Carbone adsorbente cinese: nuove tecnologie? 

Carbone adsorbente cinese: nuove tecnologie?

Quando senti questa combinazione: "Assorbente di carbone cinese?" – il primo pensiero riguarda spesso il prezzo. Economico. E per quanto riguarda la qualità... beh, capisci. Questo è uno stereotipo comune che incontriamo costantemente quando lavoriamo sul mercato. Ma la realtà, soprattutto negli ultimi 5-7 anni, è diventata molto più complessa e interessante. Sì, il prodotto di bassa qualità prodotto in serie per la semplice purificazione dell'acqua o dell'aria non è scomparso. Ma parallelamente è cresciuto un intero strato di produttori che non si limitano a produrre carbone attivo, ma risolvono problemi tecnologici specifici, a volte molto non banali. Ed è qui che inizia il divertimento.

Non solo “carbone”, ma un materiale tecnico

In precedenza, per molti clienti, le specifiche erano limitate al numero e alla concentrazione di iodio. Adesso le richieste sono diverse. Ad esempio, è necessario carbone con una distribuzione delle dimensioni dei pori definita con precisione - non solo "micro e mesopori", ma una curva specifica per catturare non "sostanze organiche in generale", ma alcuni composti volatili nella produzione di pitture e vernici. Oppure un adsorbente per catturare i vapori di mercurio nei gas di combustione, impregnato con reagenti specifici. I laboratori cinesi hanno imparato a lavorare con questo.

Ricordo un progetto per purificare il gas di processo in un impianto chimico nella CSI. L'obiettivo era rimuovere tracce di specifici composti organosulfurici. I fornitori europei offrivano soluzioni standard per budget enormi. Colleghi dalla Cina, vale a dire daChengdu Yizhi Technology Co.(questo è il loro portale in lingua russa -yzkjhx.ru), hanno prima inviato un questionario di tre pagine con domande su temperatura, pressione, composizione totale del gas e carichi di punta. Quindi hanno richiesto i nostri campioni di carbone esaurito per l'analisi. E solo dopo hanno proposto un prototipo: carbone a base di gusci di cocco, ma con attivazione a due stadi e lavaggio modificato. Il risultato è stato paragonabile in termini di efficienza all'analogo europeo e in termini di costi: 1,8 volte inferiore. La chiave era l’approccio: non vendevano una “scatola”, stavano risolvendo un problema.

Non possiamo però dire che sia tutto perfetto. Da qualche parte c’è ancora variazione nella qualità da lotto a lotto. A volte, nel tentativo di soddisfare parametri formali (lo stesso tonnellaggio), possono “ottimizzare”? processo in modo tale da compromettere la stabilità dell'adsorbimento in condizioni cicliche reali. Questo non è visibile immediatamente, ma dopo sei mesi di funzionamento. Sulla base dell'esperienza, siamo giunti alla conclusione che con grandi istituzioni, come la citata Yizhi, che è la divisione di progettazione e ricerca di Huaxi Technology con un capitale sociale di 120 milioni di yuan, tali rischi sono inferiori. Hanno le risorse per attività di ricerca e sviluppo e controllo approfonditi.

Focus su materie prime e ?green? processi

Un'altra direzione notevole è la diversificazione della base delle materie prime. Dipendono sempre meno solo dal carbone. Viene utilizzato di tutto: gusci di cocco (classico), ma anche gusci di noci, noccioli di albicocca, bambù, perfino scarti agricoli come la paglia. Questa non è solo PR ecosostenibile. Ogni materia prima ha una propria struttura porosa di “output”, prevedibile e riproducibile. Il carbone di bambù, ad esempio, è caratterizzato da macropori molto lunghi, che conferiscono una bassa resistenza idraulica, ideale per alcuni sistemi di ventilazione.

Ma qui c’è una trappola. La tecnologia di attivazione per le diverse materie prime deve essere messa a punto con precisione. Un giorno acquistammo una grande quantità di carbone di noci pecan per uso farmaceutico. Secondo il passaporto va tutto bene. In pratica, dopo la rigenerazione con vapore (procedura standard), iniziava la formazione incontrollata di polvere, che quasi rovinava la costosa colonna di adsorbimento. Il motivo, come è emerso in un'analisi congiunta con il fornitore, era l'eccessiva “aggressività”. attivazione primaria, che ha indebolito la struttura del grano. Il produttore, va detto a suo merito, non lo ha rinnegato, ma ha modificato la ricetta. Questo prodotto è ora in fornitura stabile.

Anche l'attivazione stessa si evolve. Si parla sempre più di metodi ibridi fisico-chimici che consentono di "tagliare" con maggiore precisione i pori della dimensione richiesta. E, soprattutto, riducono il consumo energetico. L’introduzione del recupero di calore nei forni di attivazione non è più una cosa insolita, ma sta gradualmente diventando la norma per le fabbriche avanzate. Ciò riduce i costi, il che in definitiva influisce sulla competitività.

