1. Vorwort<\/p>\n
In den letzten 20 Jahren befand sich die chinesische Wirtschaft in einer stetigen und schnellen Entwicklungsphase, in der die Produktionsprozesse von Industrien wie der Eisen- und Stahlherstellung, der Nichteisenmetallurgie, der chemischen Industrie, der Ofenenergieeinsparung, dem Umweltschutz, der Glas- und Papierherstellung kontinuierlich verbessert und innoviert wurden. Die Prozessoptimierung und der Ausbau der Produktionskapazit\u00e4t f\u00fchrten zu einem erh\u00f6hten Sauerstoffbedarf in verschiedenen Bereichen, was wiederum den technologischen Fortschritt industrieller Sauerstoffanlagen vorantrieb. Infolgedessen wurden Verbesserungen bei den traditionellen Sauerstofferzeugungstechnologien erzielt, darunter die kryogene Luftzerlegung, die PSA-Sauerstofferzeugung und Membranverfahren, insbesondere die PSA-Sauerstoffherstellungstechnologie machte enorme Fortschritte. Nach dem Durchbruch bei der Entwicklung des neuen lithiumbasierten Adsorptionsmittels und radialer Adsorber wurde die PSA-Sauerstoffherstellungstechnologie weit verbreitet eingesetzt und von den Endnutzern sehr gesch\u00e4tzt.<\/p>\n
2. Fortschritte in der PSA-Sauerstofferzeugungstechnologie<\/p>\n
Die Entwicklung begann Die PSA-Sauerstofferzeugungstechnologie<\/u><\/strong><\/a> in den 1960er Jahren, und die USA und Japan erreichten Anfang der 1980er Jahre nacheinander die Industrialisierung. Anfang der 1990er Jahre entwickelte Praxair ein Lithium-Molekularsieb-Adsorptionsmittel zur Sauerstofferzeugung und das VPSA-Sauerstofferzeugungsverfahren basierend auf den Eigenschaften des Adsorptionsmittels. Die maximale Kapazit\u00e4t seiner Zweibeh\u00e4lter-PSA-Sauerstoffeinheit \u00fcberstieg 3000 Nm3<\/sup>\/h, und der Stromverbrauch wurde auf 0,35 kWh\/m3<\/sup>gesenkt, was zu einem schnellen Wachstum der PSA-Sauerstoffproduktionstechnologie f\u00fchrte und eine solide Grundlage f\u00fcr ihre breite Anwendung legte.<\/p>\n In den letzten Jahren wurde mit der Entwicklung von Permanentmagnetmotoren und der Optimierung des Sauerstofferzeugungsprozesses der niedrigste Stromverbrauch von PSA-Sauerstoffanlagen auf unter 0,3 kWh\/m3<\/sup> gesenkt, w\u00e4hrend die maximale Kapazit\u00e4t von Zweiadsobereinheiten 6000 Nm3<\/sup>\/h \u00fcberschritten hat. Die gesenkten Kosten und das erh\u00f6hte Produkt-Sauerstoffvolumen von PSA-Sauerstoffger\u00e4ten haben beide die Anwendungsausweitung des PSA-Sauerstofferzeugungsprozesses gef\u00f6rdert.<\/p>\n China begann Ende der 1980er Jahre mit der Erforschung der PSA-Sauerstofferzeugungstechnologie, und erst Anfang der 1990er Jahre standen kleine industrialisierte Ger\u00e4te zur Verf\u00fcgung. Das anf\u00e4ngliche PSA-Sauerstoffsystem verwendete CaA-Molekularsieb-Adsorptionsmittel, und die Kapazit\u00e4t erreichte Ende der 1990er Jahre maximal 1000 Nm3<\/sup>\/h, ausgehend von urspr\u00fcnglich 20 Nm3<\/sup>\/h, 50 Nm3<\/sup>\/h und 100 Nm3<\/sup>\/h, der Stromverbrauch (reiner Sauerstoff) betrug mehr als 0,5 kWh\/m3<\/sup>Viele Unternehmen, insbesondere solche in der Eisen- und Stahlindustrie, die PSA-Sauerstoffger\u00e4te aufgrund ihrer Vorteile einer kurzen Bauzeit, eines stabilen Betriebs und eines schnellen An- und Abfahrens nutzten, ersetzten diese aufgrund des hohen Arbeitsaufwands und der hohen Kosten f\u00fcr die Wartung der PSA-Einheit durch kryogene Trennanlagen. Zusammenfassend gab es eine deutliche L\u00fccke zum internationalen Spitzenniveau der gleichen Zeit, da die PSA-Ger\u00e4te damals keinen Langzeitbetrieb aushielten, zu viel Wartung erforderten und in ihrer Kapazit\u00e4t begrenzt waren.