Q&A
Questions fréquemment posées
Explorez les informations clés sur les technologies, produits, services d'ingénierie et solutions de séparation des gaz industriels de PKU Pioneer.
Support
FAQ
Nous avons résumé quelques FAQ qui, nous l'espérons, vous seront utiles. Si vous avez d'autres questions, contactez-nous.
Vous voulez en savoir plus ?
Les experts techniques de PKU Pioneer trouveront la solution la plus adaptée pour vous.
Le principe de base de l'adsorption par variation de pression (PSA) consiste à utiliser la différence des caractéristiques d'adsorption des composants gazeux sur les matériaux solides et la variation de la capacité d'adsorption avec les régulations de pression, pour réaliser la séparation ou la purification des gaz par un processus de commutation périodique de pression.
Actuellement, la technologie d'adsorption par variation de pression est largement utilisée dans la séparation de l'air pour produire de l'O2 et du N2, dans la séparation et la purification d'autres gaz contenant du CO, du H2, du CO2, etc. (tels que les gaz de fournaise et les effluents industriels), dans les gaz de craquage du pétrole comme l'éthylène et l'éthane, et dans la concentration du gaz en CH4. Le champ d'application s'étend progressivement avec les progrès technologiques dans ce domaine.
Dans les années 1970, l'Union Carbide Corporation a industrialisé pour la première fois la technologie de production d'oxygène par adsorption par variation de pression (PSA) en utilisant un processus de désorption à pression normale (PSA). L'adsorbant était l'adsorbant CaA avec une faible capacité d'adsorption de l'azote et une consommation d'énergie élevée pour l'oxygène.
Dans les années 1990, la technologie de production d'oxygène par adsorption par variation de pression sous vide (VPSA) utilisant l'adsorbant LiX est devenue le processus international dominant, plus adapté aux besoins des installations de grande taille. La recherche sur la production d'oxygène par adsorption par variation de pression en Chine a été menée presque simultanément avec ses homologues internationaux. Cependant, limitée par la faible productivité nationale d'adsorbants efficaces et la recherche technique retardée sur les cuves d'adsorption et les processus globaux, le développement de la technologie PSA d'oxygène domestique a été lent. Parallèlement, l'échelle des installations VPSA est restée bloquée par des goulots d'étranglement et la production d'oxygène a été accompagnée de problèmes tels qu'une consommation d'énergie élevée, un remplacement fréquent des adsorbants, etc., entraînant un impact critique sur la production. Pendant cette période, les grandes installations nationales de VPSA pour l'oxygène étaient presque toutes importées et une grande quantité de devises étrangères a été utilisée en raison du prix élevé.
À la fin des années 1990, le centre de séparation et de purification des gaz dirigé par le professeur Xie Youchang de l'Université de Pékin a pris l'initiative de créer un adsorbant d'oxygène LiX haute efficacité avec une sélectivité élevée de l'azote et de l'oxygène et une capacité d'adsorption de l'azote. Après la production en série stable de l'adsorbant d'oxygène LiX, la Chine a commencé pour la première fois la conception intégrée du processus et la fabrication d'ensembles complets d'installations industrielles de production d'oxygène par PSA. Depuis lors, les installations de production d'oxygène par PSA produites en Chine et utilisant l'adsorbant d'oxygène LiX efficace ont été largement appliquées.
Récemment, avec la normalisation, la maturité et la croissance progressives du marché du gaz, les fabricants nationaux de premier plan d'adsorption par variation de pression ont regardé au-delà des ventes d'installations et se sont davantage concentrés sur l'entrée sur le marché des services professionnels de production et d'approvisionnement en gaz sur site, conformément à leur concept de service spécialisé. L'installation de production d'oxygène a réalisé un fonctionnement intelligent sans surveillance, marquant une nouvelle période de développement pour la production d'oxygène par adsorption par variation de pression nationale.
Les adsorbants producteurs d'oxygène reposent principalement sur leur adsorption sélective de l'azote et leur fonction de pénétration de l'oxygène. Ils sont principalement divisés en adsorbants à base de calcium CaA et CaX, et à base de lithium LiX. Les adsorbants CaA et CaX sont basés sur des tamis moléculaires traditionnels utilisés dans les années 1980, donc le coût est plus faible, mais la consommation d'énergie pour produire de l'oxygène est plus élevée, par conséquent, la charge totale est plusieurs fois la quantité de LiX. À la fois du point de vue de la surface du lit d'absorption ou du coût d'exploitation à long terme, les adsorbants CaA et CaX présentent des inconvénients évidents, donc ils ne sont utilisés que dans les opérations d'adsorption par variation de pression (PSA) à petite échelle avec désorption atmosphérique actuellement.
