China: Instalaciones de PSA O2: ¿mercado y ecología? 

Cuando se habla de PSA O2 en China, muchos piensan inmediatamente en cifras gigantescas y en un crecimiento explosivo. Pero, en realidad, detrás de esto hay muchos matices que no verás en los informes. A menudo se pasa por alto que el crecimiento del mercado por sí solo no es un indicador de la madurez de una tecnología o, más importante aún, de su verdadero impacto ambiental. Había mucho ruido alrededor del ?verde? El hidrógeno y las fuentes de energía renovables, mientras que los sistemas PSA de oxígeno quedaron en la sombra, aunque su papel en la descarbonización industrial no es un tema menor.

Mercado: no sólo números, sino la estructura de la demanda

Si nos fijamos en los volúmenes, China es, por supuesto, el líder en producción e implementación.Instalaciones de PSA O2. Pero el punto clave es quién los compra y por qué. Anteriormente, el principal impulsor era la metalurgia y la química, donde se necesitaba oxígeno simplemente como reactivo en grandes volúmenes. Ahora el panorama está cambiando. Cada vez más pedidos proceden de medianas empresas, no de gigantes, sino de aquellas que están modernizando la producción local. Por ejemplo, pequeños talleres de procesamiento de vidrio o tratamiento de aguas residuales. Lo importante para ellos no es tanto la pureza absoluta del O2 (hasta el 99,5%) sino la fiabilidad y la facilidad de uso. Y aquí empiezan los primeros escollos.

Muchos fabricantes locales, especialmente en las provincias, todavía ofrecen sistemas copiados de los antiguos modelos soviéticos o alemanes. Sí, son más baratos. Pero su eficiencia energética deja mucho que desear y su adaptabilidad a las fluctuaciones de carga es débil. Hubo un tiempo en que también nos quemamos con esto al intentar instalar un sistema de este tipo en una empresa de producción de productos electrónicos. Prometieron un 93% de pureza con un consumo estable, pero en la práctica, cuando aumenta la presión en la red, la producción de oxígeno cayó al 88% y el proceso se volvió loco. Tuvimos que mejorar urgentemente el sistema de control, lo que significó costes adicionales y tiempos de inactividad.

La tendencia ahora son las soluciones híbridas. No solo adsorción por cambio de presión, sino una combinación con regeneración sin calor de ciclo corto o incluso elementos de tecnologías de membrana en la etapa de pretratamiento. Esto permite reducir el consumo de energía entre un 15 y un 20%, lo que ya es un argumento serio para un cliente que cuenta cada kilovatio-hora. Pero hasta ahora sólo unos pocos lo están implementando. ¿Por qué? Se requiere un mayor ajuste y comprensión de la tecnología no como una “caja negra”, sino como un proceso. Y la dotación de personal en las regiones es un gran problema.

Efecto ecológico: hay que contar de otra manera

Aquí está la mayor brecha entre las declaraciones y la práctica. A menudo, en las presentaciones escriben: “La instalación de PSA O2: ¿una solución respetuosa con el medio ambiente?”. Formalmente sí, si lo comparamos con las instalaciones criogénicas, que requieren un enorme consumo energético. Pero la huella ecológica debe calcularse desde la extracción de las materias primas hasta su eliminación. Y esto sigue siendo difícil en China.

Tomemos, por ejemplo, los tamices moleculares de zeolita, el corazón de cualquier sistema PSA. La mayoría de los fabricantes los compran en el país. La calidad varía, pero lo principal es el recurso. Los tamices baratos pierden su eficacia tras sólo 1,5 o 2 años de trabajo intensivo y es necesario sustituirlos. ¿Qué pasa con el reciclaje? La mayoría de las veces simplemente termina en un vertedero, porque reciclar adsorbentes especiales no es económicamente rentable. Resulta que ahorramos energía en el proceso, pero creamos un problema con los desechos sólidos. En uno de los proyectos intentamos implementar un sistema de regeneración de pantallas in situ junto con ingenieros de Chengdu Yizhi Technology Co. Ellos tienen competencia en el campo del diseño de sistemas tecnológicos químicos. La idea no era sólo cambiar, sino recuperar parte de la capacidad. Pero nos encontramos con el hecho de que esto requiere una línea separada con reactivos, lo que complica el manejo para el personal de la planta. El proyecto quedó congelado, aunque técnicamente era viable.

Otro aspecto es la influencia indirecta.PSA O2A menudo se utiliza para enriquecer el aire en procesos de oxidación, como el tratamiento de aguas residuales o la incineración de residuos. Una mayor concentración de oxígeno aumenta la eficiencia de la combustión y reduce las emisiones de hidrocarburos y dioxinas no quemados. Esta es una verdadera ventaja. Pero si la instalación es inestable y suministra oxígeno a borbotones, la temperatura en el horno oscila y, por el contrario, se pueden formar subproductos más nocivos. Vi una situación así en una planta incineradora de residuos en la provincia de Sichuan. Tuvimos que reconfigurar completamente el algoritmo de control del suministro de O2 para sincronizarlo con la carga de residuos.

