1. Pr\u00f3logo<\/p>\n
En los \u00faltimos 20 a\u00f1os, la econom\u00eda de China ha estado en una etapa de desarrollo estable y r\u00e1pido, cuando los procesos de producci\u00f3n de industrias como la fabricaci\u00f3n de acero y hierro, la metalurgia no ferrosa, la industria qu\u00edmica, el ahorro de energ\u00eda en hornos, la protecci\u00f3n ambiental, el vidrio y la fabricaci\u00f3n de papel se han actualizado e innovado continuamente. La optimizaci\u00f3n de procesos y la expansi\u00f3n de la capacidad de producci\u00f3n llevaron a una mayor demanda de ox\u00edgeno en diversas \u00e1reas, lo que a su vez impuls\u00f3 el progreso tecnol\u00f3gico de las plantas industriales de O2, como resultado, se han realizado mejoras en las tecnolog\u00edas tradicionales de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno, incluyendo la separaci\u00f3n de aire criog\u00e9nica, la generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA y los procesos de separaci\u00f3n por membrana, especialmente la tecnolog\u00eda de fabricaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA hizo un gran progreso. Despu\u00e9s del avance logrado en el desarrollo del nuevo adsorbente a base de litio y los adsorbentes radiales, la tecnolog\u00eda de fabricaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA ha sido ampliamente utilizada y muy reconocida por los usuarios<\/p>\n
2. Avances en la Tecnolog\u00eda de Generaci\u00f3n de Ox\u00edgeno por PSA<\/p>\n
El desarrollo de La tecnolog\u00eda de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA<\/u><\/strong><\/a> comenz\u00f3 en la d\u00e9cada de 1960, y EE. UU. y Jap\u00f3n lograron la industrializaci\u00f3n sucesivamente a principios de la d\u00e9cada de 1980. A principios de la d\u00e9cada de 1990, Praxair desarroll\u00f3 un adsorbente de tamiz molecular de litio para la generaci\u00f3n de ox\u00edgeno y el proceso de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno VPSA basado en las caracter\u00edsticas del adsorbente. La capacidad m\u00e1xima de su unidad de ox\u00edgeno PSA de doble recipiente super\u00f3 los 3000 Nm3<\/sup>\/h, y el consumo de energ\u00eda se redujo a 0.35 kWh\/m3<\/sup>, lo que llev\u00f3 al r\u00e1pido crecimiento de la tecnolog\u00eda de producci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA y sent\u00f3 una base s\u00f3lida para su amplia aplicaci\u00f3n.<\/p>\n En los \u00faltimos a\u00f1os, con el desarrollo de motores de imanes permanentes y la optimizaci\u00f3n del proceso de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno, el consumo de energ\u00eda m\u00e1s bajo de las plantas de ox\u00edgeno PSA se ha reducido a menos de 0.3 kWh\/m3<\/sup> , mientras que la capacidad m\u00e1xima de la unidad de doble absorbedor ha superado los 6000 Nm3<\/sup>\/h. La reducci\u00f3n de costos y el aumento del volumen de ox\u00edgeno producido por los equipos PSA han impulsado la expansi\u00f3n de la aplicaci\u00f3n del proceso de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA.<\/p>\n China comenz\u00f3 a estudiar la tecnolog\u00eda de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA a finales de la d\u00e9cada de 1980, y no fue hasta principios de la d\u00e9cada de 1990 que se dispuso de peque\u00f1os equipos industrializados. El sistema PSA inicial utilizaba adsorbente de tamiz molecular CaA, y la capacidad alcanz\u00f3 un m\u00e1ximo de 1000 Nm3<\/sup>\/h a finales de la d\u00e9cada de 1990, partiendo de los 20 Nm3<\/sup>\/h, 50 Nm3<\/sup>\/h y 100 Nm3<\/sup>\/h iniciales, el consumo de energ\u00eda (ox\u00edgeno puro) era superior a 0.5 kWh\/m3<\/sup>. Muchas empresas, especialmente las de la industria sider\u00fargica que usaban equipos de ox\u00edgeno PSA debido a sus ventajas de corto per\u00edodo de construcci\u00f3n, operaci\u00f3n estable y arranque y parada r\u00e1pidos, lo reemplazaron por equipos de separaci\u00f3n criog\u00e9nica debido a la alta carga de trabajo y el alto costo del mantenimiento de las unidades PSA. En resumen, exist\u00eda una clara brecha con el nivel avanzado internacional de la misma \u00e9poca porque los equipos PSA de entonces no pod\u00edan soportar un funcionamiento prolongado, y adem\u00e1s, su mantenimiento era excesivo y la capacidad limitada.