近日，由中國通用機械工業(yè)協(xié)會氣體分離設(shè)備分會、全國天燃氣化工與碳一化工信息中心變壓吸附網(wǎng)主辦的2019變壓吸附產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會在山西省太原市舉行。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)等的100余位代表參加會議。
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會議指出，變壓吸附（PSA）是氣體分離領(lǐng)域最重要的技術(shù)之一，一直支撐著石化、煤炭、鋼鐵等眾多工業(yè)領(lǐng)域的高速發(fā)展。當前，我國工業(yè)領(lǐng)域環(huán)保標準日趨嚴格、循環(huán)經(jīng)濟備受推崇、產(chǎn)品精細化水平不斷提升，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)帶來了新的市場機遇。國產(chǎn)變壓吸附設(shè)備企業(yè)在這場機遇與挑戰(zhàn)的博弈中，一邊趁風引火，把握現(xiàn)在，一邊挖潛問道，籌謀未來。
國產(chǎn)技術(shù)大放異彩
中國通用機械工業(yè)協(xié)會副秘書長兼中國通用機械工業(yè)協(xié)會氣體分離設(shè)備分會秘書長徐建平指出，隨著我國冶金、石化、煤化工等重工業(yè)的發(fā)展，氣體分離設(shè)備行業(yè)近年來達到了歷史最好的發(fā)展階段。據(jù)不完全統(tǒng)計，2018年空分設(shè)備市場中，常溫的變壓吸附氣體分離設(shè)備市場的火熱程度不亞于低溫空分設(shè)備。其中，變壓吸附制氧設(shè)備生產(chǎn)廠商設(shè)備量和銷售量同比增加50%以上，多家企業(yè)的變壓吸附設(shè)備生產(chǎn)量處于歷史高位，且產(chǎn)品明顯呈大型化趨勢；變壓吸附制氮設(shè)備平均增長30%以上；變壓吸附制氫設(shè)備增長更為迅猛，同比增長達到翻一番的水平。因此，去年以來我國變壓吸附設(shè)備行業(yè)普遍火熱，且這一火熱市場有望持續(xù)，助推變壓吸附產(chǎn)業(yè)更大發(fā)展。
在變壓吸附設(shè)備大型化發(fā)展方面，徐建平提到，我國目前已達到了世界領(lǐng)先水平，其中一批重大裝備和技術(shù)不僅填補國內(nèi)空白，還創(chuàng)全球之最。特別是隨著國內(nèi)超大型煉化和煤化工項目的建設(shè)，10萬立方米等級以上的成套空分裝置應用也日趨成熟。
全國天然氣化工與碳一化工信息中心變壓吸附網(wǎng)楊云介紹，目前變壓吸附提純氫氣技術(shù)是變壓吸附最廣泛、最成熟、市場最大的應用方向。從我國在建的恒力石化2000萬噸/年煉化一體化項目、浙江石化4000萬噸/年煉化一體化項目、盛虹石化1600萬噸/年煉化一體化項目等來看，其中使用的變壓吸附提純裝置規(guī)模正不斷提升。例如，恒力石化PSA提氫裝置規(guī)模達120萬Nm3/h，盛虹石化PSA提氫裝置規(guī)模達67萬Nm3/h。
應用拓展大有可為
多位與會業(yè)內(nèi)人士提出，除了應用規(guī)模最大的提氫、制氧、制氮三大方向以外，當前變壓吸附技術(shù)應當拓展更多應用領(lǐng)域，特別是結(jié)合當前市場對環(huán)保技術(shù)和循環(huán)經(jīng)濟的需求，在CO、CO2、NOx、SOx、VOCs等氣體分離方面發(fā)揮更大用途。
北京科技大學教授劉應書指出，大氣污染防治問題正受到社會各界普遍關(guān)注，這對氣體分離和凈化技術(shù)既是挑戰(zhàn)，也是機遇。變壓吸附技術(shù)已經(jīng)從單純的壓力變化，拓展到很多技術(shù)，比如磁力控制等，應用領(lǐng)域也涉及多種大氣污染氣體。比如，柴油車尾氣中VOCs的凈化，主要技術(shù)就在于吸附；SO2的凈化，過去有石灰水吸收轉(zhuǎn)化等方式，而目前課題組正在開展的活性炭吸附法，實驗結(jié)果顯示脫硫率可達95%以上，應用前景非常廣闊；NOx凈化使用的傳統(tǒng)脫硝工藝，也存在一些難以解決的問題，目前課題組正在研究使用吸附法進行凈化后資源回收利用，有許多新的理念值得摸索。還有不少工廠排放的或者窯爐產(chǎn)生的煙氣廢氣，混合了多種氣體成分，如何利用吸附技術(shù)進行凈化，應用前景也非常廣闊。
