?China: innovaciones en tecnología PSA para el medio ambiente?? 

China: innovaciones en tecnología PSA para el medio ambiente

cuando hablan detecnología PSAEn China, muchos imaginan inmediatamente instalaciones petroquímicas gigantes. Pero la verdadera innovación ahora reside en su adaptación a los problemas medioambientales, y aquí hay muchos matices que no están escritos en los informes.

De la sorción clásica a una herramienta medioambiental

ClásicoP.S.A.(adsorción por cambio de presión) se ha utilizado durante décadas para producir hidrógeno u oxígeno puro. La esencia es el proceso cíclico de adsorción y desorción sobre zeolitas o tamices moleculares de carbono. Pero hace unos 10 años, comenzó en China una fuerte tendencia hacia una industria más ecológica. Y luego resultó que la misma tecnología, pero con un enfoque diferente en el diseño de adsorbentes y la selección de adsorbentes, puede resolver problemas completamente diferentes.

Por ejemplo, captura y recuperación de compuestos orgánicos volátiles (COV) de las instalaciones de producción. No sólo lo quemes, sino devuélvelo al proceso. O limpiar el biogás del CO2 para producir metano comercializable. Esto requirió una revisión de muchos parámetros canónicos. La velocidad del ciclo, la caída de presión e incluso la forma de las válvulas: todo tuvo que recalcularse para flujos sucios y húmedos, y no para gas natural purificado.

El primer proyecto de recuperación de vapor de benceno que encontré en una planta casi fracasó debido a la condensación. La zeolita clásica se obstruyó en una semana. La solución se encontró en una capa combinada de adsorbente: primero, un material más hidrófobo elimina la humedad, luego un sorbente especializado actúa sobre los componentes objetivo. Pero esto aumentó los costes de capital y el cliente se sorprendió al principio. Tomó mucho tiempo calcular el reembolso por la devolución del producto.

Desafíos clave: no teoría, sino condiciones de campo

El principal problema ambiental.P.S.A.— inestabilidad del flujo de entrada. En la misma planta de recuperación de disolventes, la concentración puede aumentar significativamente dependiendo del modo de la línea principal. Y la automatización, configurada para un flujo estable, empieza a fallar. El cambio frecuente de válvulas provoca su desgaste. En una de las fábricas de la provincia de Jiangsu, instalamos un sistema con una línea de adsorción de respaldo y una lógica de control más flexible que analiza la tendencia en lugar del valor instantáneo. Pero esto, por supuesto, es más caro.

Otro punto es el consumo de energía. El PSA clásico para aire consume mucha energía debido a la compresión. En aplicaciones medioambientales, a menudo se pueden utilizar ventiladores de baja presión si el sistema hidráulico está diseñado correctamente. Pero aquí se necesita un cálculo preciso, de lo contrario la adsorción será ineficaz. Uno de nuestros sociosChengdu Yizhi Technology Co.(su sitio web eshttps://www.yzkjhx.ru), se especializa en este tipo de soluciones de ingeniería. No sólo venden instalaciones, sino que realizan el ciclo completo desde la auditoría hasta la puesta en servicio. Esto es importante porque sin un análisis profundo de los datos originales, el proyecto está condenado al fracaso.

Por cierto, sobreChengdu Yizhi Technology Co.. Es un instituto de diseño establecido por Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd. en 2013. Con un capital registrado de 120 millones de yuanes, pueden permitirse una importante investigación y desarrollo. Vi su planta piloto para purificar el gas de un horno de coque en una acería. Hubo un esquema interesante con preenfriamiento y secado, que prolongó significativamente la vida útil del adsorbente principal. Pero también reconocieron que la selección de un par de adsorción para entornos tan agresivos es siempre un compromiso entre capacidad y durabilidad.

Caso: el biogás y las complejidades de la economía

Una dirección muy indicativa es la modernización de las estaciones de biogás. El esquema estándar es la combustión en una planta de cogeneración. Pero si limpiamos el biogás del 40% de CO2 y compuestos de azufre, obtenemos biometano, que puede bombearse a la red o usarse como combustible para motores. La economía está cambiando dramáticamente.

Trabajamos en un proyecto en Shandong. El objetivo es aumentar el poder calorífico del gas. Usadotecnología PSAbasado en tamices moleculares de carbono modificado. La principal dificultad ni siquiera estaba en la tecnología, sino en las materias primas: la composición del estiércol cambiaba estacionalmente, lo que afectaba la concentración de sulfuro de hidrógeno. Fue necesario integrar una etapa de purificación adicional basada en quimisorción antes del PSA. Esto añadió costos operativos pero protegió el costoso adsorbente.

Lo más interesante empezó en la fase inicial. Los sensores de oxígeno mostraron picos fantasmas y el sistema falló. Resultó que el problema estaba en los microporos del nuevo adsorbente, que capturaban algo de aire durante la regeneración. Decidimos cambiar el procedimiento de purga. No se pueden escribir cosas tan pequeñas en el pasaporte de instalación; sólo se aprenden en el trabajo.

Los materiales importan: no sólo las zeolitas

Las publicaciones suelen centrarse en las zeolitas. Pero en proyectos ambientales reales, se utilizan cada vez más adsorbentes híbridos y estructuras organometálicas (MOF). Su capacidad para algunos contaminantes específicos, como los mercaptanos, es muchas veces mayor.

Pero hay un matiz: coste y estabilidad. Los MOF pueden ser sensibles a la presencia de vapor de agua. En uno de los seminarios, un representante de un instituto académico habló sobre un nuevo material compuesto basado en una matriz de grafeno. Sonaba impresionante, pero cuando pedimos muestras para probarlas en condiciones reales (con polvo y aerosoles), resultó que aún no se había estudiado su vida bajo carga cíclica. La innovación en el laboratorio y en el taller son dos cosas muy diferentes.

Por lo tanto, muchas empresas de ingeniería, incluida la mencionada Yizhi Technology, están creando sus propias composiciones adsorbentes patentadas. No siempre son revolucionarios, pero se pone a prueba su estabilidad a largo plazo. Su sitio web, por cierto, es una buena fuente para comprender las tendencias actuales en aplicaciones.P.S.A.en Asia.

Mirando al futuro: integración y digital

El siguiente paso que veo es la integración de las instalaciones de PSA en el contorno digital general de la empresa. No es solo una unidad autónoma, sino un sistema que recibe datos sobre las paradas planificadas de la producción principal, pronostica la composición de las materias primas y optimiza su ciclo con anticipación.

Por ejemplo, si se sabe que mañana se suministrará a la línea una materia prima con un contenido diferente de impurezas, la instalación puede ajustar con antelación el tiempo del ciclo de adsorción. Esto aumenta tanto la eficiencia como la vida útil del adsorbente. Ya existen proyectos piloto de este tipo, pero su implementación masiva se ve obstaculizada por la falta de preparación de la infraestructura en muchas fábricas antiguas.

Otra dirección prometedora es la miniaturización de fuentes distribuidas de contaminación. No es una gran fábrica, sino muchos talleres pequeños. Aquí necesitamos soluciones PSA compactas, casi modulares. Se está trabajando en esto, pero la barrera clave es el costo de fabricar equipos de alta precisión a pequeña escala, como un bloque de válvulas.

En general, la innovación enTecnologías PSAPara la ecología en China, no se trata de descubrimientos revolucionarios, sino de una adaptación minuciosa, ingenio de ingeniería y la voluntad de buscar soluciones no estándar para cada flujo específico, a menudo imperfecto. Y es en este trabajo mundano donde nace el efecto real sobre el medio ambiente.