L'adsorbant tamis moléculaire LiLSX (LiLSX) pour la production d'oxygène avec un taux d'échange d'ions lithium élevé est le meilleur parmi les adsorbants LiX. Sa "capacité d'adsorption de l'azote" et sa "sélectivité azote-oxygène" sont bien supérieures aux adsorbants de production d'oxygène CaA et CaX. Plus le rendement en oxygène de l'adsorbant LiX est élevé, moins sa charge sera importante, et enfin la charge opérationnelle de l'équipement de puissance de support sera également diminuée en conséquence. En conséquence, l'investissement direct et la consommation d'énergie opérationnelle peuvent être réduits et les indicateurs économiques de l'usine d'oxygène peuvent être augmentés. Le premier adsorbant d'oxygène à base de lithium haute efficacité PU-8 avec une production de masse stable industrialisée en Chine au plus tôt a remporté le premier prix du Prix national du progrès scientifique et technologique du ministère de l'Éducation.
La VPSA (adsorption par variation de pression sous vide) consiste à séparer l'oxygène de l'air par décompression sous vide pour la désorption.
La production d'oxygène par adsorption par variation de pression utilise l'air comme gaz d'alimentation qui est forcé par un ventilateur à passer sous pression à travers le lit d'adsorbant. L'azote, le dioxyde de carbone et l'eau dans l'air sont adsorbés par l'adsorbant, et les composants restants traversent l'absorbant pour obtenir un oxygène plus riche. Ensuite, lorsque la pression est abaissée, l'azote, le dioxyde de carbone et l'eau adsorbés sur l'adsorbant sont libérés et l'adsorbant peut être régénéré de cette manière. Le processus réciproque constitue le principe de base de la production d'oxygène par adsorption par variation de pression sous vide.
Les installations de production d'oxygène par adsorption par variation de pression sous vide (VPSA) utilisent généralement les étapes opérationnelles indiquées ci-dessus pour séparer et enrichir l'oxygène. Dans un cycle, chaque cuve d'adsorption doit subir cinq étapes : "adsorption", "réduction de pression", "désorption sous vide", "purge" et "augmentation de pression".
(1) Adsorption
Après que les impuretés mécaniques de l'air sont éliminées par le filtre, il entre dans la tour d'adsorption par le ventilateur Roots. Le H2O, le CO2 et le N2 dans l'air restent dans le lit d'adsorbant. Comme l'O2 est peu absorbé dans l'adsorbant, l'O2 sortant de la cuve sera plus riche que le mélange entrant, et il est évacué par la sortie de la tour. Une partie de l'oxygène produit par cette étape est envoyée au réservoir tampon, et la partie restante est réservée pour l'étape suivante afin de régénérer et d'augmenter la pression dans la tour d'adsorption.
(2) Réduction de pression
Dans l'étape de "réduction de pression", le gaz riche en oxygène passe par la sortie de la cuve dans une autre cuve en phase "d'augmentation de pression", et la pression augmente.
(3) Désorption sous vide
À la fin de l'étape de "réduction de pression", afin de désorber les impuretés autant que possible, la tour doit être évacuée et dépressurisée. La plus grande différence entre la VPSA et la PSA réside dans cette étape, c'est-à-dire que la pompe à vide est utilisée pour évacuer davantage la tour d'adsorption, ce qui provoque une diminution de la pression dans la tour lorsque les impuretés sont libérées et évacuées par la pompe à vide à l'extérieur.
(4) Purge
Afin de désorber les impuretés de la tour d'adsorption plus en profondeur, à la fin de l'étape de "désorption sous vide", une petite quantité d'oxygène sera introduite depuis une autre tour à haute pression pour revitaliser l'adsorbant dans la tour, moment auquel la pression partielle d'oxygène dans la tour augmente tandis que celle des impuretés diminue encore, ce qui permet une régénération plus complète de l'adsorbant, plus favorable à l'adsorption dans le cycle suivant.
