近日，由中國通用機械工業協會氣體分離設備分會、全國天燃氣化工與碳一化工信息中心變壓吸附網主辦的2019變壓吸附產業發展大會在山西省太原市舉行。來自國內科研院校、行業協會、設備生產企業及用戶企業等的100余位代表參加會議。
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會議指出，變壓吸附（PSA）是氣體分離領域最重要的技術之一，一直支撐著石化、煤炭、鋼鐵等眾多工業領域的高速發展。當前，我國工業領域環保標準日趨嚴格、循環經濟備受推崇、產品精細化水平不斷提升，這對氣體分離的種類、純度、氣流量、設備規模等提出了更高要求，也為變壓吸附技術帶來了新的市場機遇。國產變壓吸附設備企業在這場機遇與挑戰的博弈中，一邊趁風引火，把握現在，一邊挖潛問道，籌謀未來。
國產技術大放異彩
中國通用機械工業協會副秘書長兼中國通用機械工業協會氣體分離設備分會秘書長徐建平指出，隨著我國冶金、石化、煤化工等重工業的發展，氣體分離設備行業近年來達到了歷史最好的發展階段。據不完全統計，2018年空分設備市場中，常溫的變壓吸附氣體分離設備市場的火熱程度不亞于低溫空分設備。其中，變壓吸附制氧設備生產廠商設備量和銷售量同比增加50%以上，多家企業的變壓吸附設備生產量處于歷史高位，且產品明顯呈大型化趨勢；變壓吸附制氮設備平均增長30%以上；變壓吸附制氫設備增長更為迅猛，同比增長達到翻一番的水平。因此，去年以來我國變壓吸附設備行業普遍火熱，且這一火熱市場有望持續，助推變壓吸附產業更大發展。
在變壓吸附設備大型化發展方面，徐建平提到，我國目前已達到了世界領先水平，其中一批重大裝備和技術不僅填補國內空白，還創全球之最。特別是隨著國內超大型煉化和煤化工項目的建設，10萬立方米等級以上的成套空分裝置應用也日趨成熟。
全國天然氣化工與碳一化工信息中心變壓吸附網楊云介紹，目前變壓吸附提純氫氣技術是變壓吸附最廣泛、最成熟、市場最大的應用方向。從我國在建的恒力石化2000萬噸/年煉化一體化項目、浙江石化4000萬噸/年煉化一體化項目、盛虹石化1600萬噸/年煉化一體化項目等來看，其中使用的變壓吸附提純裝置規模正不斷提升。例如，恒力石化PSA提氫裝置規模達120萬Nm3/h，盛虹石化PSA提氫裝置規模達67萬Nm3/h。
應用拓展大有可為
多位與會業內人士提出，除了應用規模最大的提氫、制氧、制氮三大方向以外，當前變壓吸附技術應當拓展更多應用領域，特別是結合當前市場對環保技術和循環經濟的需求，在CO、CO2、NOx、SOx、VOCs等氣體分離方面發揮更大用途。
北京科技大學教授劉應書指出，大氣污染防治問題正受到社會各界普遍關注，這對氣體分離和凈化技術既是挑戰，也是機遇。變壓吸附技術已經從單純的壓力變化，拓展到很多技術，比如磁力控制等，應用領域也涉及多種大氣污染氣體。比如，柴油車尾氣中VOCs的凈化，主要技術就在于吸附；SO2的凈化，過去有石灰水吸收轉化等方式，而目前課題組正在開展的活性炭吸附法，實驗結果顯示脫硫率可達95%以上，應用前景非常廣闊；NOx凈化使用的傳統脫硝工藝，也存在一些難以解決的問題，目前課題組正在研究使用吸附法進行凈化后資源回收利用，有許多新的理念值得摸索。還有不少工廠排放的或者窯爐產生的煙氣廢氣，混合了多種氣體成分，如何利用吸附技術進行凈化，應用前景也非常廣闊。
目前，劉應書課題組承擔的“煙氣多污染物集并吸附脫除與資源化技術及示范”項目已列入“十三五”國家重點研發計劃。會上討論環節，劉應書還提到，未來變壓吸附制氧裝置可能會向更大和更小兩個極端發展，一方面是工業裝置的規模化需求，另一方面是民用化的簡易便攜需求，這些都為吸附技術和氣體設備企業提供了很大發展空間。
此外，北大先鋒科技有限公司銷售經理李永峰也分析了未來國內VPSA技術發展的趨勢和市場潛力，包括開發更多更高效的功能型制氧吸附劑，提升制氧裝置的核心效率；開發更有效、簡單、創新的流程，提高吸附劑利用效率，降低成本；吸附塔將向更加大型化和小型集約化的兩極化發展；配套的閥門、風機泵、電機等基礎工業水平提高，以適應規模化擴張與高能效的發展；降噪技術更成熟、更經濟等。
智能運營大勢所趨
北京科技大學教授李化治告訴記者，我國變壓吸附技術和設備一定要加快向智能化方向發展。當前，林德、美國空氣產品公司等國際氣體行業巨頭，都在大力推行智能控制方案，已經實現用一套控制系統遠程控制全球范圍內運行的多臺設備，這類技術給應用商和運營商都提供了極大的便利，不僅節約了現場人力，還大大提升了設備運行效率，所以國際巨頭在這方面有很大的技術和成本優勢。而我國目前圍繞變壓吸附技術的研究，與人工智能、大數據、工業互聯網等技術的結合還不夠緊密，在設備向大型化方向發展的同時，未來行業還應更多向智能化方向努力，盡早實現無人化、智慧化運營。
天津大學化工學院教授張東輝也表示，對任何一個化工分離過程，控制系統的有效監控都是保證穩定運行的關鍵。在吸附工藝中增加智能控制器來對工藝進行實時監控與干預，對于保證產品氣的品質具有重要意義，當工藝存在擾動時，運營商可以及時調節關鍵參數，使其快速恢復至最優工況，甚至可以根據生產的需要進行優化，確保整個工藝流程始終處于高效運行。
山西汾西重工有限公司技術專家周曉嫻提到，隨著物聯網技術的迅猛發展，變壓吸附制氮技術應用操控也必將朝著人工智能方向深入發展。傳統模式下，設備響應速度慢，維護費用高，一旦停工對用戶企業造成的損失也比較大，而智能化的遠程模式下，系統就可以通過監控、預測、矯正來主動反映設備工況，并通過對數據的計算優化生產工藝，預定維護，減少計劃外停工。
為支撐變壓吸附技術的進步，相關分子篩、專用泵閥、電機、精密分析儀器等領域正在快速大步跟進。會上，上海恒業分子篩股份有限公司、四川天一科技股份有限公司、昆山錦程氣體設備有限公司、蘇州杜爾制氧設備有限公司、洛陽建龍微納新材料股份有限公司、廈門博藝萊流體控制設備有限公司、浙江中孚流體機械有限公司、儒亞科技（北京）有限公司等企業還分別從配套技術和設備方面進行了分享。
