日前，由中國通用機(jī)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(jìn)行討論，為加快實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)聚力獻(xiàn)智。

新需求提出新要求

中國通用機(jī)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(jī)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(shí)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(jìn)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(qiáng)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(dá)到62500Nm3/h，并且還將繼續(xù)擴(kuò)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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(jì)的浪潮中，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)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(shí)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(qiáng)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(yùn)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(shí)時監(jiān)控與干預(yù)工藝過程功能，可幫助人員發(fā)現(xiàn)運(yùn)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(jìn)行實(shí)時的優(yōu)化與控制，確保整個工藝流程處于高效運(yùn)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(shí)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(hù)帶來的設(shè)備長周期運(yùn)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(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)指標(biāo)的核心與基礎(chǔ)。氣體分離行業(yè)應(yīng)不斷改進(jìn)和優(yōu)化吸附劑生產(chǎn)工藝，結(jié)合實(shí)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(dá)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(dá)到國際先進(jìn)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(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)以及工業(yè)化應(yīng)用，讓其產(chǎn)生實(shí)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(qiáng)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(jìn)而提升我國變壓吸附設(shè)備技術(shù)水平。