(5) Augmentation de pression
Après la "désorption sous vide" et la "purge", l'adsorbant dans la cuve d'adsorption est régénéré. À ce moment, la pression dans la cuve est abaissée. Afin de récupérer rapidement la pression pour l'adsorption et de garantir que le front d'adsorption ne monte pas trop vite, il est nécessaire d'introduire de l'oxygène enrichi de l'autre cuve d'adsorption en phase de "réduction de pression" pour augmenter la pression. La pression de la cuve atteint les exigences et est prête pour le cycle d'adsorption suivant lorsque l'étape "d'augmentation de pression" est terminée.
La commutation des étapes ci-dessus est principalement effectuée par le système de contrôle et les vannes papillon de commutation. Selon l'ordre séquentiel de chaque étape, le système de contrôle commute les vannes papillon pour contrôler la durée des processus d'"adsorption", "réduction de pression", "désorption", "purge" ou "augmentation de pression" dans la cuve d'adsorption, réalisant la séparation de l'oxygène de l'azote et obtenant finalement l'oxygène requis.
Le principe de base de la technologie PSA-CO est d'utiliser la sélectivité d'adsorption de l'adsorbant pour adsorber le CO dans le gaz mélangé, puis de désorber le CO par décompression ou mise sous vide pour réaliser la séparation du CO.
Il peut être vu de la comparaison avec la courbe d'adsorption du tamis moléculaire 5A que la performance d'adsorption du tamis moléculaire chargé de cuivre est plus excellente. D'une part, il a une capacité d'adsorption plus élevée du CO en raison de l'adsorption complexe du Cu+ actif sur le CO. D'autre part, presque aucun autre gaz ne peut être adsorbé parce que le CuCl recouvre les centres actifs originaux du tamis moléculaire sur la surface, et il réduit également l'adsorption du CO2 qui était fortement adsorbé auparavant. Par conséquent, lors du traitement du gaz d'alimentation avec une faible teneur en CO2, il est possible d'absorber et de séparer directement le CO sans éliminer le CO2, ce qu'on appelle la PSA en une étape. La performance supérieure des tamis moléculaires à base de Cu réside dans le fait que leur principe d'adsorption combine des méthodes physiques et chimiques, utilisant la grande surface spécifique du support de tamis moléculaire et la complexation entre Cu+ et CO. Nous avons dispersé une seule couche de CuCl sur la surface interne du tamis moléculaire, et finalement produit un tamis moléculaire chargé de cuivre haute efficacité.
Par rapport à la technologie de séparation cryogénique, l'installation PSA-CO présente pas mal d'avantages : opération simple, temps de démarrage et d'arrêt court, ajustement flexible de la charge et automatisation élevée. Il ne faut que quelques dizaines de minutes pour démarrer. Parallèlement, selon les besoins en aval, un ajustement de la charge dans la plage de 30% à 100% peut être réalisé par un simple ajustement en peu de temps, ce qui peut considérablement économiser les coûts lors de la mise en service et du fonctionnement pilote de l'installation, abaissant ainsi indirectement l'investissement.
L'installation d'adsorption modulée en pression est composée de cuves d'adsorption, de pompes à vide, de compresseurs, de vannes programmables, etc. L'installation est simple et facile à exploiter, et les employés ordinaires peuvent maîtriser le fonctionnement après une simple formation. Les équipements de support peuvent être achetés et fabriqués localement, ce qui garantit la sécurité de l'installation. De plus, l'installation n'est pas difficile et la construction peut être achevée en peu de temps.
Compte tenu des avantages ci-dessus, la technologie PSA-CO est largement utilisée dans le traitement des gaz de synthèse de la chimie du charbon et de divers effluents complexes. Elle est appliquée pour traiter le gaz de lit entraîné, le gaz à l'eau, le gaz semi-eau, le gaz de conversion du gaz naturel, l'effluent du four à carbure de calcium, les gaz résiduaires d'acide acétique et l'effluent du haut fourneau pour la production de produits chimiques et industriels en aval tels que l'acide acétique, le butanol, le TDI, l'éthylène glycol, etc.
