China: Neue Technologien zur Abgasnutzung? 

Wenn man in China über die Nutzung von Abgasen spricht, denken viele sofort an riesige Anlagen bei Petrochemieriesen wie Sinopec. Aber die Realität erweist sich meiner Meinung nach oft als viel interessanter und... schmutziger im wahrsten Sinne des Wortes. Der Hauptkampf und die Innovation finden jetzt nicht so sehr im Bereich der globalen CO2-Abscheidung statt, sondern im Bereich der Arbeit mit den schwierigsten und „unbequemsten“ CO2-Abscheidungen. Ströme - Kokereigas, Abgase aus der Calciumcarbidproduktion, Emissionen aus kleinen Chemieanlagen. Dort, wo die Zusammensetzung instabil ist und die Volumina nicht immer kolossale Kapitalinvestitionen rechtfertigen, entstehen jene „neuen Technologien“, über die alle reden, die aber nur wenige tatsächlich in Aktion gesehen haben. Und hier liegt oft der Haupthaken: Eine Technologie mag auf dem Papier hervorragend sein, ist aber unter den Bedingungen einer bestimmten Anlage mit ihrem veralteten Gerätepark und dem ewigen Mangel an Mitteln für Modernisierung absolut unrentabel.

Von der Theorie zur Praxis: Wo straucheln die „Neuen“? Lösungen

Nehmen wir zum Beispiel den trendigen Trend der katalytischen Oxidation bei niedrigen Temperaturen, um flüchtige organische Verbindungen (VOCs) in Abgasen zu neutralisieren. Im Labor oder auf einem Labortisch mit ideal aufbereitetem Gasgemisch liegt der Wirkungsgrad bei 99 %. Sie kommen zu einer Pestizidproduktionsanlage in der Provinz Sichuan – und neben den Ziel-VOCs gibt es auch Staub, Säuredämpfe, eine Luftfeuchtigkeit unter 90 % und die Temperatur am Einlass schwankt. Der Katalysator, der zwei Jahre lang funktionieren soll, ist in sechs Monaten gesintert. Und die gesamte wirtschaftliche Berechnung, die auf der Haltbarkeit basiert, geht in die Hölle. Dabei handelt es sich nicht um einen Fehler der Technologie an sich, sondern um ein Anpassungsproblem. Oftmals sind es chinesische Ingenieursunternehmen, insbesondere solche, die aus Unternehmen wie beispielsweiseChengdu Yizhi Technology Co.(Ihre Website istyzkjhx.ru) entwickeln sie keine universelle „Silberkartusche“, sondern entwickeln Hybridlösungen. Erstens – eine zuverlässige und kostengünstige Absorption oder Adsorption zur Stabilisierung der Strömung und Entfernung von „Müll“ und erst dann – eine feine katalytische oder thermische Stufe. Dies erhöht die Kapitalkosten, erhöht jedoch die Zuverlässigkeit des gesamten Systems erheblich. Ihr Ansatz als Designinstitut mit einem eingetragenen Kapital von 120 Millionen Yuan basiert aufHuaxi-Technologie, basiert oft auf einer derart eingehenden Analyse der Rohstoffe und nicht auf dem Verkauf fertiger Boxen.

Ein weiterer Stolperstein ist die Energiebilanz. Viele Recyclingtechnologien, insbesondere thermische, verbrauchen mehr Energie (z. B. zum Heizen), als sie erzeugen oder einsparen. In China, wo die Stromtarife für die Industrie ein weiteres großes Thema sind, wird dieser Faktor entscheidend. Daher verlagert sich der Trend nun in Richtung Wärmerückgewinnung und Integration des Abgasrückgewinnungssystems in das Gesamtenergiesystem des Unternehmens. Verbrennen Sie das Gas nicht nur, sondern nutzen Sie seine Wärme, um Rohstoffe zu erhitzen oder Dampf für Ihren Eigenbedarf zu erzeugen. Aber hier gibt es viele Nuancen: Korrosion aufgrund der Zusammensetzung des Gases, Schwierigkeiten bei der Automatisierung aufgrund einer instabilen Strömung. Ich habe ein Projekt gesehen, bei dem das Rückgewinnungssystem aufgrund von Druckschwankungen im Abgas ständig abgeschaltet und am Ende einfach aufgegeben wurde und zu einer primitiven Fackel zurückgekehrt ist.

Und natürlich dürfen wir die Wirtschaft nicht vergessen. Die Einführung jeder noch so fortschrittlichen Recyclingtechnologie ist kostspielig. Und die entscheidende Frage für den Anlagenbesitzer lautet: „Wann rechnet es sich?“ Wenn es nicht um Bußgelder aus Umweltinspektionen geht (die in China übrigens von Jahr zu Jahr strenger werden), sondern um echte wirtschaftliche Vorteile, dann gibt es nicht viele Möglichkeiten. Entweder handelt es sich dabei um die Rückgewinnung wertvoller Komponenten (z. B. Wasserstoff aus Abgasen von Ölraffinerien) oder um die Erzeugung von Energie für den internen Gebrauch, wodurch die Abhängigkeit vom Netz verringert wird. Alles andere sind meist Imageprojekte oder eine Zwangsmaßnahme auf Druck der Regulierungsbehörde. Und Spezialisten vonChengdu Yizhi-TechnologieSie verbergen dies in ihren Präsentationen nicht und zeigen den Kunden ehrlich die Amortisationspläne in verschiedenen Szenarien, was übrigens mehr Vertrauen schafft.