Tecnologia del packaging: dalla polvere ai monoliti

In realtà, il carbonio adsorbente stesso è metà dell’opera. La forma della sua presentazione non è meno importante. E qui gli ingegneri cinesi mostrano una notevole flessibilità. In precedenza trasportavano principalmente sacchi di carbone tritato o granuli cilindrici. Ora il portafoglio di fornitori seri comprende filtri a maniche in tessuto con tessuto di carbonio agugliato, unità a cassetta già pronte per sistemi di climatizzazione e persino strutture monolitiche a nido d'ape (nido d'ape) per purificare grandi volumi d'aria con una bassa caduta di pressione.

Stavamo lavorando al progetto di una cabina di verniciatura. Avevamo bisogno di un'unità compatta per la pulizia fine dai solventi residui. La versione europea è costituita da cartucce in acciaio pesante con carbonio granulare. L'alternativa cinese sono cassette di plastica leggera riempite con carbone attivo di una frazione speciale, pressato in modo speciale con un legante minimo. L'efficienza nei test è stata simile, ma la sostituzione di un modulo usato ha richiesto minuti anziché un'ora ed è stata molto più economica. La soluzione si è rivelata così vincente che è stata successivamente replicata in altre strutture.

Ma anche qui c'è una sfumatura. A volte alla ricerca della “forma?” Il “contenuto” è un po’ perso. Esistevano blocchi monolitici ai quali, per conferire resistenza, veniva utilizzata una quantità eccessiva di legante (solitamente a base di resine fenolo-formaldeide), che ostruiva parzialmente i pori e, peggio, poteva diventare esso stesso fonte di emissione di odori se riscaldato. Ora i migliori produttori stanno passando a leganti più inerti e più sottili o addirittura a metodi di sinterizzazione.

Salse come parte del viaggio

Naturalmente ci sono stati alcuni fallimenti. Abbiamo avuto esperienza con il cosiddetto carbone “bipolare” per il trattamento complesso delle acque reflue, dove era necessario adsorbire contemporaneamente sia la materia organica che gli ioni di metalli pesanti. Il fornitore cinese (non uno dei migliori) ha assicurato l'unicità della tecnologia di impregnazione. Durante i test al banco in laboratorio, tutto ha funzionato alla grande. Ma nelle vere acque reflue, con la sua composizione variabile e la presenza di sostanze in sospensione, il carbone è “cieco”? per due mesi è stato quasi impossibile rigenerarsi. Si è scoperto che i siti attivi per la raccolta dei metalli erano troppo sensibili all'inquinamento organico e venivano bloccati in modo irreversibile. Il progetto, purtroppo, è stato annullato. È stata una lezione costosa che ha dimostrato che i test di laboratorio e un ambiente tecnologico di vita reale sono due cose molto diverse. E che dobbiamo lavorare con prodotti innovativi con ancora più attenzione, richiedendo non solo i dati del passaporto, ma anche i risultati di test pilota a lungo termine in condizioni il più vicino possibile al funzionamento futuro.

D’altro canto, questo fallimento ci ha costretti ad approfondire la chimica superficiale degli adsorbenti. E abbiamo già formulato diversamente la prossima richiesta simile, dividendo i compiti in due fasi di purificazione con assorbenti diversi e più specializzati. E hanno trovato una soluzione, ancora una volta, in collaborazione con un gruppo di ricerca cinese, che stava lavorando su compositi selettivi polimero-carbonio.

Cosa c'è in fondo? Guarda avanti

Quindi si tratta di nuove tecnologie? Se parliamo di scoperte fondamentali, probabilmente no. Ma se parliamo di tradurre i principi conosciuti in soluzioni commercialmente efficaci, affidabili e, soprattutto, su misura, allora assolutamente sì. Il mercato cinese del carbone adsorbente oggi non è un monolite. Questa è una struttura a più livelli: il segmento di prezzo inferiore e l'ingegneria superiore in rapida crescita, dove lavorano con casi specifici.

La tendenza che vedo è un’ulteriore specializzazione. Stanno già comparendo adsorbenti su misura per settori specifici: per l’estrazione dell’oro (raccolta dell’oro da soluzioni di cianuro), per l’industria alimentare (deodorizzazione degli oli preservando componenti utili), per l’elettronica (purificazione ultrapura di gas inerti). In questo segmento la concorrenza non si basa più tanto sul prezzo quanto sulla competenza tecnologica e sulla capacità di sviluppo comune.

Pertanto, alla domanda “Carbone adsorbente cinese: nuove tecnologie?” Io risponderei così: sì, ma con riserva. Questa non è una "nuova tecnologia"? nel vuoto. Si tratta di un settore maturo, in rapido adattamento, che è diventato molto efficace nel racchiudere la conoscenza scientifica in prodotti pratici e funzionanti. Ignorare questo fatto significa privarsi di tutta una serie di opportunità di ottimizzazione dei processi. L'importante è affrontare la scelta di un partner non come venditore di beni, ma come potenziale ingegnere industriale. E, come sempre, testalo attentamente. L'esperienza, anche negativa, in questo ambito è il bene più prezioso.