Actuellement, les méthodes industrielles de production d'oxygène comprennent principalement la production d'oxygène par séparation cryogénique de l'air, la production d'oxygène par adsorption par variation de pression et la production d'oxygène par séparation membranaire. L'adsorption par variation de pression est une technologie de séparation de gaz avancée occupant une position irremplaçable dans le domaine de la fourniture de gaz sur site dans le monde aujourd'hui. Les principales caractéristiques de l'installation de production d'oxygène par adsorption par variation de pression sont les suivantes :
- processus simple, structure compacte et faible investissement
- degré d'automatisation élevé - fonctionnement entièrement automatique 24 heures sur 24 et surveillance à distance via l'interface de communication
- temps de démarrage et d'arrêt court (peut généralement produire de l'oxygène qualifié en 0,5h)
- coût inférieur à celui de la technologie de production d'oxygène cryogénique (consommation d'énergie unitaire de 0,33-0,35 kWh/m3 pour de l'oxygène pur à 100%)
- fonctionnement à température normale et basse pression avec une sécurité préalable
- ajustement flexible de la charge (L'installation de production d'oxygène par adsorption par variation de pression peut ajuster la charge en fonction des changements du volume de production. Une seule installation peut réaliser une régulation de charge de 50% à 100%)
Sur la base des caractéristiques ci-dessus de la technologie de production d'oxygène par PSA, on pense généralement que la technologie de production d'oxygène cryogénique présente certains avantages dans des conditions de grande échelle et de haute pureté d'oxygène, et la technologie de production d'oxygène par adsorption par variation de pression, avec un faible coût, une facilité d'opération, un ajustement flexible de la charge et d'autres caractéristiques exceptionnelles, est plus avantage
(1) Économie d'énergie
La cuve d'adsorption verticale est une cuve à structure cylindrique radiale en grille. Comparée à la cuve d'adsorption axiale, le lit d'adsorbant est plus mince et la résistance plus faible, réduisant ainsi la pression du flux d'air et entraînant une diminution correspondante de la pression de refoulement et de la puissance des équipements rotatifs. Selon les calculs et la pratique, la consommation énergétique d'une usine de production d'oxygène VPSA peut être réduite de 10 % à 15 % en utilisant un adsorbeur radial.
(2) Avantages structurels
L'usine de production d'oxygène VPSA utilise une cuve d'adsorption radiale où la direction du flux gazeux est favorable à l'adsorption et à la désorption. En raison de l'influence directe de la vitesse du flux d'air sur l'adsorption et la désorption, un flux d'air plus lent est plus propice. Pendant la phase d'adsorption, lorsque le gaz d'alimentation circule de l'extérieur vers l'intérieur, l'azote est progressivement adsorbé avec une réduction progressive du volume de gaz, et la section transversale d'écoulement de l'adsorbeur radial se rétrécit progressivement de l'extérieur vers l'intérieur. Cette structure augmente l'efficacité d'utilisation globale de l'adsorbant et améliore en même temps la stabilité du lit d'adsorbant. La direction du flux d'air est perpendiculaire à celle de la gravité, ce qui réduit efficacement le lessivage de l'adsorbant et augmente sa durée de vie.
(3) Faible superficie au sol
La cuve d'adsorption radiale adopte une structure de lit absorbant cylindrique pour exploiter pleinement l'espace. La surface couverte n'est que la moitié de celle d'un adsorbeur axial de même échelle.
(4) Meilleure adaptabilité de la capacité de production
La cuve d'adsorption radiale n'a pas de limitations de volume d'air. Lorsque la capacité de production d'oxygène augmente, il est nécessaire d'augmenter la quantité de gaz d'alimentation et d'adsorbant, ce qui peut être résolu en augmentant la hauteur de l'adsorbeur radial lorsque le diamètre de l'équipement est limité par le transport ou la fabrication.
En raison de son faible coût, de son réglage de charge flexible et de sa simplicité de démarrage et d'arrêt, la technologie de production d'oxygène VPSA est largement utilisée dans la production industrielle. Par exemple, dans l'industrie sidérurgique, dont le marché s'est amélioré ces deux dernières années, afin d'augmenter le taux d'enrichissement en oxygène du haut fourneau, de réduire le taux de coke et d'améliorer la capacité de production du haut fourneau, une usine d'oxygène VPSA est généralement choisie comme source d'oxygène supplémentaire pour réduire les coûts et augmenter la production.
