China: Innovationen bei der Sauerstoffnutzung? 

Wenn man von „Sauerstoffnutzung“ hört, denken viele Menschen sofort an große metallurgische oder chemische Anlagen oder riesige Luftzerlegungsanlagen (ASU). Aber die Realität, zumindest was ich in den letzten zehn Jahren in China beobachtet habe, ist viel interessanter und sagen wir mal „bodenständiger“. Dabei geht es nicht so sehr um die globale Sammlung und Verarbeitung, sondern um die lokale, nahezu punktuelle Optimierung der Prozesse dort, wo sich dieser „Sauerstoff“ befindet. - oft ein Nebenprodukt, ein Überschuss oder umgekehrt eine knappe Ressource - wird zum Ausgangspunkt für Innovationen. Und hier zeigen chinesische Ingenieure, insbesondere in privaten Designinstituten, erstaunliche Flexibilität. Manchmal erscheinen ihre Ansätze für ihre westlichen Kollegen ungewöhnlich oder sogar riskant, aber sie ermöglichen die Lösung von Problemen, die im Rahmen klassischer Systeme als unrentabel gelten würden.

Woher kommt das „Extra“? Sauerstoff?

Die erste und offensichtlichste Quelle sind dieselben EinstellungenLuftzerlegung. Kryogen oder Adsorption. Sie produzieren hauptsächlich Stickstoff, wobei Sauerstoff oft als Nebenprodukt entsteht. Zuvor wurde es einfach... in die Atmosphäre freigesetzt. Heutzutage gilt dies als Verschwendung. Die zweite Quelle sind technologische Prozesse, beispielsweise in der chemischen Industrie, bei denen Gas mit hohem O2-Gehalt freigesetzt wird. Das dritte, weniger offensichtliche Problem sind mit Sauerstoff angereicherte Ströme in Industrien, in denen die Parameter fein abgestimmt sind. Die Aufgabe besteht darin, dieses Gas nicht verschwinden zu lassen.

Aber hier ist ein wichtiger Punkt, der in theoretischen Artikeln oft übersehen wird: Gas selbst ist keine Ressource. Es muss auf die erforderliche Reinheit und den erforderlichen Druck gebracht werden, eine stabile Versorgung gewährleisten und vor allem einen Verbraucher in fußläufiger Entfernung finden. Die Logistik von verflüssigtem oder komprimiertem Sauerstoff ist ein separates Problem und ein Kostenfaktor. Daher sind die erfolgreichsten Recyclingprojekte, die ich gesehen habe, immer an die Symbiose von Unternehmen an einem Standort oder in einem Industriepark gebunden.

Beispielsweise gab es ein Projekt für eine Polysilicium-Produktionsanlage. Dort erzeugte der Prozess ein sauerstoffhaltiges Gas als Nebenprodukt. Einerseits könnte es gereinigt und zur Anreicherung des Windes in den Öfen des benachbarten metallurgischen Standorts verwendet werden. Andererseits stellten sich Fragen hinsichtlich der Stabilität der Zusammensetzung und der Sicherheit. Es stellte sich heraus, dass die Lösung nicht in Supertechnologie lag, sondern in einem flexiblen System zur Überwachung und Mischung von Strömungen. Ingenieure ausChengdu Yizhi Technology Co.Sie sind einfach auf solche „nicht standardmäßigen“ Produkte spezialisiert. Integrationen. Sie verkaufen nicht nur die Installation, sondern entwerfen das System für ein bestimmtes technologisches Rätsel.

Misserfolge und Lehren: Wann ist „Innovation“? hängt von der Wirtschaft ab

Ich erzähle Ihnen von einem Vorfall, der mich viel gelehrt hat. Vor etwa vier Jahren gab es den Versuch, in einem Zementwerk ein Sauerstoffrückgewinnungssystem mit einer kleinen ASU einzuführen. Die Idee war großartig: Überschüssigen Sauerstoff nutzen, um die Luft im Ofen anzureichern, die Verbrennungstemperatur zu erhöhen, den Brennstoffverbrauch und die Emissionen zu senken. Technisch hat in der Pilotanlage alles funktioniert.

Doch in vollem Umfang kam es zu unerwarteten Komplikationen. Erstens beschleunigte sich die Korrosion in Gaskanälen aufgrund des erhöhten Sauerstoff- und Wasserdampfgehalts. Wir mussten das Material in bestimmten Bereichen dringend ändern – das hat den Löwenanteil der Ersparnis gefressen. Zweitens konnte die für das Mischen zuständige Automatisierung die Druckschwankungen im Hauptsauerstoffstrom der ASU nicht bewältigen. Dadurch wurde der Prozess instabil. Das Projekt wurde eingefroren. Die wichtigste Erkenntnis ist, dass Recycling nicht isoliert betrachtet werden kann. Für solche „Überraschungen“ benötigen wir eine Systemprüfung aller zugehörigen Geräte und eine eingebaute finanzielle und zeitliche Sicherheitsmarge.

Nach solchen Fällen begannen Unternehmen wie Yizhi Technology, der Risikoanalyse vor dem Projekt mehr Aufmerksamkeit zu schenken, insbesondere für nicht standardmäßige Anwendungen. Ihre Websiteyzkjhx.ruJetzt spiegelt sich übrigens dieser Ansatz wider: Es gibt viele Fälle zur Integration von Gasströmen in komplexe Technologieketten und nicht nur einen Gerätekatalog.

Wohin geht eigentlich der recycelte Sauerstoff?

