Verfahrensablauf und technische Prinzipien der PKU Pioneer 25,000 Nm³/h Sauerstofferzeugungsanlage

Ⅰ. Anlagenbeschreibung

Grundprinzip der Druckwechseladsorption (PSA) zur Sauerstofferzeugung: Die Rohluft wird durch den Gebläseeinlassfilter gefiltert, um Verunreinigungen zu entfernen, bevor sie in das Gebläse gelangt. Nach der Druckerhöhung durch das Gebläse tritt sie über Rohrleitungen und pneumatische Umschaltventile in das Adsorptionsbett ein. Feuchtigkeit und Kohlendioxid in der Rohluft werden vom PU-8/TS-Adsorbens adsorbiert. Während des Prozesses, in dem die gereinigte Luft durch das PU-8-Sauerstofferzeugungsadsorbens im Adsorber strömt, wird Stickstoff allmählich adsorbiert, was zur Anreicherung von Sauerstoff an der Spitze des Adsorbers führt. Der Produktsauerstoff strömt von der Spitze des Adsorbers aus, gelangt in den Sauerstoffpuffertank und wird nach Druckerhöhung den Nutzern zugeführt.

Um kontinuierlich Sauerstoff zu erhalten, werden in der Regel zwei oder mehr Adsorber installiert. Ein Adsorber adsorbiert Stickstoff aus der Luft unter hohem Druck, und Produktsauerstoff wird am Auslass des Adsorbers gewonnen; andere Adsorber durchlaufen unter niedrigem Druck eine Desorption oder Druckerhöhung, um im nächsten Zyklus Stickstoff aus der Rohluft zu adsorbieren. Mehrere Adsorber schalten abwechselnd um, um eine kontinuierliche Sauerstoffproduktion zu erreichen.

Das Instrumentensteuerungssystem verwendet das fortschrittliche deutsche Siemens PT-1500-System, dessen fortschrittliches Management-Steuerungs- und Daten-erfassungssystem den Nutzern flexible und leistungsstarke Funktionen zur Überwachung des Produktionsprozesses bietet.

Ⅱ.Überblick

1 Hauptkennzahlen

2 Betriebsbedingungen

Hinweise:

(1)Nm³/h bezieht sich auf das Volumen, gemessen bei 0 °C und 101,3 KP(A) (gleiches gilt im Folgenden);

(2)Anlaufzeit: 20 Minuten (30 Minuten beim ersten Anlauf), bis das Sauerstoffprodukt den Reinheitsindex erreicht; spezifischer Energieverbrauch für die Sauerstofferzeugung (basierend auf der Wellenleistung des Luftkompressors ±4 %): ~0,305 kWh/Nm³ O?

3. Grundprinzip

Grundprinzip der Vakuum-Druckwechseladsorption (VPSA) zur Sauerstofferzeugung: Die Rohluft wird durch den Gebläseeinlassfilter gefiltert, um Verunreinigungen zu entfernen, bevor sie in das Gebläse gelangt. Nach der Druckerhöhung durch das Gebläse tritt sie über Rohrleitungen und pneumatische Umschaltventile in das Adsorptionsbett ein. Feuchtigkeit und Kohlendioxid in der Rohluft werden vom PU-8/TS-Adsorbens adsorbiert. Während des Prozesses, in dem die gereinigte Luft durch das PU-8-Sauerstofferzeugungsadsorbens im Adsorber strömt, wird Stickstoff allmählich adsorbiert, was zur Anreicherung von Sauerstoff an der Spitze des Adsorbers führt. Der Produktsauerstoff strömt von der Spitze des Adsorbers aus, gelangt in den Sauerstoffpuffertank und wird nach Druckerhöhung den Nutzern zugeführt.

4. Überblick über den Verfahrensablauf

4.1 Sauerstoffproduktion

Bei der VPSA-Sauerstoffproduktion (Vakuum-Druckwechsel-Adsorption) muss jeder Zyklus die Schritte Adsorption, Gleichstrom-Druckentlastung, Vakuumdesorption, Spülen, Druckausgleich und Druckerhöhung durchlaufen.

Adsorption: Luft strömt durch das Adsorberbett, wobei Stickstoff adsorbiert wird. Sobald der Adsorber einen bestimmten Druck erreicht hat, fließt der Produktsauerstoff in den Sauerstoffpuffertank.

Gleichstrom-Druckentlastung: Nach Abschluss der Adsorption hat das Gas am Adsorberausgang einen relativ hohen Sauerstoffgehalt. Dieser Teil des Gases wird gleichstromseitig druckentlastet und in den Niederdruck-Adsorber abgegeben.

Vakuumdesorption: Nach der Gleichstrom-Druckentlastung ist der Adsorberdruck noch relativ hoch. Eine Vakuumpumpe wird verwendet, um den Druck im Adsorber weiter zu senken, und der desorbierte Stickstoff wird abgesaugt und an die Atmosphäre abgegeben.

Spülen: Bevor der Adsorber während des Vakuumpumpens den minimalen Desorptionsdruck erreicht, wird Sauerstoff vom Ausgang her in den Adsorber eingeleitet, während am Boden des Adsorbers weiter Vakuum gepumpt wird, um die weitere Desorption des adsorbierten Stickstoffs zu erleichtern.

Druckausgleich: Nach der Regeneration des Adsorbers wird das Gas aus dem Adsorber, der die Adsorption abgeschlossen hat, vom Ausgang her in den regenerierten Adsorber eingeleitet, während am Boden des regenerierten Adsorbers weiter Vakuum gepumpt wird.

Druckerhöhung: Nach dem Druckausgleich ist der Adsorberdruck immer noch niedrig. Produktsauerstoff aus dem Sauerstoffpuffertank tritt vom Ausgang her in den Adsorber ein, und vom Boden des Adsorbers wird Luft eingeleitet, um seinen Druck zu erhöhen.

Der zyklische Betrieb der oben genannten Schritte ermöglicht die Trennung von Sauerstoff und Stickstoff aus der Luft, wodurch Produktsauerstoff erhalten wird, der die erforderlichen Spezifikationen erfüllt. Der Wechsel zwischen den einzelnen Betriebsschritten erfolgt über pneumatische Wechselventile, die sich gemäß den Einstellungen des Steuerungsprogramms automatisch öffnen und schließen.

4.2 VPSA-Verfahrensfließschema