L'usine de production d'oxygène par adsorption modulée en pression a été largement utilisée dans la métallurgie non ferreuse (cuivre, zinc, plomb, or, nickel, dioxyde de titane, etc.), la métallurgie ferreuse (injection de charbon enrichi en oxygène dans les hauts fourneaux pour la fabrication de fonte, aciérie électrique, etc.), la combustion de carburant enrichi en oxygène (chaudières industrielles, fours à verre/verre textile, aluminium électrolytique), la production de gaz chimiques (ammoniac de synthèse, méthanol, éthylène glycol, etc.), les soins de santé, le traitement des eaux usées, le blanchiment de la pâte à papier, la production de peroxyde d'hydrogène, la production d'ozone, l'aquaculture, la production de noir de carbone et d'autres domaines.
L'usine d'oxygène VPSA se compose du système d'alimentation, du système d'adsorption, du système de vannes, du système de contrôle des instruments, du système de commande électronique et du système auxiliaire et d'utilités associé, qui sont respectivement décrits comme suit :
Le système d'alimentation, composé d'une soufflante Roots, d'une pompe à vide Roots, d'un moteur électrique, d'un filtre à air, d'un silencieux, d'un joint élastique et d'autres pièces accessoires, fonctionne pour fournir la pression positive et le niveau de vide requis pour l'adsorption et la désorption de l'adsorbant.
Le système d'adsorption est constitué de la charge, de la cuve d'adsorption, ainsi que d'un réservoir tampon et d'un échangeur de chaleur adaptés.
Le système de vannes est composé de vannes de régulation spéciales, de vannes de commutation et de vannes manuelles. Les vannes de régulation et de commutation sont toutes des vannes papillon pneumatiques contrôlées par API. La déconnexion et la connexion entre adsorbeurs et entre adsorbeur et équipement de puissance peuvent être réalisées par les vannes de commutation.
Le système de contrôle des instruments contient le système de contrôle et les instruments de terrain. Ce dernier est composé d'un transmetteur, d'un analyseur d'oxygène, d'un débitmètre à orifice, d'un capteur de vibrations, etc.
Le système de commande électronique est constitué de l'armoire d'entrée, de l'armoire PT, de l'armoire de sortie, de l'armoire de démarrage progressif, de l'alimentation sans interruption, etc.
Le système auxiliaire général, généralement fourni par les utilisateurs, offre l'eau de circulation, l'eau douce, l'électricité et le gaz d'instrument nécessaires à l'usine VPSA.
Il existe deux façons de fournir de l'oxygène enrichi VPSA au haut fourneau :
La première approche est l'enrichissement en oxygène après le ventilateur, c'est-à-dire que l'oxygène basse pression à la sortie de l'usine d'oxygène VPSA est pressurisé par un compresseur d'oxygène à 6 Bar(G), puis mélangé à l'air ambiant dans le tuyau d'air froid à la sortie du ventilateur du haut fourneau pour obtenir un enrichissement en oxygène.
La seconde est l'injection d'oxygène avant le ventilateur. L'oxygène est directement introduit dans le ventilateur du haut fourneau, puis dans le haut fourneau en utilisant la différence de pression entre la sortie de l'usine VPSA et l'entrée du ventilateur. Afin de mélanger complètement l'oxygène et l'air, un distributeur d'oxygène est nécessaire à l'avant de l'entrée du ventilateur.
Les avantages de l'injection d'oxygène avant le ventilateur sont :
1. Économie d'énergie
L'injection d'oxygène avant le ventilateur économise l'énergie nécessaire à la compression de l'oxygène. Bien qu'il soit encore controversé de savoir si l'injection d'oxygène avant le ventilateur partage la capacité du ventilateur, les économies d'énergie de cette technologie sont certaines, même si les montants économisés varient légèrement selon les entreprises.
2. Économie d'investissement
Le compresseur d'oxygène n'est pas nécessaire dans l'injection d'oxygène avant le ventilateur, ce qui réduit l'investissement initial. En même temps, l'oxygène basse pression en tant que fluide de transport réduit les coûts de fabrication et de construction lors de la mise en œuvre des normes basse pression.
3. Sécurité renforcée
Il n'est pas nécessaire d'installer des équipements de décompression et de protection contre les explosions. Ainsi, la sécurité du système est renforcée.