<\/p>\n A principios de 2000, la tecnolog\u00eda de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA experiment\u00f3 un r\u00e1pido progreso y se populariz\u00f3 ampliamente gracias a la producci\u00f3n de adsorbentes de litio de alta eficiencia representada por PKU Pioneer y la industrializaci\u00f3n del proceso de producci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA que utiliza dicho adsorbente. Actualmente, la capacidad de las plantas PSA construidas por PKU Pioneer ha alcanzado los 40 000 Nm3<\/sup>\/h y el consumo de energ\u00eda del ox\u00edgeno puro tambi\u00e9n se acerca a 0.3 kWh\/m3<\/sup>.<\/p>\n . Con soluciones como la producci\u00f3n estable de adsorbentes de litio de alta eficiencia, la I+D de absorbedores radiales y v\u00e1lvulas de mariposa de gran di\u00e1metro con alta frecuencia de conmutaci\u00f3n fiable para algunos problemas clave de la tecnolog\u00eda de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA, la capacidad de los sistemas de ox\u00edgeno PSA de China aument\u00f3 a\u00f1o tras a\u00f1o, mientras que el consumo de energ\u00eda se redujo gradualmente y la fiabilidad mejor\u00f3 de manera constante. La capacidad de un solo conjunto de dispositivo de ox\u00edgeno PSA de doble torre tambi\u00e9n ha pasado de menos de 1000 Nm3<\/sup>\/h a los actuales 6000 Nm3<\/sup>\/h, e incluso a m\u00e1s de 40 000 Nm3<\/sup>\/h despu\u00e9s de la conexi\u00f3n de m\u00faltiples torres. Al mismo tiempo, el consumo de energ\u00eda por unidad de ox\u00edgeno se ha reducido a menos de 0.32 kWh\/m3<\/sup>, y la tasa de operaci\u00f3n anual ha aumentado a m\u00e1s del 98%. El ruido del soplador ha disminuido a menos de 85 dB (mediante medidas de silenciamiento, el ruido a 1 m fuera del taller puede alcanzar menos de 70 dB), la tasa de no fallo de las v\u00e1lvulas de mariposa de gran di\u00e1metro ha alcanzado en su mayor\u00eda m\u00e1s de 8000 h, y la vida \u00fatil del tamiz molecular se ha alargado a m\u00e1s de 5 a\u00f1os. Los usuarios finales tienen una nueva comprensi\u00f3n de los equipos de producci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA y su aplicaci\u00f3n se ha ampliado. Solo en 2018, se instalaron m\u00e1s de 70 unidades de ox\u00edgeno PSA que superan los 1000 Nm3<\/sup>\/h en China.<\/p>\n PKU Pioneer ha realizado esfuerzos continuos para cambiar la dependencia de los tamices moleculares PSA de las importaciones y, al mismo tiempo, ha logrado avances en el tamiz molecular de litio y otros productos similares, y ha logrado la aplicaci\u00f3n industrial de esos nuevos productos de tamiz molecular.<\/p>\n Con un excelente desarrollo y mejora, la tecnolog\u00eda de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA ha formado enormes ventajas \u00fanicas en comparaci\u00f3n con la tecnolog\u00eda criog\u00e9nica, lo que promueve a\u00fan m\u00e1s la amplia aplicaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda PSA en diversas industrias.<\/p>\n 3. Caracter\u00edsticas de la Tecnolog\u00eda de Generaci\u00f3n de Ox\u00edgeno por PSA<\/p>\n \u2460 Bajo Consumo de Energ\u00eda y Costo Operativo<\/p>\n En el proceso de producci\u00f3n de ox\u00edgeno, el consumo de energ\u00eda representa m\u00e1s del 90% del costo operativo total. Con la optimizaci\u00f3n continua de la tecnolog\u00eda de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA, el consumo de energ\u00eda del ox\u00edgeno puro ha disminuido de 0.45 kWh\/m3<\/sup> en la d\u00e9cada de 1990 a menos de 0.32 kWh\/m3<\/sup> en la actualidad, en comparaci\u00f3n, el consumo de energ\u00eda m\u00e1s bajo de ox\u00edgeno puro de los separadores de aire criog\u00e9nicos a gran escala se mantiene en aproximadamente 0.42 kW\u00b7h\/m3<\/sup>, lo que significa que la generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA tiene la ventaja de un costo notablemente m\u00e1s bajo en la condici\u00f3n de que los clientes no tengan demanda de nitr\u00f3geno y no requieran una pureza y presi\u00f3n de ox\u00edgeno demasiado altas.