目前，劉應書課題組承擔的“煙氣多污染物集并吸附脫除與資源化技術(shù)及示范”項目已列入“十三五”國家重點研發(fā)計劃。會上討論環(huán)節(jié)，劉應書還提到，未來變壓吸附制氧裝置可能會向更大和更小兩個極端發(fā)展，一方面是工業(yè)裝置的規(guī)模化需求，另一方面是民用化的簡易便攜需求，這些都為吸附技術(shù)和氣體設(shè)備企業(yè)提供了很大發(fā)展空間。
此外，北大先鋒科技有限公司銷售經(jīng)理李永峰也分析了未來國內(nèi)VPSA技術(shù)發(fā)展的趨勢和市場潛力，包括開發(fā)更多更高效的功能型制氧吸附劑，提升制氧裝置的核心效率；開發(fā)更有效、簡單、創(chuàng)新的流程，提高吸附劑利用效率，降低成本；吸附塔將向更加大型化和小型集約化的兩極化發(fā)展；配套的閥門、風機泵、電機等基礎(chǔ)工業(yè)水平提高，以適應規(guī)模化擴張與高能效的發(fā)展；降噪技術(shù)更成熟、更經(jīng)濟等。
智能運營大勢所趨
北京科技大學教授李化治告訴記者，我國變壓吸附技術(shù)和設(shè)備一定要加快向智能化方向發(fā)展。當前，林德、美國空氣產(chǎn)品公司等國際氣體行業(yè)巨頭，都在大力推行智能控制方案，已經(jīng)實現(xiàn)用一套控制系統(tǒng)遠程控制全球范圍內(nèi)運行的多臺設(shè)備，這類技術(shù)給應用商和運營商都提供了極大的便利，不僅節(jié)約了現(xiàn)場人力，還大大提升了設(shè)備運行效率，所以國際巨頭在這方面有很大的技術(shù)和成本優(yōu)勢。而我國目前圍繞變壓吸附技術(shù)的研究，與人工智能、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的結(jié)合還不夠緊密，在設(shè)備向大型化方向發(fā)展的同時，未來行業(yè)還應更多向智能化方向努力，盡早實現(xiàn)無人化、智慧化運營。
天津大學化工學院教授張東輝也表示，對任何一個化工分離過程，控制系統(tǒng)的有效監(jiān)控都是保證穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。在吸附工藝中增加智能控制器來對工藝進行實時監(jiān)控與干預，對于保證產(chǎn)品氣的品質(zhì)具有重要意義，當工藝存在擾動時，運營商可以及時調(diào)節(jié)關(guān)鍵參數(shù)，使其快速恢復至最優(yōu)工況，甚至可以根據(jù)生產(chǎn)的需要進行優(yōu)化，確保整個工藝流程始終處于高效運行。
山西汾西重工有限公司技術(shù)專家周曉嫻提到，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，變壓吸附制氮技術(shù)應用操控也必將朝著人工智能方向深入發(fā)展。傳統(tǒng)模式下，設(shè)備響應速度慢，維護費用高，一旦停工對用戶企業(yè)造成的損失也比較大，而智能化的遠程模式下，系統(tǒng)就可以通過監(jiān)控、預測、矯正來主動反映設(shè)備工況，并通過對數(shù)據(jù)的計算優(yōu)化生產(chǎn)工藝，預定維護，減少計劃外停工。
為支撐變壓吸附技術(shù)的進步，相關(guān)分子篩、專用泵閥、電機、精密分析儀器等領(lǐng)域正在快速大步跟進。會上，上海恒業(yè)分子篩股份有限公司、四川天一科技股份有限公司、昆山錦程氣體設(shè)備有限公司、蘇州杜爾制氧設(shè)備有限公司、洛陽建龍微納新材料股份有限公司、廈門博藝萊流體控制設(shè)備有限公司、浙江中孚流體機械有限公司、儒亞科技（北京）有限公司等企業(yè)還分別從配套技術(shù)和設(shè)備方面進行了分享。
