变压吸附设备“火”起来，国产技术大放异彩

    6月21-22日，由中国通用机械工业协会气体分离设备分会、全国天燃气化工与碳一化工信息中心变压吸附网主办的2019变压吸附产业发展大会在山西省太原市举行。来自国内科研院校、行业协会、设备生产企业及用户企业等的100余位代表参加会议。

    会议指出，变压吸附(PSA)是气体分离领域最重要的技术之一，一直支撑着石化、煤炭、钢铁等众多工业领域的高速发展。当前，我国工业领域环保标准日趋严格、循环经济备受推崇、产品精细化水平不断提升，这对气体分离的种类、纯度、气流量、设备规模等提出了更高要求，也为变压吸附技术带来了新的市场机遇。国产变压吸附设备企业在这场机遇与挑战的博弈中，一边趁风引火，把握现在，一边挖潜问道，筹谋未来。

国产技术大放异彩

     随着我国冶金、石化、煤化工等重工业的发展，气体分离设备行业近年来达到了历史最好的发展阶段。据不完全统计，2018年空分设备市场中，常温的变压吸附气体分离设备市场的火热程度不亚于低温空分设备。其中，变压吸附制氧设备生产厂商设备量和销售量同比增加50%以上，多家企业的变压吸附设备生产量处于历史高位，且产品明显呈大型化趋势;变压吸附制氮设备平均增长30%以上;变压吸附制氢设备增长更为迅猛，同比增长达到翻一番的水平。因此，去年以来我国变压吸附设备行业普遍火热，且这一火热市场有望持续，助推变压吸附产业更大发展。

     在变压吸附设备大型化发展方面，我国目前已达到了先进水平，其中一批重大装备和技术不仅填补国内不足，还创全球之最。特别是随着国内超大型炼化和煤化工项目的建设，10万立方米等级以上的成套空分装置应用也日趋成熟。

     目前变压吸附提纯氢气技术是变压吸附广泛、成熟、市场较大的应用方向。从我国在建的恒力石化2000万吨/年炼化一体化项目、浙江石化4000万吨/年炼化一体化项目、盛虹石化1600万吨/年炼化一体化项目等来看，其中使用的变压吸附提纯装置规模正不断提升。如恒力石化PSA提氢装置规模达120万Nm³/h，盛虹石化PSA提氢装置规模达67万Nm³/h。 

应用拓展大有可为

     除了应用规模最大的提氢、制氧、制氮三大方向以外，当前变压吸附技术应当拓展更多应用领域，特别是结合当前市场对环保技术和循环经济的需求，在CO、CO₂、NO_x、SO_x、VOCs等气体分离方面发挥更大用途。

    大气污染防治问题正受到社会各界普遍关注，这对气体分离和净化技术既是挑战，也是机遇。变压吸附技术已经从单纯的压力变化，拓展到很多技术，比如磁力控制等，应用领域也涉及多种大气污染气体。如柴油车尾气中VOCs的净化，主要技术就在于吸附；SO₂的净化，过去有石灰水吸收转化等方式，而目前课题组正在开展的活性炭吸附法，实验结果显示脱硫率可达95%以上，应用前景非常广阔；NO_x净化使用的传统脱硝工艺，也存在一些难以解决的问题，目前课题组正在研究使用吸附法进行净化后资源回收利用，有许多新的理念值得摸索。还有不少工厂排放的或者窑炉产生的烟气废气，混合了多种气体成分，如何利用吸附技术进行净化，应用前景也非常广阔。

    目前，有关某课题组承担的“烟气多污染物集并吸附脱除与资源化技术及示范”项目已列入“十三五”国家重点研发计划。未来变压吸附制氧装置可能会向更大和更小两个极端发展，一方面是工业装置的规模化需求，另一方面是民用化的简易便携需求，这些都为吸附技术和气体设备企业提供了很大发展空间。

    此外，有专家分析了未来国内VPSA技术发展的趋势和市场潜力，包括开发更多更高效的功能型制氧吸附剂，提升制氧装置的核心效率；开发更有效、简单、创新的流程，提高吸附剂利用效率，降低成本；吸附塔将向更加大型化和小型集约化的两极化发展；配套的阀门、风机泵、电机等基础工业水平提高，以适应规模化扩张与高能效的发展；降噪技术更成熟、更经济等。

智能运营大势所趋

    我国变压吸附技术和设备一定要加快向智能化方向发展。当前，林德、美国空气产品公司等国际气体行业巨头，都在大力推行智能控制方案，已经实现用一套控制系统远程控制全球范围内运行的多台设备，这类技术给应用商和运营商都提供了极大的便利，不仅节约了现场人力，还大大提升了设备运行效率，所以国际巨头在这方面有很大的技术和成本优势。而我国目前围绕变压吸附技术的研究，与人工智能、大数据、工业互联网等技术的结合还不够紧密，在设备向大型化方向发展的同时，未来行业还应更多向智能化方向努力，尽早实现无人化、智慧化运营。

    对任何一个化工分离过程，控制系统的有效监控都是保证稳定运行的关键。在吸附工艺中增加智能控制器来对工艺进行实时监控与干预，对于保证产品气的品质具有重要意义，当工艺存在扰动时，运营商可以及时调节关键参数，使其快速恢复至最优工况，甚至可以根据生产的需要进行优化，确保整个工艺流程始终处于高效运行。

    随着物联网技术的迅猛发展，变压吸附制氮技术应用操控也必将朝着人工智能方向深入发展。传统模式下，设备响应速度慢，维护费用高，一旦停工对用户企业造成的损失也比较大，而智能化的远程模式下，系统就可以通过监控、预测、矫正来主动反映设备工况，并通过对数据的计算优化生产工艺，预定维护，减少计划外停工。

    为支撑变压吸附技术的进步，相关分子筛、专用泵阀、电机、精密分析仪器等领域正在快速大步跟进。

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