L'usine de production d'oxygène VPSA se caractérise par son cycle de fonctionnement court (généralement seulement quelques dizaines de secondes), de sorte que la pression d'échappement du ventilateur change rapidement avec de grandes amplitudes de fluctuation pendant le fonctionnement. Basé sur le principe de l'adsorption modulée sous vide, le ventilateur doit satisfaire à la stabilité du volume de gaz dans ces circonstances, ce qui est la condition essentielle pour stabiliser le débit de gaz dans la cuve d'adsorption et assurer la durée de vie de l'adsorbant et les performances de l'usine de production d'oxygène VPSA.
La soufflante Roots est une soufflante rotative volumétrique qui maintient les deux rotors en prise par des engrenages de synchronisation à l'extrémité de l'arbre. La surface concave du rotor et la paroi intérieure du cylindre constituent un volume de travail. Le gaz est aspiré de l'orifice d'aspiration lors de la rotation du rotor. Lorsqu'il se déplace près de l'orifice d'échappement et s'y connecte, la pression dans le volume de travail augmente soudainement et le gaz est délivré au passage d'échappement en raison du retour du gaz à pression plus élevée. Les deux rotors ne se touchent pas, et les espaces entre eux sont étroitement contrôlés pour réaliser l'encapsulation, de sorte que le gaz évacué est exempt d'huile lubrifiante.
La caractéristique la plus importante est que lorsque la pression est ajustée dans la plage admissible, le débit change peu. La sélectivité de la pression est flexible, ce qui permet de transmettre les gaz de manière forcée. Il présente les avantages d'une structure simple, d'une maintenance facile et d'une longue durée de vie.
De plus, il est adapté au transport et à la pressurisation de gaz dans des conditions de basse pression et peut également être utilisé comme pompe à vide. Par conséquent, la soufflante Roots convient à l'usine de production d'oxygène VPSA, ce qui est un consensus commun dans le développement de la technologie de production d'oxygène VPSA au fil des ans.
Les fournisseurs d'usines d'oxygène VPSA fournissent généralement des documents complets, y compris des instructions d'utilisation, des manuels de maintenance et des manuels de dépannage. La structure de l'usine VPSA est simple - l'équipement rotatif ne se compose que d'un ventilateur et d'une pompe à vide qui sont des équipements à usage général avec une maintenance simple. Par conséquent, la maintenance d'une usine d'oxygène VPSA se compose généralement de deux parties : l'inspection (y compris le traitement des défauts) et le remplacement des pièces d'usure.
Selon les informations en ligne, l'usine d'oxygène VPSA présente l'avantage d'une maintenance simple et facile. En même temps, toutes les pièces sont contrôlées par API avec une automatisation élevée. En théorie, un fonctionnement sans surveillance peut être réalisé.
La maintenance de l'usine d'oxygène VPSA est relativement simple, et il est facile de traiter les défauts. Cependant, il est toujours recommandé de remplacer les pièces d'usure telles que les joints de vannes à temps conformément aux exigences. Selon une enquête de l'association, presque toutes les entreprises de production de gaz sur site, nationales et étrangères, exigent une maintenance régulière de l'usine VPSA et un remplacement régulier du joint d'étanchéité, qu'il soit usé ou non.
Les statistiques ont montré qu'une maintenance régulière est bénéfique pour réduire le coût d'exploitation à long terme et prolonger la durée de vie de l'usine d'oxygène VPSA.
Le cycle de fonctionnement du processus de production d'oxygène VPSA est très court, généralement inférieur à 1 minute. En un cycle, chaque cuve d'adsorption doit subir les étapes d'adsorption, de réduction de pression, de désorption, de purge, de mise en pression égale, etc.
Les vannes clés s'ouvrent et se ferment une fois à chaque cycle, ce qui est assez fréquent, elles doivent donc être commutées assez rapidement afin d'améliorer l'efficacité de travail et l'utilisation effective de l'usine d'oxygène.
Par conséquent, les vannes utilisées dans l'usine d'oxygène VPSA doivent présenter les caractéristiques suivantes :
- vitesse de commutation élevée
- bonnes performances d'étanchéité
- longue durée de vie dans des conditions de commutation fréquentes et rapides
- fonctionnement sans huile
Actuellement, les usines VPSA nationales adoptent généralement des vannes papillon pneumatiques spéciales à double excentrique dont les actionneurs et les composants pneumatiques sont fabriqués par des marques renommées telles que Metso et SMC pour améliorer la fiabilité des vannes. La vanne présente les caractéristiques suivantes :
- Large plage de calibres : diamètre de DN100 à DN900
- Vitesse de commutation élevée : 0,3 à 0,8 seconde par cycle
- Structure d'étanchéité : structure d'étanchéité à lèvre avec fuite nulle bidirectionnelle et auto-réparation après usure
- Matériaux d'étanchéité : PTFE renforcé à haute résistance à l'usure
- Entraînement pneumatique : entraîné par un gaz d'instrument basse pression, propre et sans huile, relativement facile à obtenir.
