China: PSA-O2-Installationen – Markt und Ökologie? 

Wenn man in China über PSA O2 spricht, denken viele sofort an gigantische Zahlen und explosionsartiges Wachstum. Aber in Wirklichkeit stecken dahinter viele Nuancen, die Sie in den Berichten nicht sehen werden. Es wird oft übersehen, dass das Marktwachstum allein kein Indikator für die Reife einer Technologie oder, was noch wichtiger ist, für ihre tatsächlichen Auswirkungen auf die Umwelt ist. Es gab viel Lärm um ?Grün? Wasserstoff und erneuerbare Energiequellen, während Sauerstoff-PSA-Systeme im Schatten blieben, obwohl ihre Rolle bei der industriellen Dekarbonisierung kein untergeordnetes Problem darstellt.

Markt: nicht nur Zahlen, sondern die Struktur der Nachfrage

Wenn man die Mengen betrachtet, ist China natürlich führend in der Produktion und UmsetzungPSA O2-Installationen. Aber der entscheidende Punkt ist, wer sie kauft und warum. Zuvor war der Haupttreiber die Metallurgie und Chemie, wo Sauerstoff lediglich als Reagens in großen Mengen benötigt wurde. Jetzt ändert sich das Bild. Immer mehr Aufträge kommen von mittelständischen Unternehmen, nicht von Riesen, sondern von solchen, die die lokale Produktion modernisieren. Zum Beispiel kleine Werkstätten zur Glasverarbeitung oder Abwasseraufbereitung. Dabei kommt es ihnen weniger auf die absolute Reinheit des O2 (bis zu 99,5 %) als vielmehr auf Zuverlässigkeit und einfache Bedienung an. Und hier beginnen die ersten Fallstricke.

Viele lokale Hersteller, insbesondere in der Provinz, bieten immer noch Systeme an, die alten sowjetischen oder frühen deutschen Modellen nachempfunden sind. Ja, sie sind billiger. Doch ihre Energieeffizienz lässt zu wünschen übrig und ihre Anpassungsfähigkeit an Lastschwankungen ist schwach. Das hat uns auch einmal verbrannt, als wir versuchten, ein solches System in einem Elektronikproduktionsunternehmen zu installieren. Sie versprachen eine Reinheit von 93 % bei stabilem Verbrauch, aber in der Praxis sank der Sauerstoffausstoß bei Druckanstiegen im Netzwerk auf 88 % und der Prozess geriet durcheinander. Wir mussten das Steuerungssystem dringend verbessern, was zusätzliche Kosten und Ausfallzeiten bedeutete.

Der Trend geht nun zu Hybridlösungen. Nicht nur Druckwechseladsorption, sondern eine Kombination mit kurzzyklischer wärmeloser Regeneration oder sogar Elementen von Membrantechnologien in der Vorbehandlungsstufe. Dadurch können Sie den Energieverbrauch um 15–20 % senken, was für einen Kunden, der jede Kilowattstunde zählt, bereits ein ernstzunehmendes Argument ist. Doch bislang setzen dies nur wenige um. Warum? Es ist eine stärkere Feinabstimmung und ein besseres Verständnis der Technologie nicht als „Black Box“, sondern als Prozess erforderlich. Und die Personalbesetzung in den Regionen ist ein großes Problem.

Ökologischer Effekt: Man muss anders rechnen

Hier besteht die größte Lücke zwischen Erklärungen und Praxis. In Präsentationen schreiben sie oft: „PSA O2-Installation – eine umweltfreundliche Lösung?“. Formal ja, im Vergleich zu Kryoanlagen, die einen enormen Energieverbrauch erfordern. Doch der ökologische Fußabdruck muss von der Rohstoffgewinnung bis zur Entsorgung berechnet werden. Und das ist in China immer noch schwierig.