Wenn wir hochrangige Themen wie die Medizin außer Acht lassen (wo die Anforderungen an Sauberkeit unerschwinglich sind), ist die Hauptanwendung natürlich die Industrie. Aber auch hier gibt es Evolution. Zuvor war der Hauptabnehmer die Metallurgie. Jetzt sehe ich Wachstum in zwei Richtungen.

Die erste ist die Abwasserbehandlung (Belüftung). Es scheint trivial zu sein. Dank neuer Membran- und Adsorptionstechnologien ist es jedoch möglich, Sauerstoff in der erforderlichen Konzentration (85-93 %) vor Ort kostengünstiger und zuverlässiger zu gewinnen als importierte Flaschen. Für große Kläranlagen in neuen Ökoparks in China ist dies fast schon zum Standard geworden. Die zweite Richtung ist die Chemie im kleinen Maßstab und die Herstellung neuer Materialien, beispielsweise Graphen oder hochreine Oxide, bei denen die Kontrolle der Atmosphäre im Reaktor von entscheidender Bedeutung ist. Hier sind nicht tausende Kubikmeter pro Stunde gefragt, sondern stabile 10-50 Kubikmeter mit höchster Parameterstabilität.

Und hier ist das Interessante: Große kryogene Anlagen sind für solche Anforderungen unwirksam. Im Vordergrund stehen kompakte PSA- (Adsorptions-) oder Membraneinheiten, die direkt in die Prozesslinie integriert werden können. Sie werden von Instituten wie Yizhi Technology entworfen und konfiguriert. Ihre Nische ist nicht die Gigawatt-Kapazität, sondern die präzise Anpassung an den Prozess.

Die Rolle von Designinstituten: Warum wurden sie zum Treiber?

Das chinesische Modell, bei dem ein starkes Designinstitut mit einem Grundkapital von 120 Millionen Yuan (caChengdu Yizhi Technology Co., Ltd.) arbeitet mit einem Technologieunternehmen (Huaxi Technology) zusammen und hat seine Wirksamkeit in solchen Nischenbereichen unter Beweis gestellt. Staatliche Giganten eignen sich gut für große Standardprojekte. Und wenn unkonventionelles technisches Denken, schnelle Anpassung und die Bereitschaft, technologische Risiken einzugehen, gefragt sind, kommen solche Akteure ins Spiel.

Sie arbeiten nach dem Prinzip „Vom Problem zur Lösung“. Ein Kunde kommt nicht mit der Bitte „Kaufen Sie uns eine Sauerstoffrückgewinnungsanlage?“ zu ihnen, sondern mit der Aufgabe: „Wir haben diesen Gasstrom mit diesen und jenen Parametern, wir müssen die Kosten dieses Prozesses senken oder diese Emissionen nutzen?“ Und das Institut beginnt zu modellieren und Optionen anzubieten: An manchen Stellen kann man mit einer zusätzlichen Abstimmung bestehender Geräte auskommen, an anderen ist ein neues Modul erforderlich und an anderen ist es wirtschaftlich rentabler, einen Teil des grundlegenden technischen Prozesses komplett zu ändern.

Ist das die eigentliche „Innovation im Recycling“? in der Praxis. Es ist nicht immer mit einer bahnbrechenden Technologie zur Sauerstoffproduktion oder -reinigung verbunden. Häufiger handelt es sich um eine Innovation im Systemdenken und der technischen Integration. Auf ihrer Website ist deutlich zu erkennen, dass sie sich gezielt als Projektintegrator positionieren, was voll und ganz mit meinen Marktbeobachtungen übereinstimmt.

Was kommt als nächstes? Trends und Einschränkungen

Wenn wir auf die nächsten 5-10 Jahre blicken, wird der Trend in Richtung weiterer Dezentralisierung und „intelligenter“ Integration gehen. IoT-basierte Systeme, die den Fluss mehrerer Gase (Sauerstoff, Stickstoff, Argon) zwischen verschiedenen Werkstätten oder sogar benachbarten Anlagen in Echtzeit ausgleichen. So etwas wie Energienetze, aber für Prozessgase. Dadurch wird die Gesamteffizienz der Ressourcennutzung am Industriestandort auf ein neues Niveau gehoben.

Es gibt aber auch gravierende Einschränkungen. Das erste ist die Sicherheit. Sauerstoff ist ein gefährliches Oxidationsmittel. Jedes System zu seiner Entsorgung, insbesondere bei Verwendung von Kompressoren und komplexen Armaturen, erfordert eine einwandfreie Konstruktion im Hinblick auf den Explosionsschutz. Der zweite Grund ist die wirtschaftliche Volatilität. Heute ist es rentabel, eine benachbarte Anlage mit Sauerstoff zu versorgen, und morgen wird sie geschlossen oder auf eine andere Technologie umgestellt. Daher bieten moderne Projekte die Möglichkeit, Ströme umzuleiten oder sogar das Endprodukt zu ändern (z. B. von gasförmig zu flüssig für die Logistik über größere Entfernungen).

Als Ergebnis lautet die Antwort auf die Frage aus dem Titel: Ja, es gibt Innovation. Dabei geht es aber nicht so sehr darum, etwas grundsätzlich Neues zu schaffen, sondern vielmehr um die flexible, pragmatische und systematische Anwendung bekannter Technologien zur Lösung spezifischer industrieller Probleme. Und die Treiber sind dabei genau jene Teams, die tief in die technologischen Prozesse ihrer Kunden eintauchen, bereit für Iterationen sind und keine Angst vor nicht standardisierten Lösungen haben. Wie die oben genannten. Dies ist meiner Meinung nach das wichtigste chinesische Know-how in diesem scheinbar engen Bereich.