變壓吸附裝置減碳之路怎么走
日前,，由中國通用機械工業(yè)協(xié)會氣體分離設(shè)備分會主辦的2021第二屆變壓吸附技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會暨雙碳背景下吸附分離技術(shù)工業(yè)應(yīng)用高峰論壇在天津召開,。來自國內(nèi)科研院校、行業(yè)協(xié)會,、設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)及用戶企業(yè)等單位的80位專家,，圍繞變壓吸附設(shè)備技術(shù)減碳路線進行討論，為加快實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)聚力獻智,。
新需求提出新要求
中國通用機械工業(yè)協(xié)會副秘書長徐建平會上指出,，變壓吸附技術(shù)(PSA)是氣體分離設(shè)備領(lǐng)域最重要的技術(shù)之一，支撐著石化,、煤炭,、鋼鐵等工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。在“雙碳”目標(biāo)大背景下,，石化等行業(yè)因生產(chǎn)環(huán)節(jié)排放工業(yè)廢氣,，其綠色發(fā)展道路遇阻。這對氣體分離的種類,、純度,、氣流量、設(shè)備規(guī)模等提出了更高要求,，也為變壓吸附技術(shù)帶來新市場機遇,。
北京北大先鋒科技股份有限公司新業(yè)務(wù)部經(jīng)理李延奎表示，高爐是鋼鐵廠的主要用氧源之一,。鋼鐵等用戶行業(yè)需結(jié)合實際需求,，充分發(fā)揮不同制氧工藝之所長，為高爐富氧擇優(yōu)配置制氧設(shè)備,，關(guān)注變壓吸附分離一氧化碳技術(shù)優(yōu)勢,，促進鋼鐵化工耦合發(fā)展，助力大幅降低碳排放,。
“近年來,，鋼鐵行業(yè)需求強勁，有力推動了變壓吸附制氧設(shè)備在高爐富氧領(lǐng)域的超大型規(guī)模應(yīng)用。目前,，我國最大的VPSA制氧設(shè)備制氧規(guī)模已達到62500Nm³/h,，并且還將繼續(xù)擴大。”京津冀鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長劉育松表示,。
“變壓吸附技術(shù)與碳—化工技術(shù)集成,，能發(fā)揮出高效分離凈化與高效催化凈化的綜合優(yōu)勢。”西南化工研究設(shè)計院有限公司副總工程師李克兵介紹說,，目前,，西南院經(jīng)過30余年的潛心研究及工程化實踐，攻克了一系列技術(shù)難題,，創(chuàng)建并完善了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型化變壓吸附系統(tǒng)技術(shù)體系,，實現(xiàn)了對國外技術(shù)的替代和超越，并建成數(shù)十套大型變壓吸附裝置,，廣泛應(yīng)用于煉油化工,、煤化工、氫能,、工業(yè)尾氣回收利用等行業(yè),，實現(xiàn)了碳資源高效轉(zhuǎn)化利用并支撐碳減排。
智能化升級打開新路徑
“我們正處在數(shù)字經(jīng)濟的浪潮中,，人工智能,、大數(shù)據(jù)、云計算給傳統(tǒng)的氣體分離行業(yè)帶來革命性的變化,。用新一代信息技術(shù)賦能傳統(tǒng)裝備,，實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展是氣體分離行業(yè)的發(fā)展方向,。”談到未來的發(fā)展愿景,，北京科技大學(xué)教授劉應(yīng)書特別強調(diào)了氣體分離過程裝備智能化的重要性。他認(rèn)為,，裝備的全面智能化升級是氣體分離過程提質(zhì)增效的新路徑,。
天津大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院張東輝教授表示，對任何一個化工分離過程,，確保對控制系統(tǒng)的有效監(jiān)控是穩(wěn)定運行的關(guān)鍵,。在吸附工藝中增加智能控制器，對保證產(chǎn)品氣品質(zhì)有重要意義,。智能控制器的實時監(jiān)控與干預(yù)工藝過程功能,，可幫助人員發(fā)現(xiàn)運行異常時，及時調(diào)節(jié)關(guān)鍵參數(shù),，快速將工況恢復(fù)至最優(yōu),，同時還可以根據(jù)生產(chǎn)需要進行實時的優(yōu)化與控制，確保整個工藝流程處于高效運行狀態(tài)。
“變壓吸附技術(shù)的數(shù)字化,，能為高端裝備加上數(shù)字化元素,，更好地助力油氣行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降耗、提質(zhì)增效,。無論是裝備效能的提升,，還是預(yù)知性維護帶來的設(shè)備長周期運行等，都將成為鋼鐵,、化工等行業(yè)減排降碳的新舉措,。”張東輝表示。
持續(xù)優(yōu)化吸附劑性能
多位與會內(nèi)人士表示,，吸附劑是變壓吸附氣體分離裝置實現(xiàn)設(shè)計指標(biāo)的核心與基礎(chǔ)。氣體分離行業(yè)應(yīng)不斷改進和優(yōu)化吸附劑生產(chǎn)工藝,，結(jié)合實踐持續(xù)改善吸附劑性能,，使吸附劑性能處于國際領(lǐng)先水平。
據(jù)了解,，北大先鋒自主研發(fā)的高效CO吸附劑PU-1在常溫常壓下對CO的吸附量可達50ml/g以上,，可用于從水煤氣、半水煤氣,、合成氣以及鋼鐵廠尾氣等工業(yè)混合氣中吸附分離提純CO,；高效鋰基空氣分離O?吸附劑PU-8在常溫常壓下的N?吸附量不小于22ml/g，氮氧分離系數(shù)為8~10,，分別是常規(guī)制氧分子篩的2~3倍,，其技術(shù)性能指標(biāo)達到國際先進水平。
“要不斷發(fā)現(xiàn)新型結(jié)構(gòu)的分子篩,，并將已知結(jié)構(gòu)的分子篩進行大規(guī)模生產(chǎn)以及工業(yè)化應(yīng)用,，讓其產(chǎn)生實際價值。”洛陽建龍微納新材料股份有限公司技術(shù)部部長王玉峰建議,，要提高和細(xì)化我國變壓吸附的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，提高吸附劑性能，加強工藝和裝備技術(shù)的開發(fā)以及應(yīng)用專業(yè)技術(shù)開發(fā),，進而提升我國變壓吸附設(shè)備技術(shù)水平,。
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