivi che operino in condizioni reali di gas non purificato e il miglioramento dei sistemi di controllo del ciclo basati sull’intelligenza artificiale. Immagina un sistema che analizzi la composizione del gas in ingresso in tempo reale e ottimizzi esso stesso la durata delle fasi di adsorbimento e desorbimento sotto vuoto per massimizzare l'efficienza e ridurre al minimo l'usura. Le aziende tecnologiche cinesi, in particolare quelle con un background in chimica, apprezzanoTecnologia Chengdu Yizhi, hanno tutte le possibilità di essere tra i leader in questo campo. La loro forza sta nella vicinanza ai grandi siti industriali domestici, dove possono testare sul campo nuove soluzioni. condizioni, per acquisire quella stessa esperienza pratica, che poi diventa la loro principale risorsa di esportazione.

Di conseguenza, quando si sceglie un partner cinese per un progetto di adsorbimento di CO2, non si dovrebbe guardare ai grandi nomi, ma alla profondità della comprensione della tecnologia, alla volontà di condividere esperienze (anche quelle infruttuose) e alla capacità di vedere nel proprio progetto non solo una vendita, ma un lavoro congiunto su un risultato a lungo termine. Sono queste aziende, anche se non sono le più grandi, che alla fine vincono e apportano vantaggi reali.