<\/p>\n Anfang 2000 machte die PSA-Sauerstofferzeugungstechnologie rapide Fortschritte und wurde weit verbreitet, dank der Produktion von hocheffizienten lithiumbasierten Adsorptionsmitteln, die von PKU Pioneer repr\u00e4sentiert wird, und der Industrialisierung des PSA-Sauerstofferzeugungsprozesses unter Verwendung dieser Adsorptionsmittel. Derzeit hat die Kapazit\u00e4t der von PKU Pioneer gebauten PSA-Anlagen 40.000 Nm3<\/sup>\/h erreicht, und der Stromverbrauch f\u00fcr reinen Sauerstoff liegt ebenfalls nahe 0,3 kWh\/m3<\/sup>.<\/p>\n Mit L\u00f6sungen wie der stabilen Produktion von hocheffizienten lithiumbasierten Adsorptionsmitteln, der Entwicklung von radialen Adsorbern und gro\u00dfdimensionierten Absperrklappen mit zuverl\u00e4ssiger hoher Schaltfrequenz f\u00fcr einige Schl\u00fcsselprobleme der PSA-Sauerstofferzeugungstechnologie stieg die Kapazit\u00e4t der chinesischen PSA-Sauerstoffsysteme Jahr f\u00fcr Jahr, w\u00e4hrend der Energieverbrauch allm\u00e4hlich gesenkt und die Zuverl\u00e4ssigkeit stetig verbessert wurde. Die Kapazit\u00e4t einer einzelnen Doppelturm-PSA-Sauerstoffeinheit ist ebenfalls von weniger als 1000 Nm3<\/sup>\/h auf derzeit 6000 Nm3<\/sup>\/h und sogar \u00fcber 40.000 Nm3<\/sup>\/h nach Mehrfachturmverbindung gestiegen. Gleichzeitig ist der spezifische Sauerstoff-Stromverbrauch auf unter 0,32 kWh\/m3<\/sup>gesunken, und die j\u00e4hrliche Betriebsrate ist auf \u00fcber 98% gestiegen. Der Gebl\u00e4sel\u00e4rm ist auf unter 85 dB gesunken (durch Schalld\u00e4mmma\u00dfnahmen kann der L\u00e4rm 1 m au\u00dferhalb der Werkhalle unter 70 dB erreichen), die Ausfallrate von gro\u00dfdimensionierten Absperrklappen liegt meist bei \u00fcber 8000 h, und die Lebensdauer des Molekularsiebs hat sich auf \u00fcber 5 Jahre verl\u00e4ngert. Endnutzer haben ein neues Verst\u00e4ndnis f\u00fcr PSA-Sauerstoffproduktionsger\u00e4te gewonnen, und ihre Anwendung hat sich erweitert. Allein im Jahr 2018 wurden in China mehr als 70 PSA-Sauerstoffeinheiten mit einer Kapazit\u00e4t von \u00fcber 1000 Nm3<\/sup>\/h errichtet.<\/p>\n PKU Pioneer hat sich kontinuierlich bem\u00fcht, die Abh\u00e4ngigkeit von PSA-Molekularsieben von Importen zu \u00e4ndern, gleichzeitig Durchbr\u00fcche bei Lithium-Molekularsieben und \u00e4hnlichen Produkten erzielt und die industrielle Anwendung dieser neuen Molekularsiebprodukte erreicht.<\/p>\n Durch hervorragende Entwicklung und Verbesserung hat die PSA-Sauerstofferzeugungstechnologie im Vergleich zur Kryotechnik enorme einzigartige Vorteile entwickelt, die die breite Anwendung der PSA-Technologie in verschiedenen Branchen weiter vorantreiben.<\/p>\n 3. Eigenschaften der PSA-Sauerstofferzeugungstechnologie<\/p>\n \u2460 Geringer Energieverbrauch und niedrige Betriebskosten<\/p>\n Im Sauerstoffproduktionsprozess macht der Stromverbrauch mehr als 90 % der gesamten Betriebskosten aus. Mit der kontinuierlichen Optimierung der PSA-Sauerstofferzeugungstechnologie ist der Energieverbrauch f\u00fcr reinen Sauerstoff von 0,45 kWh\/m3<\/sup> in den 1990er Jahren auf weniger als 0,32 kWh\/m3<\/sup> heute gesunken. Im Vergleich dazu liegt der niedrigste Stromverbrauch f\u00fcr reinen Sauerstoff bei gro\u00dfen kryogenen Luftzerlegern bei etwa 0,42 kW\u00b7h\/m3<\/sup>, was bedeutet, dass die PSA-Sauerstofferzeugung den Vorteil deutlich niedrigerer Kosten hat, sofern die Kunden keinen Stickstoffbedarf haben und keine zu hohe Sauerstoffreinheit und -druck fordern.