Sutilezas tecnológicas: dónde residen los verdaderos problemas

En teoría, todo va bien: aire -> compresor -> secador -> adsorbentes -> producción de oxígeno. En la práctica, cada flecha es un potencial dolor de cabeza. Compresores, por ejemplo. Los fabricantes chinos suelen ahorrar en ellos instalando unidades con baja capacidad de mantenimiento. Vibraciones, sobrecalentamiento... y ahora el polvo y el aceite entran en los adsorbentes, matando los tamices. Ahora siempre recomendamos que los clientes instalen un sistema de filtración adicional, incluso si no está incluido en la configuración básica. Al principio es más caro, pero aumenta significativamente la vida útil.

Los propios adsorbentes. El diseño parece sencillo: un cilindro lleno de un tamiz. Pero mucho depende de la calidad de las soldaduras y de los distribuidores internos. Ha habido casos en los que, debido a microfisuras en la soldadura, se produjo un "cortocircuito". Los flujos y la pureza del oxígeno no superaron el 90%. Buscar una avería así es un trabajo infernal. Tenemos que apagar las columnas una a una y realizar pruebas de presión.

Sistema de control. Aquí se nota el progreso. Anteriormente existían PLC simples con lógica básica. Hoy en día, se instalan cada vez más sistemas que pueden adaptarse a los cambios de humedad y temperatura del aire entrante y predecir la carga. Pero nuevamente, esto ocurre en instalaciones del segmento de precios superior. Para el mercado de masas, la gestión sigue siendo a menudo el eslabón débil. El personal no está capacitado, la interfaz es incomprensible y, como resultado, el sistema no funciona en el modo óptimo, sino en el que estaba "de alguna manera configurado y no tocado".

El papel de los institutos de diseño y los integradores.

La situación aquí es interesante. El mercado se divide entre quienes venden ?hierro? (instalaciones listas para usar), y aquellos que venden soluciones llave en mano. Estos últimos, por regla general, ganan a largo plazo porque pueden optimizar el sistema para un proceso específico del cliente. Estas empresas incluyen, por ejemplo,Chengdu Yizhi Technology Co.(sitio web:https://www.yzkjhx.ru). No se trata simplemente de un vendedor de equipos, sino de un instituto de diseño creado sobre la base de una empresa de tecnología química. Su enfoque suele ser diferente: primero analizan en profundidad el ciclo del proceso del cliente y luego proponen una configuración PSA. A veces incluso desaconsejan el exceso de potencia o, por el contrario, recomiendan la redundancia.

Su experiencia, como la nuestra, demuestra que el éxito de un proyecto depende en un 40% de un estudio previo al proyecto competente. Uno de sus casos es la integración.Instalación de PSA O2en una planta de producción de óxido de etileno. Allí no sólo era fundamental la limpieza, sino también la estabilidad de la presión de suministro con una precisión de 0,1 bar. La instalación estándar no proporcionaba esto. Juntos tuvimos que desarrollar un sistema personalizado de tanques de inercia y una regulación precisa, prácticamente “cosiéndolo”. al reactor existente. Trabajamos durante varios meses, pero el resultado valió la pena: el rendimiento del producto aumentó y la cantidad de desperdicio disminuyó.

Empresas como Yizhi suelen actuar como puente entre los avances académicos (como las nuevas formulaciones de zeolita de las universidades) y la industria. Tienen un recurso para probar nuevas soluciones en proyectos piloto. Pero también se enfrentan al conservadurismo de los clientes. Muchos directivos de empresas prefieren una solución probada durante décadas, aunque menos eficaz, que correr riesgos con una innovación, incluso si promete ahorros.

Una mirada al futuro: ¿qué moverá el mercado a continuación?

Creo que los próximos cinco años estarán determinados por dos factores. El primero es el endurecimiento de las normas medioambientales, no a nivel de emisiones, sino a nivel de consumo de recursos (energía, agua, materias primas). Esto nos obligará a reconsiderar el ciclo de vida de las instalaciones. El segundo es la digitalización. No sólo para mostrar, sino para un monitoreo real en línea con análisis predictivos. Imaginemos que el propio sistema advierte que tras 200 horas de funcionamiento la eficiencia de adsorción en la columna A bajará un 5% y sugiere un plan de mantenimiento.

Ya están surgiendo soluciones en las que los datos de los sensores de instalación se recopilan en la nube y se analizan mediante algoritmos de aprendizaje automático. Esto le permite detectar anomalías que un operador humano simplemente no notaría. Pero esto se está implementando lentamente, nuevamente debido al costo y la desconfianza en dichas tecnologías.

Y una última cosa. No te olvides de las alternativas.tecnología PSA- no es una panacea. Para volúmenes muy grandes y purezas elevadas, la destilación criogénica sigue siendo beneficiosa. Para volúmenes pequeños y purezas medias se empiezan a utilizar sistemas de membranas. Lo más probable es que el futuro esté en los híbridos, donde el PSA será uno de los pasos, y no el único, proceso. La tarea de ingenieros y empresas integradoras no es sólo vender instalaciones, sino seleccionar la ruta tecnológica óptima para cada tarea concreta. Y aquí se valorará cada vez más una experiencia como la acumulada en Chengdu Yizhi Technology Co., donde el capital registrado de 120 millones de yuanes le permite asumir proyectos complejos y complejos. Al fin y al cabo, no estamos hablando del mercado de equipos, sino del mercado de soluciones industriales eficientes y respetuosas con el medio ambiente.