Sonderfälle: nicht nur Petrochemie

Lassen wir uns von Abstraktionen entfernen. Eines der aufschlussreichsten Projekte der letzten Jahre, das ich im Detail studieren durfte, ist die Nutzung von Koksofengas in einem Hüttenwerk. Traditionell wurde es einfach in einer Fackel verbrannt. Die Aufgabe bestand nicht nur darin, Benzolkohlenwasserstoffe und Schwefelwasserstoff zu neutralisieren, sondern auch aufzufangen. Es wurde ein kombiniertes Schema verwendet: Adsorption an Aktivkohle, gefolgt von Regeneration und Freisetzung konzentrierter Benzole, und das gereinigte Gas wurde an das Heizsystem der Werkstatt weitergeleitet. Das Schwierigste war nicht die Reinigungstechnik, sondern die Organisation einer unterbrechungsfreien Versorgung der Adsorber mit instabilem Gasdruck. Es war notwendig, einen Puffertank-Gasbehälter und ein komplexes Automatisierungssystem zu entwerfen, das Gerüchten zufolge von Ingenieuren fertiggestellt wurdeHuaxi-Technologie. Das Projekt amortisierte sich nicht durch den Verkauf der extrahierten Benzole (ihr Markt ist volatil), sondern durch den Ersatz des teuren Erdgases, das zum Heizen verwendet wurde.

Ein weiteres Beispiel ist die kleine Chemieproduktion in Industrieparks. Dort werden die Emissionen aus einem Dutzend verschiedener Werkstätten oft in einem gemeinsamen Rohr gesammelt. Die Komposition ist ein schrecklicher Cocktail. Die Installation eines einzigen leistungsstarken Reinigungssystems für alle würde astronomische Kosten verursachen. Die Lösung, die ich in Zhejiang in der Praxis gesehen habe, ist ein dezentraler Ansatz. An jeder Quelle werden, soweit möglich, kompakte katalytische Oxidationsmodule installiert, die für eine bestimmte Emissionsart ausgewählt werden. Und schon allgemein, relativ „sauber“? der Rest wird zentral gereinigt. Dies reduziert die Gesamtbelastung der Endstufe und deren Kosten. Zwar ergab sich bei der Wartung vieler kleiner Anlagen in verschiedenen Unternehmen ein Problem: Es war ein einziger qualifizierter Service erforderlich, der nie vollständig organisiert war.

Und natürlich können wir das Thema der Gewinnung und Nutzung von Kohleflözmethan (CMM) aus Minen nicht außer Acht lassen. Genau genommen handelt es sich dabei ebenfalls um Restgas, allerdings mit seinen eigenen Besonderheiten. Hier verfolgen Technologien den Weg, Gas zu reinigen und auf eine Qualität zu bringen, die für die Einspeisung in Gaspipelines oder für die Stromerzeugung vor Ort geeignet ist. Die Hauptschwierigkeiten sind wiederum die Variabilität der Methankonzentration und das Vorhandensein von Verunreinigungen. China experimentiert hier aktiv, unter anderem mit Membrantrennung und Druckwechseladsorption (PSA). Der Erfolg hängt stark von der Geologie einer bestimmten Mine ab und es ist unmöglich, eine einzelne Lösung zu reproduzieren. Dies ist ein Bereich für echte Forschungsarbeit, kein typisches Ingenieurwesen.

Die Rolle spezialisierter Ingenieurbüros

Hier kommen Unternehmen wie das erwähnte ins SpielChengdu Yizhi Technology Co., Ltd.. Dabei handelt es sich nicht um Hersteller von Standardgeräten, sondern um Designinstitute. Ihre Stärke liegt in ihrer Fähigkeit, ein detailliertes Audit durchzuführen, den Prozess zu simulieren und wie ein Designer ein System aus den besten auf dem Markt verfügbaren Komponenten zusammenzustellen und sie an die Bedürfnisse des Kunden anzupassen. Schauen Sie sich ihr Portfolio an unteryzkjhx.ru— Es ist klar, dass sie mit verschiedenen Branchen zusammenarbeiten: von der Kokschemie bis zur Pharmaindustrie. Dies deutet auf eine breite Expertise speziell im Bereich der Reinigung komplexer Gasgemische hin. Ihre Gründung im Jahr 2013 auf Basis des Technologieunternehmens Huaxi war ein logischer Schritt für den Übergang von der Entwicklung chemischer Prozesse zu ihrer vollständigen industriellen Umsetzung, einschließlich „Schwänzen“.