<\/p>\n \u2461 Proceso Simple, Operaci\u00f3n Flexible, Arranque y Parada R\u00e1pidos<\/p>\n En comparaci\u00f3n con la separaci\u00f3n de aire criog\u00e9nica, el proceso de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA con una presi\u00f3n de operaci\u00f3n de -0.05\uff5e0.05 MPa es relativamente m\u00e1s simple. El equipo de potencia principal consiste en un soplador Roots y una bomba de vac\u00edo Roots, que son simples de operar y f\u00e1ciles de mantener. Dado que el generador de ox\u00edgeno PSA no incluye el proceso de enfriamiento y calentamiento cuando se arranca o se detiene, solo necesita 30 minutos para arrancar y producir el ox\u00edgeno objetivo; adem\u00e1s, despu\u00e9s de interrupciones cortas, el sistema puede continuar generando ox\u00edgeno en solo unos minutos; adem\u00e1s, a\u00fan m\u00e1s f\u00e1cil, la parada se realiza simplemente apagando el equipo de potencia y el programa de control. En comparaci\u00f3n con los equipos criog\u00e9nicos, es m\u00e1s conveniente para la unidad de ox\u00edgeno PSA arrancar y detenerse, lo que reduce en gran medida el costo operativo del dispositivo.<\/p>\n \u2462 Baja Inversi\u00f3n y Per\u00edodo de Construcci\u00f3n Corto<\/p>\n El generador de ox\u00edgeno PSA se compone principalmente del sistema de potencia, el sistema de adsorci\u00f3n y el sistema de conmutaci\u00f3n de v\u00e1lvulas. El peque\u00f1o n\u00famero de componentes permite a los usuarios ahorrar en su costo \u00fanico. Al mismo tiempo, la peque\u00f1a \u00e1rea de terreno tambi\u00e9n ayuda a reducir la inversi\u00f3n en construcci\u00f3n y terreno. Adem\u00e1s, se tarda menos de 4 meses en completar el montaje de sus unidades principales y, en circunstancias normales, se puede lograr la producci\u00f3n de ox\u00edgeno en un plazo de 6 meses, por lo que el per\u00edodo de fabricaci\u00f3n e instalaci\u00f3n es m\u00e1s corto en comparaci\u00f3n con la construcci\u00f3n de separadores de aire criog\u00e9nicos.<\/p>\n \u2463 Equipo y Mantenimiento Sencillos<\/p>\n Los componentes del generador de ox\u00edgeno PSA, como sopladores, bombas de vac\u00edo y v\u00e1lvulas de control programado, tienen cadenas de suministro altamente maduras, lo que facilita el reemplazo de sus piezas de repuesto y contribuye a reducir el costo y controlar f\u00e1cilmente el per\u00edodo de construcci\u00f3n. Adem\u00e1s, el mantenimiento del equipo PSA es simple con servicios posventa convenientes. En comparaci\u00f3n con el mantenimiento de compresores centr\u00edfugos a gran escala en separadores de aire criog\u00e9nicos, las plantas de ox\u00edgeno PSA no requieren invertir demasiados fondos de mantenimiento ni contratar empleados profesionales.<\/p>\n \u2464 Alta Relaci\u00f3n de Reducci\u00f3n<\/p>\n En comparaci\u00f3n con la tecnolog\u00eda de ox\u00edgeno l\u00edquido criog\u00e9nico, los sistemas de ox\u00edgeno PSA logran una regulaci\u00f3n r\u00e1pida del volumen y la pureza del gas producido si hay poco cambio en el consumo de energ\u00eda (ox\u00edgeno puro). Generalmente, la capacidad se puede ajustar en el rango del 30% al 100%, y la pureza del 70% al 95%, especialmente, la regulaci\u00f3n de la carga es m\u00e1s f\u00e1cil cuando se conectan varios generadores de ox\u00edgeno PSA en paralelo.