Vergleich von VPSA-Sauerstoffanlage und PSA-Sauerstoffgenerator

VPSA- und PSA-Sauerstofferzeugungsanlagen werden hauptsächlich für die industrielle Sauerstoffproduktion eingesetzt.

Druckwechseladsorption (PSA) Die Sauerstofferzeugungstechnologie mittels Druckwechseladsorption (PSA) ist ein neues Gastrennverfahren, das Molekularsiebe als Adsorptionsmittel verwendet, um Gasgemische auf der Grundlage der unterschiedlichen Adsorptionseigenschaften von Molekularsieben für verschiedene Gasmoleküle zu trennen. Mit Luft als Rohmaterial verwendet es ein hochleistungsfähiges, hochselektives festes Adsorptionsmittel, um N2 und O2 in der Luft zu trennen. Zeolith-Molekularsiebe adsorbieren bevorzugt N2, so dass Sauerstoff in der Gasphase angereichert werden kann. Nach einer bestimmten Zeit erreicht die N2-Adsorption durch das Molekularsieb die Gleichgewichtsbeladung. Da die adsorbierte Gasmenge bei unterschiedlichen Drücken variiert, wird eine Druckentlastung durchgeführt, um das adsorbierte N2 vom Zeolith-Molekularsieb zu entfernen, ein Prozess, der Regeneration genannt wird. Das PSA-Verfahren verwendet normalerweise zwei parallele Türme, die abwechselnd Adsorption unter Druck und Regeneration unter Druckentlastung durchführen, um kontinuierlich Sauerstoff zu erzeugen.

(Vakuum-Druckwechseladsorption) VPSA-Sauerstofferzeugungsanlagen verwendet das Mischbett, das aus speziellem VPSA-Molekularsieb und Trockenmittel gebildet wird, um selektiv Verunreinigungen wie N2, CO2 oder Wasserdampf in der Luft zu adsorbieren, so dass Sauerstoff am Auslass des Betts angereichert wird. Das gleichgewichtsbeladene Molekularsiebbett wird unter Vakuumbedingungen desorbiert, um zyklisch 90-95% Sauerstoff zu erzeugen.

I. VPSA-Sauerstoffanlage besteht hauptsächlich aus Gebläse, Vakuumpumpe, Kühler, Adsorptionssystem, Sauerstoffpuffertank und Steuerungssystem.

1. Gebläse & Vakuumpumpe

Das Gebläse liefert Luft für das gesamte Sauerstoffsystem. Das Gebläse, dessen Abgasdruck den Auslegungsbedingungen entspricht, wird gemäß den Auslegungsbedingungen der VPSA-Sauerstoffanlage in Kombination mit den Betriebsbedingungen des Benutzers ausgewählt. Die Vakuumpumpe sorgt für die normale Desorption des gesamten Sauerstofferzeugungssystems im idealen Vakuumzustand, so dass die Sauerstoffanlage kontinuierlich Stickstoff adsorbieren kann, während sie Sauerstoff erzeugt.

2. Kühler

Druckluft mit hoher Temperatur und hohem Druck nach der Druckerhöhung im Gebläse durchläuft den Wasserkühler, um die Temperatur auf das erforderliche Betriebsniveau zu senken, und wird dann zum Adsorptionsturm zur Adsorption geleitet.

3. Adsorptionssystem

Das Adsorptionssystem besteht aus 2 Adsorptionsbehältern, die mit Zeolith-Molekularsieb, Rohrleitungen und Ventilen usw. ausgestattet sind. Druckluft mit niedriger Temperatur und hohem Druck tritt von unten in Turm A ein. Beim Durchströmen des Adsorptionsbetts werden Verunreinigungen wie CO, Wasserdampf und N2 in der Luft adsorbiert, während Sauerstoff durch das Adsorptionsbett an der Spitze des Adsorbers als Produktgas gesammelt wird. Gleichzeitig befindet sich Turm B in Regeneration. Wenn die Adsorption von Turm A fast das Gleichgewicht erreicht hat, wird durch das Steuerungssystem kalte und unter Druck stehende Luft in Turm B zur Adsorption geleitet. Turm A und B arbeiten somit abwechselnd, um eine kontinuierliche Sauerstoffproduktion zu erreichen.