- Maintenance : la vanne est de petite taille, légère et facile à entretenir. Le coût de maintenance est inférieur à celui des autres types de vannes.
L'unité VPSA est un ensemble de systèmes. À condition que la conception du processus soit raisonnable, que les équipements auxiliaires soient correctement sélectionnés et que le fonctionnement soit fluide, la consommation électrique de l'ensemble de l'unité sera garantie au plus bas. Plus précisément, les facteurs associés sont les suivants :
1. L'efficacité de l'adsorbant.
L'adsorbant le plus efficace actuellement sur le marché est l'adsorbant à base de lithium PU-8 , dont la production d'oxygène par tonne est la plus élevée du secteur. La charge est moindre pour une même production d'oxygène, de sorte que la résistance au passage du gaz à travers le lit d'adsorbant sera plus faible, atteignant ainsi un niveau de consommation d'énergie inférieur.
2. La rationalité du procédé.
L'adsorbant est le cœur d'une unité et les performances maximales de l'adsorbant peuvent être assurées par une conception de procédé raisonnable, incluant les réglages de température d'adsorption, de pression, de cycle, de pression de désorption et d'autres indicateurs.
3. L'adéquation des équipements de puissance avec l'ensemble de l'unité VPSA.
La puissance principale de l'ensemble de l'unité est consommée par les équipements de puissance. Si ces équipements sont trop petits, la production d'oxygène ne répondra pas aux spécifications de conception ; s'ils sont trop grands, la consommation d'énergie unitaire sera plus élevée. De plus, le bon fonctionnement des équipements auxiliaires est également important. Si une vanne fuit, si la transmission du signal de l'instrument n'est pas stable, etc., le fonctionnement de l'ensemble du système sera affecté.
En résumé, la consommation électrique de l'unité VPSA de production d'oxygène dépend du fonctionnement coopératif des différents composants du système.
La fiabilité de l'unité VPSA de production d'oxygène se reflète principalement par des facteurs tels que le taux de défaillance des composants associés, la rationalité de la conception du procédé et la maintenance lors de l'utilisation en aval.
Tout d'abord, un adsorbant efficace et durable et une conception de procédé raisonnable. Le cœur de la technologie VPSA est l'efficacité d'adsorption et les performances de l'adsorbant. Un adsorbant supérieur aura un coefficient de séparation élevé, facilitant une séparation efficace des gaz. Parallèlement, une durabilité de fonctionnement exceptionnelle est également indispensable. Généralement, une durée de vie de plus de 10 ans peut être considérée comme longue. De plus, la conception raisonnable du procédé et de l'unité complète est étroitement liée à l'adéquation avec l'application d'oxygène en aval. Une conception de procédé interne raisonnable du système garantira une faible consommation d'énergie et un fonctionnement stable. L'adéquation du système avec les équipements en aval affectera également son temps de fonctionnement et ses performances.
Deuxièmement, la fiabilité des fabricants des composants auxiliaires tels que les vannes programmées et les équipements de puissance. Si les équipements rotatifs ou les vannes sont fabriqués par des fabricants peu performants pour réduire les coûts, des dysfonctionnements fréquents seront causés et la stabilité de l'ensemble de l'unité sera affectée.
Enfin, une riche expérience en ingénierie peut garantir de bonnes conditions de fonctionnement et des taux d'exploitation élevés dans différentes industries, conditions atmosphériques et climatiques.
En résumé, la fiabilité de l'unité VPSA de production d'oxygène nécessite un certain nombre de facteurs tels que d'excellents composants auxiliaires, des procédés raisonnables et une riche expérience en ingénierie.