<\/p>\n \u2465 Alta Seguridad Operativa<\/p>\n Dado que la operaci\u00f3n de la planta de ox\u00edgeno PSA se realiza a presi\u00f3n y temperatura atmosf\u00e9rica normales, sin ox\u00edgeno l\u00edquido ni enriquecimiento de acetileno, etc., es m\u00e1s segura que los equipos criog\u00e9nicos que generalmente operan a baja temperatura y alta presi\u00f3n.<\/p>\n 4. Principales aplicaciones de la tecnolog\u00eda de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA<\/p>\n A medida que aumenta la capacidad de las unidades de ox\u00edgeno por PSA, la fiabilidad mejora mientras que el consumo de energ\u00eda disminuye gradualmente. Al mismo tiempo, con las ventajas destacadas de operaci\u00f3n flexible, regulaci\u00f3n de carga simple, bajo consumo de energ\u00eda, corto per\u00edodo de construcci\u00f3n y alta seguridad, la tecnolog\u00eda de producci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA puede ser sin duda un proceso alternativo a la separaci\u00f3n criog\u00e9nica de aire para industrias que requieren un uso flexible de ox\u00edgeno enriquecido. El proceso de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA tambi\u00e9n se ha utilizado ampliamente recientemente en la fundici\u00f3n de acero y hierro, metalurgia no ferrosa, industria qu\u00edmica, ahorro de energ\u00eda en hornos, hornos rotativos de cemento, protecci\u00f3n ambiental, fabricaci\u00f3n de vidrio y papel, etc.<\/p>\n \u2460 Enriquecimiento de ox\u00edgeno en altos hornos<\/p>\n Con el desarrollo de la enriquecimiento de ox\u00edgeno en altos hornos<\/u><\/strong><\/a> tecnolog\u00eda, el alto horno se ha convertido en una de las principales fuentes de ox\u00edgeno en las acer\u00edas, por lo que pueden tratarse como el regulador de suministro de ox\u00edgeno para toda la planta sider\u00fargica en la etapa inicial de la aplicaci\u00f3n de enriquecimiento de ox\u00edgeno en altos hornos: la tasa de enriquecimiento de ox\u00edgeno en altos hornos es alta cuando el volumen de ox\u00edgeno es grande, y la tasa es baja con un flujo de ox\u00edgeno insuficiente. A medida que las empresas se vuelven gradualmente m\u00e1s conscientes de la importancia del enriquecimiento de ox\u00edgeno en altos hornos en los procesos de fabricaci\u00f3n de hierro, la estabilidad de la tasa de enriquecimiento de ox\u00edgeno se convierte en un par\u00e1metro crucial para operaciones de fabricaci\u00f3n de hierro de bajo costo y eficientes. El suministro de ox\u00edgeno en las acer\u00edas requiere muchos procedimientos, y la carga fluct\u00faa cada semana o incluso cada d\u00eda. En este caso, si se adopta una unidad criog\u00e9nica con regulaci\u00f3n de carga inferior y un largo tiempo de arranque y parada, el ox\u00edgeno sobrante debe almacenarse despu\u00e9s de la licuefacci\u00f3n para su uso posterior o venderse como producto comercial si el consumo de ox\u00edgeno es demasiado bajo, lo que resulta en la evacuaci\u00f3n de ox\u00edgeno a veces. En vista de los requisitos de baja presi\u00f3n y pureza del ox\u00edgeno enriquecido para altos hornos, muchas empresas sider\u00fargicas pueden instalar generadores de ox\u00edgeno por PSA cerca de los altos hornos, proporcionando as\u00ed directamente ox\u00edgeno al alto horno y sirviendo como regulador para todo el suministro de ox\u00edgeno de la planta. Cuando hay excedente o insuficiencia de ox\u00edgeno, el generador de ox\u00edgeno por PSA puede arrancarse o detenerse en cualquier momento para aumentar o disminuir el volumen y proporcionar ox\u00edgeno estable al alto horno. Actualmente, muchas empresas sider\u00fargicas adoptan la tecnolog\u00eda de generaci\u00f3n de ox\u00edgeno por PSA para suministrar ox\u00edgeno a los altos hornos, logrando una gran reducci\u00f3n en el costo del ox\u00edgeno. Ya es un consenso entre la mayor\u00eda de las empresas sider\u00fargicas que el sistema de ox\u00edgeno por PSA es una fuente confiable de ox\u00edgeno enriquecido para los altos hornos.<\/p>\n \u2461 Fabricaci\u00f3n de acero en horno el\u00e9ctrico<\/p>\n