<\/p>\n \u2461 Einfacher Prozess, flexible Betriebsweise, schnelles An- und Abfahren<\/p>\n Im Vergleich zur kryogenen Luftzerlegung ist der PSA-Sauerstofferzeugungsprozess mit einem Betriebsdruck von -0,05 bis 0,05 MPa relativ einfacher. Die Hauptantriebsausr\u00fcstung besteht aus Roots-Gebl\u00e4se und Roots-Vakuumpumpe, die beide einfach zu bedienen und leicht zu warten sind. Da der PSA-Sauerstoffgenerator beim An- und Abfahren keinen K\u00fchl- und Heizprozess durchl\u00e4uft, ben\u00f6tigt er nur 30 Minuten, um zu starten und den Ziel-Sauerstoff zu produzieren. Nach kurzen Unterbrechungen kann das System zudem in wenigen Minuten wieder Sauerstoff erzeugen. Dar\u00fcber hinaus ist das Abfahren noch einfacher, da es nur durch das Ausschalten der Antriebsausr\u00fcstung und des Steuerprogramms erfolgt. Im Vergleich zur kryogenen Ausr\u00fcstung ist das An- und Abfahren der PSA-Sauerstoffanlage wesentlich bequemer, was die Betriebskosten der Vorrichtung erheblich senkt.<\/p>\n \u2462 Geringe Investition und kurze Bauzeit<\/p>\n Der PSA-Sauerstoffgenerator besteht haupts\u00e4chlich aus dem Antriebssystem, dem Adsorptionssystem und dem Ventilumschaltsystem. Die geringe Anzahl an Komponenten erm\u00f6glicht es den Nutzern, ihre einmaligen Kosten zu sparen. Gleichzeitig tr\u00e4gt die geringe Stellfl\u00e4che dazu bei, Bau- und Landinvestitionen zu reduzieren. Dar\u00fcber hinaus dauert es weniger als 4 Monate, um die Hauptaggregate zu errichten, und unter normalen Umst\u00e4nden kann die Sauerstoffproduktion innerhalb von 6 Monaten erreicht werden, sodass die Herstellungs- und Aufstellungszeit im Vergleich zum Bau kryogener Luftzerleger k\u00fcrzer ist.<\/p>\n \u2463 Einfache Ausr\u00fcstung und Wartung<\/p>\n Komponenten des PSA-Sauerstoffgenerators wie Gebl\u00e4se, Vakuumpumpen und programmgesteuerte Ventile haben hochreife Lieferketten, was den einfachen Austausch von Ersatzteilen erm\u00f6glicht und dazu beitr\u00e4gt, die Kosten zu senken und die Bauzeit leicht zu kontrollieren. Dar\u00fcber hinaus ist die Wartung der PSA-Ausr\u00fcstung einfach mit bequemen After-Sales-Services. Im Vergleich zur Wartung von gro\u00dfen Kreiselverdichtern in kryogenen Luftzerlegern m\u00fcssen PSA-Sauerstoffanlagen nicht so viel Wartungsbudget investieren oder professionelle Mitarbeiter einstellen.<\/p>\n \u2464 Hohes Regelverh\u00e4ltnis<\/p>\n Im Vergleich zur kryogenen Fl\u00fcssigsauerstoff-Technologie erm\u00f6glichen PSA-Sauerstoffsysteme eine schnelle Regelung des Produktgasvolumens und der Reinheit bei geringer \u00c4nderung des Stromverbrauchs (reiner Sauerstoff). Im Allgemeinen kann die Kapazit\u00e4t im Bereich von 30 %\u2013100 % und die Reinheit von 70 %\u201395 % eingestellt werden, insbesondere ist die Lastregelung einfacher, wenn mehrere PSA-Sauerstoffgeneratoren parallel geschaltet sind.