1. Injection de charbon enrichi en oxygène dans le haut fourneau. Il existe deux méthodes classiques pour la sidérurgie. La première consiste à utiliser le minerai de fer dans le haut fourneau pour fondre le fer des composés naturels en fer zérovalent, ce que nous appelons souvent la fonte brute. La fonte brute est ensuite affinée dans un convertisseur pour devenir les différents aciers alliés ou aciers inoxydables que nous voyons couramment dans notre vie quotidienne. Au stade de la fusion de la fonte brute dans le haut fourneau, nous adoptons généralement la technologie d'adsorption par pression alternée pour fournir de l'oxygène enrichi en ajoutant de l'oxygène au haut fourneau afin d'optimiser les conditions de fusion et de réduire les coûts. Nous obtenons ainsi une fonte brute de haute qualité.
2. La fusion au four électrique est la deuxième méthode. Les riblons que nous utilisons dans notre vie sont triés et introduits dans le four électrique après avoir été récupérés par le centre de recyclage. Dans le four électrique, nous utilisons de l'oxygène enrichi de haute pureté pour une fusion à haute température afin d'obtenir de l'acier fini.
3. De plus, la technologie d'adsorption par pression alternée est également appliquée dans le traitement des gaz résiduaires des fours de fusion tels que les hauts fourneaux et les convertisseurs mentionnés ci-dessus. Elle consiste principalement à adsorber le CO utile par la technologie d'adsorption par pression alternée, puis à le purifier et à le raffiner pour les réactions de synthèse dans les domaines chimiques et autres.
La technologie d'adsorption par pression alternée est principalement appliquée en chimie C1 dans l'industrie chimique. Savez-vous d'où viennent des objets comme les bouteilles de boissons quotidiennes, les canapés, les T-shirts à séchage rapide ? Ils sont tous issus du craquage du pétrole, puis d'autres procédures de synthèse étape par étape. Comme nous le savons, la Chine est riche en charbon et pauvre en pétrole. Au cours des 20 dernières années, la "chimie du charbon" qui s'est développée vise à utiliser le charbon à la place du pétrole pour produire nos biens de consommation courante.
Comment l'industrie chimique du charbon transforme-t-elle le charbon en vêtements que nous portons, en sièges sur lesquels nous nous asseyons et en gobelets que nous utilisons ? Le principe est le suivant : le charbon est gazéifié dans un gazogène où les gaz les plus utiles, tels que CO et H2, sont séparés par la technologie d'adsorption par pression alternée, puis utilisés dans la synthèse chimique, ce qui produit finalement ces biens de consommation courante. Dans ce processus, la technologie d'adsorption par pression alternée doit être adoptée pour résoudre certaines difficultés techniques. Par exemple, pour réaliser une séparation efficace du CO du N2 ou du CH4, la technologie d'adsorption par pression alternée utilisant un adsorbant à base de cuivre est incontournable. La Chine possède des droits de propriété intellectuelle indépendants pour cette technologie et a maintenu une avance sur le niveau international.
La technologie d'adsorption par pression alternée est principalement appliquée au recyclage des gaz résiduaires industriels riches en CO. On ne sait peut-être pas que la Chine est le plus grand fabricant mondial d'acier, de carbure de calcium et de phosphore jaune, représentant plus de la moitié de la production mondiale. Une grande quantité de gaz d'échappement industriels est libérée lors de la fabrication de ces produits industriels de base. Autrefois, ces gaz résiduaires industriels étaient rejetés directement dans l'air ou après combustion. Avec l'augmentation de la charge et des gaz émis, une détérioration progressive de l'environnement atmosphérique peut se produire, comme le smog et les gaz acides, pouvant même affecter la croissance des cultures.
Les gaz d'échappement comme le CO mentionné ci-dessus sont des gaz résiduaires dans l'industrie. La plupart des entreprises les traitent généralement par combustion, ce qui non seulement entraîne le rejet d'une grande quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, créant un effet de serre, mais constitue également une utilisation inefficace de l'énergie. Si ces gaz d'échappement sont purifiés par la technologie d'adsorption par pression alternée jusqu'à ce que la pureté du CO atteigne 99 % ou plus, avec une valeur d'utilisation élevée, ils peuvent ensuite être appliqués dans la synthèse chimique. Après une série de réactions chimiques, ils deviennent finalement les bouteilles en plastique, les T-shirts à séchage rapide et autres articles de notre vie quotidienne. C'est bénéfique à la fois pour les économies d'énergie et la réduction des émissions, favorisant ainsi la protection de l'environnement.