Nehmen Sie zum Beispiel Zeolith-Molekularsiebe, das Herzstück jedes PSA-Systems. Die meisten Hersteller kaufen sie im Inland ein. Die Qualität variiert, aber das Wichtigste ist die Ressource. Billige Siebe verlieren bereits nach 1,5-2 Jahren intensiver Arbeit ihre Wirksamkeit und müssen ersetzt werden. Wie sieht es mit Recycling aus? Meistens landet es einfach auf einer Mülldeponie, da sich das Recycling spezieller Adsorbentien wirtschaftlich nicht lohnt. Es stellt sich heraus, dass wir dabei Energie sparen, aber ein Problem mit festen Abfällen schaffen. Bei einem der Projekte haben wir zusammen mit Ingenieuren von Chengdu Yizhi Technology Co. versucht, ein Siebregenerationssystem vor Ort zu implementieren. Sie verfügen über Kompetenz auf dem Gebiet der Entwicklung chemisch-technologischer Systeme. Die Idee bestand darin, nicht nur etwas zu ändern, sondern einen Teil der Kapazität wiederherzustellen. Wir waren jedoch mit der Tatsache konfrontiert, dass hierfür eine separate Leitung mit Reagenzien erforderlich ist, was die Bedienung für das Anlagenpersonal erschwert. Das Projekt wurde eingefroren, obwohl es technisch machbar war.

Ein weiterer Aspekt ist der indirekte Einfluss.PSA O2Wird häufig zur Luftanreicherung bei Oxidationsprozessen wie der Abwasserbehandlung oder der Müllverbrennung verwendet. Eine höhere Sauerstoffkonzentration erhöht die Verbrennungseffizienz und reduziert die Emissionen unverbrannter Kohlenwasserstoffe und Dioxine. Das ist ein echtes Plus. Wenn die Anlage jedoch instabil ist und Sauerstoff in Schüben liefert, schwankt die Temperatur im Ofen und es können im Gegenteil schädlichere Nebenprodukte entstehen. Ich habe eine solche Situation in einer Müllverbrennungsanlage in der Provinz Sichuan gesehen. Wir mussten den O2-Versorgungskontrollalgorithmus komplett neu konfigurieren, um ihn mit der Abfallverladung zu synchronisieren.

Technologische Feinheiten: Wo die wahren Probleme liegen

Theoretisch läuft alles reibungslos: Luft -> Kompressor -> Trockner -> Adsorber -> Sauerstoffproduktion. In der Praxis bereitet jeder Pfeil potenziell Kopfschmerzen. Kompressoren zum Beispiel. Chinesische Hersteller sparen oft daran, indem sie Geräte mit geringer Wartbarkeit installieren. Vibrationen, Überhitzung – und nun dringen Staub und Öl in die Adsorber ein und zerstören die Siebe. Mittlerweile empfehlen wir Kunden grundsätzlich den Einbau einer zusätzlichen Filteranlage, auch wenn diese nicht in der Grundausstattung enthalten ist. Am Anfang teurer, erhöht aber die Lebensdauer deutlich.

Die Adsorber selbst. Das Design scheint einfach: ein mit einem Sieb gefüllter Zylinder. Aber viel hängt von der Qualität der Schweißnähte und internen Verteiler ab. Es gab Fälle, in denen es aufgrund von Mikrorissen in der Schweißnaht zu einem „Kurzschluss“ kam. Ströme und die Sauerstoffreinheit stieg nicht über 90 %. Die Suche nach einer solchen Fehlfunktion ist höllische Arbeit. Wir müssen die Kolonnen einzeln abschalten und Drucktests durchführen.

Kontrollsystem. Hier sind Fortschritte spürbar. Früher gab es einfache SPS mit einfacher Logik. Heutzutage werden zunehmend Systeme installiert, die sich an Veränderungen der Luftfeuchtigkeit und Temperatur der einströmenden Luft anpassen und die Belastung vorhersagen können. Aber auch hier handelt es sich um Anlagen des oberen Preissegments. Für den Massenmarkt bleibt das Management oft das schwache Glied. Das Personal ist nicht geschult, die Schnittstelle ist unverständlich und dadurch arbeitet das System nicht im optimalen Modus, sondern in dem, der „irgendwie konfiguriert und nicht angerührt“ wurde.

Die Rolle von Designinstituten und Integratoren

Die Situation hier ist interessant. Der Markt ist geteilt in diejenigen, die „Eisen“ verkaufen. (fertige Installationen) und diejenigen, die schlüsselfertige Lösungen verkaufen. Letztere gewinnen in der Regel langfristig, weil sie das System für einen bestimmten Kundenprozess optimieren können. Zu diesen Unternehmen zählen beispielsweiseChengdu Yizhi Technology Co.(Website:https://www.yzkjhx.ru). Dies ist nicht nur ein Geräteverkäufer, sondern ein Designinstitut, das auf der Grundlage eines Chemietechnologieunternehmens gegründet wurde. Ihr Ansatz ist oft anders: Sie analysieren zunächst den Prozesszyklus des Kunden eingehend und schlagen dann eine PSA-Konfiguration vor. Manchmal raten sie sogar von übermäßiger Leistung ab oder empfehlen im Gegenteil Redundanz.