<\/p>\n \u2465 Hohe Betriebssicherheit<\/p>\n Da der Betrieb der PSA-Sauerstoffanlage unter normalem Atmosph\u00e4rendruck und -temperatur ohne Anreicherung von fl\u00fcssigem Sauerstoff oder Acetylen usw. erfolgt, ist sie sicherer als die kryogene Ausr\u00fcstung, die normalerweise bei niedrigen Temperaturen und hohem Druck betrieben wird.<\/p>\n 4. Hauptanwendungen der PSA-Sauerstofferzeugungstechnologie<\/p>\n Mit zunehmender Kapazit\u00e4t der PSA-Sauerstoffanlagen steigt die Zuverl\u00e4ssigkeit, w\u00e4hrend der Stromverbrauch allm\u00e4hlich sinkt. Gleichzeitig kann die PSA-Sauerstoffproduktionstechnologie aufgrund der herausragenden Vorteile flexibler Betriebsweise, einfacher Lastregelung, geringem Stromverbrauch, kurzer Bauzeit und hoher Sicherheit zweifellos eine Alternative zur kryogenen Luftzerlegung f\u00fcr Branchen sein, die eine flexible Nutzung von Sauerstoffanreicherung ben\u00f6tigen. Der PSA-Sauerstofferzeugungsprozess wird in letzter Zeit auch h\u00e4ufig in der Eisen- und Stahlverh\u00fcttung, Nichteisenmetallurgie, chemischen Industrie, Ofenenergieeinsparung, Zementdrehrohr\u00f6fen, Umweltschutz, Glas- und Papierherstellung usw. eingesetzt.<\/p>\n \u2460 Hochofen-Sauerstoffanreicherung<\/p>\n Mit der Entwicklung der Sauerstoffanreicherung im Hochofen<\/u><\/strong><\/a> Technologie ist der Hochofen zu einer der Hauptsauerstoffquellen in Stahlwerken geworden, sodass sie in der fr\u00fchen Phase der Hochofen-Sauerstoffanreicherung als Sauerstoffversorgungsregler f\u00fcr das gesamte Stahlwerk behandelt werden k\u00f6nnen \u2013 die Hochofen-Sauerstoffanreicherungsrate ist hoch, wenn das Sauerstoffvolumen gro\u00df ist, und niedrig bei unzureichendem Sauerstoffdurchfluss. Da Unternehmen sich zunehmend der Bedeutung der Hochofen-Sauerstoffanreicherung in Eisenherstellungsprozessen bewusst werden, wird die Stabilit\u00e4t der Sauerstoffanreicherungsrate zu einem entscheidenden Parameter f\u00fcr kosteng\u00fcnstige und effiziente Eisenherstellungsvorg\u00e4nge. Die Sauerstoffversorgung in Stahlwerken erfordert viele Verfahren, und die Last schwankt w\u00f6chentlich oder sogar t\u00e4glich. In diesem Fall muss, wenn eine kryogene Anlage mit schlechter Lastregelung und langer An- und Abfahrzeit eingesetzt wird, \u00fcbersch\u00fcssiger Sauerstoff nach Verfl\u00fcssigung gelagert werden, um sp\u00e4ter verwendet oder als Handelsprodukt verkauft zu werden, wenn der Sauerstoffverbrauch zu niedrig ist, was manchmal zu Sauerstoffabblasung f\u00fchrt. Angesichts der niedrigen Druck- und Reinheitsanforderungen von Hochofen-Sauerstoffanreicherung k\u00f6nnen viele Eisen- und Stahlunternehmen PSA-Sauerstoffgeneratoren in der N\u00e4he der Hoch\u00f6fen errichten, um den Hoch\u00f6fen direkt Sauerstoff zu liefern und als Regler f\u00fcr die gesamte Sauerstoffversorgung des Werks zu dienen. Bei \u00dcberschuss oder Mangel an Sauerstoff kann der PSA-Sauerstoffgenerator jederzeit gestartet oder gestoppt werden, um das Volumen zu erh\u00f6hen oder zu verringern und dem Hochofen stabilen Sauerstoff zu liefern. Derzeit setzen viele Eisen- und Stahlunternehmen PSA-Sauerstofferzeugungstechnologie ein, um Hoch\u00f6fen mit Sauerstoff zu versorgen, wodurch erhebliche Kosteneinsparungen erzielt werden. Es ist unter den meisten Eisen- und Stahlunternehmen ein Konsens, dass das PSA-Sauerstoffsystem eine zuverl\u00e4ssige Sauerstoffanreicherungsquelle f\u00fcr Hoch\u00f6fen ist.<\/p>\n \u2461 Elektroofen-Stahlherstellung<\/p>\n