4. Sauerstoffpuffertank

Zur Speicherung von Produktgas (Sauerstoff) und zur Stabilisierung des Drucks der gesamten Anlage.

5. Steuerungssystem

Der Ingenieur gibt das vorab geschriebene Ventilsteuerungsprogramm in die SPS-S

II. Der PSA-Sauerstoffgenerator besteht hauptsächlich aus dem Kompressor, dem Kältetrockner, dem Entöler, dem Adsorptionssystem, dem Sauerstoffpuffertank und dem Steuerungssystem.

1、Kompressor

Der Kompressor liefert die Rohluft für das gesamte System. Der Kompressor, der die Auslegungsbedingungen erfüllt, wird entsprechend der Sauerstoffkapazität des PSA-Sauerstoffgenerators ausgewählt.

2、Kältetrockner

Nach der Verdichtung der Luft durch den Kompressor gelangt die heiße, komprimierte Luft unter hohem Druck in den Kältetrockner, wo sie gekühlt, getrocknet und von Verunreinigungen befreit wird, um komprimierte Luft bei niedriger Temperatur und hohem Druck zu erhalten.

3、Entöler

Der Entöler entfernt den Ölnebel aus der komprimierten Luft bei niedriger Temperatur und hohem Druck, um eine Beeinträchtigung der Lebensdauer des Zeolith-Molekularsiebs zu verhindern.

4、Adsorptionssystem

Das Adsorptionssystem besteht aus 2 Adsorptionsbehältern, die mit Zeolith-Molekularsieb, Rohrleitungen und Ventilen usw. ausgestattet sind. Druckluft mit niedriger Temperatur und hohem Druck tritt von unten in Turm A ein. Beim Durchströmen des Adsorptionsbetts werden Verunreinigungen wie CO, Wasserdampf und N2 in der Luft adsorbiert, während Sauerstoff durch das Adsorptionsbett an der Spitze des Adsorbers als Produktgas gesammelt wird. Gleichzeitig befindet sich Turm B in Regeneration. Wenn die Adsorption von Turm A fast das Gleichgewicht erreicht hat, wird durch das Steuerungssystem kalte und unter Druck stehende Luft in Turm B zur Adsorption geleitet. Turm A und B arbeiten somit abwechselnd, um eine kontinuierliche Sauerstoffproduktion zu erreichen.

5、Sauerstoffpuffertank

Zur Speicherung von Produktgas (Sauerstoff) und zur Stabilisierung des Drucks der gesamten Anlage.

6、Steuerungssystem

Der Ingenieur gibt das vorab geschriebene Ventilsteuerungsprogramm in die SPS-S

III. Unterschied zwischen VPSA-Sauerstoffanlage und PSA-Sauerstoffgenerator

1、VPSA-Sauerstoffanlagen verwenden Gebläse zur Aufnahme und Verdichtung von Luft, während PSA-Sauerstoffsysteme Kompressoren zur Luftversorgung einsetzen.

2、PSA-O2-Generatoren verwenden Natriumzeolith, dessen Kernbestandteil das Natrium-Molekularsieb ist, und VPSA-O2-Anlagen sind mit Lithium-Molekularsieb gefüllt.

3、Der Adsorptionsdruck des PSA-O2-Generators liegt in der Regel bei 0,6~0,8 Mpa, während der der VPSA-O2-Anlage bei 0,05 Mpa liegt.

4、Der Sauerstoffdurchsatz eines einzelnen PSA-Generators erreicht 200~300 Nm³/h, aber eine VPSA-Anlage kann 7.500~10.000 Nm erreichen³/h.

5、Im Vergleich zum PSA-Verfahren hat die VPSA-Sauerstoffanlage einen geringeren Energieverbrauch (0,29～0,32 kWh/m³), was sie energieeffizienter und umweltfreundlicher macht.