Was zeichnet ein gutes Ingenieurbüro in diesem Bereich aus? Die Fähigkeit, dem Kunden ehrlich zu sagen: „Diese moderne Technologie wird für Ihren Fall nicht funktionieren, schauen wir uns eine einfachere und zuverlässigere Lösung an.“ Ich habe gesehen, wie Verkäufer von „Nanokatalysatoren“ ihre Anlagen an Fabriken verkauften, in denen das Gas so schmutzig war, dass die allererste Stufe – der Gaswäscher – jeden Monat ausfiel. Der Designansatz umfasst zunächst eine gründliche Analyse der Rohstoffe, oft über mehrere Produktionszyklen hinweg, und erst dann die Wahl der Methode. Manchmal ist die richtige Antwort nicht eine Supertechnologie, sondern eine Kaskade aus zwei oder drei bewährten, aber intelligent kombinierten Methoden.

Ein weiterer kritischer Punkt ist die Unterstützung nach dem Projekt. Ein Abgasrückgewinnungssystem, insbesondere ein neues, ist ein lebender Organismus. Rohstoffe ändern sich, Ausrüstung verschleißt und Standards werden strenger. Der Wartungsvertrag und die Upgrade-Optionen sind oft wichtiger als der ursprüngliche Vertragspreis. Unternehmen, die wie die Muttergesellschaft selbst tief in der chemischen Technologie verankert sindHuaxi-Technologie, hier sind sie im Vorteil, weil sie den Prozess von innen heraus verstehen und nicht nur als eine Reihe von Geräten.

Trends und Sackgassen: ein Einblick

Wohin geht alles? Der erste ist ein klarer Trend zur Digitalisierung und intelligentem Management. Nicht nur Ausgangssensoren, sondern prädiktive Analysesysteme, die auf der Grundlage indirekter Anzeichen (Druckabfall im Katalysatorbett, Änderung des Temperaturprofils) den Wartungsbedarf oder den bevorstehenden Ausfall einer Einheit vorhersagen können. Dadurch können Sie von der geplanten vorbeugenden Wartung zum tatsächlichen Zustand übergehen und so Ressourcen sparen. Aber es ist schwierig, dies umzusetzen: Man braucht Kompetenzen in der Datenwissenschaft, über die traditionelle Fabriken nicht verfügen.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, mit hochkonzentrierten, aber kleinvolumigen Strömen zu arbeiten. Zum Beispiel Emissionen aus Reaktoren in der Pharmaindustrie. Es ist keine riesige Installation erforderlich; Wir brauchen ein kompaktes, effizientes und vor allem schnell anpassbares System. Die Zukunft liegt hier höchstwahrscheinlich in modularen „Container“-Lösungen. Typen, die schnell mit einer neuen Quelle verbunden werden können.

Was ist meiner Meinung nach eine Sackgasse? Das Streben nach absoluter Reinigungsleistung „um jeden Preis?“. Manchmal erfordert die Reduzierung der Emissionen von 95 % auf 99,9 % eine Verdoppelung der Kapital- und Betriebskosten mit vernachlässigbaren Vorteilen für die Umwelt. Ein vernünftiger Kompromiss zwischen gesetzlichen Anforderungen, technologischer Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit ist das ultimative Ziel bei der Gestaltung von Recyclingsystemen. Auch das blinde Kopieren westlicher Lösungen ohne Berücksichtigung der lokalen Besonderheiten von Rohstoffen, Energiekosten und Personalqualifikationen führt oft zum Scheitern. Das Gerät ist installiert, funktioniert aber nicht.

Statt einer Schlussfolgerung: Lautes Nachdenken

Was ist also das Endergebnis von „neuen Technologien“? in China? Meiner Erfahrung nach liegt die wirkliche Neuheit heutzutage selten in der Erfindung einer grundlegend neuen physikalisch-chemischen Methode. Häufiger liegt es an der Fähigkeit, bestehende Technologien zu integrieren, anzupassen und für bestimmte, manchmal sehr „nicht ideale“ Technologien wirtschaftlich nutzbar zu machen. Bedingungen der chinesischen Industrielandschaft. Dies ist eher die Arbeit eines erstklassigen Wirtschaftsingenieurs als eines theoretischen Wissenschaftlers.

Ein erfolgreiches Restgasnutzungsprojekt besteht heute zu 30 % aus der richtigen Technologie, zu 50 % aus kompetenter Technik und Integration in die bestehende Produktion und zu 20 % aus der Bereitschaft des Kunden und Auftragnehmers für eine langfristige Partnerschaft und „Vor-Ort“-Änderungen. Und wenn Sie sehen, wie in einer Düngemittelfabrik ein System entwickelt wird, das beispielsweise von Spezialisten wie … entwickelt wurdeChengdu Yizhi-Technologie, arbeitet seit mehreren Jahren leise und effizient und verarbeitet stinkende Emissionen in nützlichen Dampf. Sie verstehen, dass in dieser unzeremoniellen Arbeit der wahre Fortschritt liegt. Ohne große Worte, aber mit konkreten Ergebnissen. Und die Frage aus dem Titel bleibt für jedes neue Objekt offen, und das ist vielleicht das Interessanteste an unserer Arbeit.