Ihre Erfahrung zeigt, wie auch unsere, dass der Erfolg eines Projekts zu 40 % von einer kompetenten Vorprojektbefragung abhängt. Einer ihrer Fälle ist IntegrationPSA O2-Installationin einer Ethylenoxid-Produktionsanlage. Dabei war nicht nur Sauberkeit entscheidend, sondern auch die Stabilität des Versorgungsdrucks mit einer Genauigkeit von 0,1 bar. Die Standardinstallation sah dies nicht vor. Gemeinsam mussten wir ein maßgeschneidertes System aus Puffertanks und einer präzisen Regulierung entwickeln, das praktisch „zusammengenäht“ wurde. es an den bestehenden Reaktor an. Wir haben mehrere Monate gearbeitet, aber das Ergebnis hat sich gelohnt – die Produktausbeute stieg und die Abfallmenge sank.

Unternehmen wie Yizhi fungieren häufig als Brücke zwischen akademischen Entwicklungen (z. B. neuen Zeolithformulierungen von Universitäten) und der Industrie. Sie verfügen über die Möglichkeit, neue Lösungen in Pilotprojekten zu testen. Sie sehen sich aber auch mit dem Konservatismus der Kunden konfrontiert. Viele Unternehmensmanager ziehen eine jahrzehntelang bewährte, wenn auch weniger wirksame Lösung vor, als mit einer Innovation Risiken einzugehen, auch wenn sie Einsparungen verspricht.

Ein Blick in die Zukunft: Was wird den Markt als nächstes bewegen?

Ich denke, dass die nächsten fünf Jahre von zwei Faktoren bestimmt werden. Das erste ist die Verschärfung der Umweltstandards, nicht auf der Ebene der Emissionen, sondern auf der Ebene des Ressourcenverbrauchs (Energie, Wasser, Rohstoffe). Dies wird uns dazu zwingen, den Lebenszyklus von Anlagen zu überdenken. Das zweite ist die Digitalisierung. Nicht nur zur Schau, sondern echtes Online-Monitoring mit Predictive Analytics. Stellen Sie sich vor, das System selbst warnt, dass die Adsorptionseffizienz in Säule A nach 200 Betriebsstunden um 5 % sinken wird, und schlägt einen Wartungsplan vor.

Es entstehen bereits Lösungen, bei denen Daten von Installationssensoren in der Cloud gesammelt und mithilfe von Algorithmen für maschinelles Lernen analysiert werden. Dadurch können Sie Anomalien erkennen, die einem menschlichen Bediener einfach nicht auffallen würden. Dies wird jedoch nur langsam umgesetzt, wiederum aufgrund der Kosten und des Misstrauens gegenüber solchen Technologien.

Und noch eine letzte Sache. Vergessen Sie nicht die Alternativen.PSA-Technologie- kein Allheilmittel. Bei sehr großen Volumina und hohen Reinheiten ist die kryogene Destillation immer noch von Vorteil. Für kleine Volumina und mittlere Reinheiten werden zunehmend Membransysteme eingesetzt. Die Zukunft liegt höchstwahrscheinlich in Hybriden, bei denen PSA einer der Schritte und nicht der einzige Prozess sein wird. Die Aufgabe von Ingenieuren und Integratorunternehmen besteht nicht nur darin, Anlagen zu verkaufen, sondern für jede spezifische Aufgabe den optimalen technologischen Weg auszuwählen. Und hier werden Erfahrungen, wie sie bei Chengdu Yizhi Technology Co. gesammelt wurden, wo das eingetragene Kapital von 120 Millionen Yuan es ihm ermöglicht, komplexe komplexe Projekte zu übernehmen, zunehmend geschätzt. Denn letztlich geht es nicht um den Gerätemarkt, sondern um den Markt für effiziente und umweltfreundliche Industrielösungen.